以高質量數字化賦能有色行業現代化建設

劉誠｜文

在譜寫中國式現代化新篇章的征程上，中國恩菲將始終深入踐行《原材料工業數字化轉型工作方案（2024-2026 年）》要求，為實現“質量變革、效益變革、動力變革”的高質量發展貢獻力量。

黨的二十大報告擘畫了全面建成社會主義現代化強國、以中國式現代化全面推進中華民族偉大復興的宏偉藍圖。當前，新一輪科技革命與產業變革加速演