鋁行業(yè)智能制造探索與踐行者
——湖南力得爾智能制造發(fā)展之路

張帝｜文

力得爾，靠著自主創(chuàng)新，在研發(fā)針對(duì)電解鋁行業(yè)專用“智能傳感器”的起始，就給自己訂立了目標(biāo)，誓做電解鋁行業(yè)智能制造的先行者，要做就做最好、最優(yōu)、最符合生產(chǎn)實(shí)際需要的智能化產(chǎn)品。

在全球經(jīng)濟(jì)一體化及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的今天，傳統(tǒng)電解鋁行業(yè)面臨的壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)過(guò)去的想象。“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)明確提出，要加快推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造技術(shù)融合發(fā)展，把智能制造作為兩化深度融合的主攻方向。信息技術(shù)和制造技術(shù)的深度融合是新一輪產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，信息化與工業(yè)化的融合是推動(dòng)“中國(guó)制造2025”的核心。電解鋁行業(yè)屬于傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，信息技術(shù)和智能制造技術(shù)在行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其他的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，如何落實(shí)“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)，大力推動(dòng)和發(fā)展兩化深度融合，改變傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)傻、大、笨、粗的傳統(tǒng)形象，是擺在每一個(gè)電解人面前的課題，湖南力得爾智能科技股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“力得爾”）前瞻性地看到了行業(yè)在智能制造領(lǐng)域的空白，加快了在電解鋁行業(yè)智能制造領(lǐng)域的研發(fā)步伐。

電解鋁行業(yè)智能制造的機(jī)遇

力得爾是按照現(xiàn)代企業(yè)制度規(guī)范成立的高科技企業(yè)，老本行是專業(yè)做電解鋁行業(yè)的自動(dòng)化控制，是自動(dòng)化信息技術(shù)和電子技術(shù)方面的行業(yè)翹楚，技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“鋁電解自動(dòng)化控制系統(tǒng)”在行業(yè)內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用，但從來(lái)沒(méi)有涉足過(guò)智能制造領(lǐng)域，“中國(guó)制造2025”行動(dòng)綱領(lǐng)提出的新一代信息技術(shù)和智能制造技術(shù)的融合給力得爾人指明了發(fā)展方向。2014年初，力得爾人在智能制造技術(shù)上跨出了關(guān)鍵的一步，組織專業(yè)力量，成立了“智能傳感器”研發(fā)部，針對(duì)電解鋁行業(yè)的智能化下料研發(fā)智能傳感器，以解決電解鋁企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中“粘包”“堵料”的痛點(diǎn)。

力得爾人在研發(fā)針對(duì)電解鋁行業(yè)專用“智能傳感器”的起始，就給自己訂立了目標(biāo)，誓做電解鋁行業(yè)智能制造的先行者和踐行者，要做就做最好、最優(yōu)、最符合生產(chǎn)實(shí)際需要的智能化產(chǎn)品。經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，涌入電解鋁智能制造技術(shù)領(lǐng)域的試潮兒大多先天不足，都是只具有單方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，比如搞電子技術(shù)的沒(méi)有機(jī)械制造技術(shù)的沉淀，搞機(jī)械制造的不懂電解鋁控制技術(shù)等。相比于這些試潮兒，力得爾人有先天優(yōu)勢(shì)，不但有機(jī)械制造領(lǐng)域的專業(yè)人才，還有電解鋁工藝領(lǐng)域的工藝專家，以及電子技術(shù)和信息技術(shù)融合的專業(yè)技術(shù)人才。力得爾人在公司董事長(zhǎng)金卉的帶領(lǐng)下，厚積薄發(fā)、銳意進(jìn)取，用工匠精神，克服重重困難，研發(fā)出了行業(yè)內(nèi)第一臺(tái)“數(shù)字式”智能打殼氣缸和“數(shù)字式”智能反饋下料氣缸。

智能制造的成果轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新發(fā)展

時(shí)間來(lái)到2015年3月，凝聚著力得爾人數(shù)字信息技術(shù)和智能制造技術(shù)的產(chǎn)品——“數(shù)字式”智能打殼氣缸和“數(shù)字式”智能反饋下料氣缸組成的“智能下料系統(tǒng)”得到首次應(yīng)用，應(yīng)用于某大型鋁企業(yè)32臺(tái)420kA電解槽上。為了充分挖掘智能下料系統(tǒng)的潛能，力得爾“智能傳感器”研發(fā)部在“電解鋁工藝”服務(wù)部和“電解鋁自動(dòng)化”研發(fā)部的大力協(xié)助下，再接再厲，配合“智能下料系統(tǒng)”研發(fā)出了“智能精確下料”自動(dòng)化控制系統(tǒng)，為電解生產(chǎn)節(jié)能降耗、降低勞動(dòng)強(qiáng)度提供了技術(shù)保障。

經(jīng)過(guò)三年多在電解鋁企業(yè)生產(chǎn)槽上的反復(fù)驗(yàn)證和不斷研發(fā)，融合了信息化技術(shù)和智能制造技術(shù)的“數(shù)字式”智能打殼氣缸和“數(shù)字式”智能反饋氣缸日臻成熟，于2018年底開(kāi)始在大型電解鋁企業(yè)的系列槽上應(yīng)用，至2020年底，凝聚了力得爾人智慧和心血的智能下料系統(tǒng)推廣到兩個(gè)整系列的電解槽上，一線電解工人的勞動(dòng)強(qiáng)度降低了60%以上，受到了廣泛好評(píng)。

力得爾掌門(mén)人金卉對(duì)技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)灌輸?shù)囊回灷砟睿鞘冀K堅(jiān)持“自主研發(fā)與產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合”的科技創(chuàng)新之路，高度重視管理和研發(fā)團(tuán)隊(duì)的建設(shè)和培養(yǎng)。技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)在金卉的帶領(lǐng)下，同中南大學(xué)冶金學(xué)院、熱力學(xué)院、計(jì)算機(jī)學(xué)院等多家院所開(kāi)展了廣泛的技術(shù)合作，在“中國(guó)制造2025”的大目標(biāo)下，努力創(chuàng)新，通過(guò)融合兩個(gè)不同行業(yè)的技術(shù)，以達(dá)到電解鋁行業(yè)智能制造領(lǐng)先水平為目標(biāo)，以改造電解鋁行業(yè)的傳統(tǒng)設(shè)備為智能化設(shè)備為己任，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

“智能精確下料”自動(dòng)化控制系統(tǒng)在行業(yè)智能制造應(yīng)用方面的創(chuàng)新主要集中體現(xiàn)在幾個(gè)方面，首先，數(shù)字式智能打殼氣缸設(shè)備可以給自動(dòng)化控制系統(tǒng)提供直觀、可控的下料系統(tǒng)狀態(tài)，使得自動(dòng)化控制系統(tǒng)由開(kāi)環(huán)控制變?yōu)殚]環(huán)控制。自動(dòng)化控制系統(tǒng)依據(jù)閉環(huán)控制，對(duì)電解槽槽電壓的非正常波動(dòng)可以采取有力措施進(jìn)行處理。其次，智能打殼氣缸設(shè)備不需要每次打殼動(dòng)作都走滿行程，節(jié)氣是最直觀的。而且，自動(dòng)化控制系統(tǒng)可以根據(jù)打殼動(dòng)作的情況，對(duì)每次打殼殼面的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)于軟殼面，可以采用間歇性打殼方式，不但節(jié)氣，還減少了錘頭的磨損。數(shù)字式智能化下料系統(tǒng)最突出的創(chuàng)新，是革新了行業(yè)現(xiàn)有的看槽方式，由于智能打殼氣缸提供的下料口信號(hào)直觀、準(zhǔn)確，可以結(jié)合槽控機(jī)系統(tǒng)或者單獨(dú)設(shè)置一個(gè)“下料系統(tǒng)觀察平臺(tái)”，這個(gè)平臺(tái)設(shè)置在每個(gè)生產(chǎn)工區(qū)的出鋁端（大面），以“紅、黃、藍(lán)”三色來(lái)代表電解槽下料點(diǎn)的情況，看槽工一目了然，不再需要打開(kāi)每臺(tái)槽的槽蓋板去檢查下料點(diǎn)情況。

智能制造與信息技術(shù)融合展望

力得爾對(duì)于智能制造行業(yè)來(lái)說(shuō)還是一家初創(chuàng)企業(yè)，還需要在智能制造技術(shù)和信息技術(shù)的細(xì)分領(lǐng)域精耕細(xì)作，才能保持在行業(yè)的領(lǐng)先和獨(dú)創(chuàng)性。作為科技型公司，技術(shù)創(chuàng)新是第一位的，力得爾人通過(guò)將智能制造技術(shù)引入信息技術(shù)領(lǐng)域，暫時(shí)取得了行業(yè)的領(lǐng)先，但是，電解鋁行業(yè)還是一個(gè)傳統(tǒng)的耗能產(chǎn)業(yè)、一個(gè)勞動(dòng)密集型的產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)電解鋁行業(yè)的智能制造技術(shù)的華麗轉(zhuǎn)身，還有許多領(lǐng)域值得去研究、去發(fā)現(xiàn)、去創(chuàng)新。

智能制造和信息技術(shù)的融合將進(jìn)一步拓展鋁行業(yè)在智能化設(shè)備應(yīng)用方面的空間，通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行智能化改造，使傳統(tǒng)設(shè)備具備智能傳感和信息感知能力，降低企業(yè)的勞動(dòng)力成本和提升企業(yè)的生產(chǎn)決策能力。

首先，構(gòu)建“智能化管理控制平臺(tái)”是智能制造與信息技術(shù)融合最直接的應(yīng)用，在構(gòu)建生產(chǎn)智能化階段，主要包括智能檢測(cè)以及智能控制等，在智能傳感器技術(shù)、精確下料控制技術(shù)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，能夠進(jìn)行生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)與控制，多個(gè)廠站之間的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)合，通過(guò)運(yùn)營(yíng)單元作為基礎(chǔ)，對(duì)所有廠站集中監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化調(diào)度以及移動(dòng)式管理。

其次是管理智能化階段，這一階段，主要有智能化設(shè)備管理以及人員管理兩方面，智能化設(shè)備管理使用三維模型，基于自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過(guò)視覺(jué)感知技術(shù)應(yīng)用，對(duì)智能化設(shè)備施行在線管理，統(tǒng)計(jì)分析智能化設(shè)備使用壽命以及相應(yīng)成本，結(jié)合設(shè)備實(shí)際使用情況，制定養(yǎng)護(hù)維修措施。人員管理方面主要是使用智能視覺(jué)分析技術(shù)，對(duì)工廠內(nèi)人員、智能化設(shè)備以及事件進(jìn)行無(wú)人化操作改進(jìn)，提高智能化水平。這一過(guò)程需要重視生產(chǎn)運(yùn)行管理以及智能化設(shè)備管理等，降低人力成本，提高生產(chǎn)安全性。

再次，“中國(guó)制造2025”提出的新一代信息技術(shù)應(yīng)用，在電解鋁行業(yè)還是一片藍(lán)海，力得爾人的下一個(gè)目標(biāo)，就是將“AI”技術(shù)引入鋁行業(yè)的日常生產(chǎn)管理中，通過(guò)對(duì)電解槽不同工藝條件下的生產(chǎn)樣本進(jìn)行AI學(xué)習(xí)，日積月累，在取得足夠多樣本的情況下，AI學(xué)習(xí)型自動(dòng)化控制系統(tǒng)將大有作為。電解鋁智能型、智慧型工廠的藍(lán)圖，召喚著力得爾人濃墨重彩去描繪，創(chuàng)造與創(chuàng)新，力得爾人永遠(yuǎn)在路上。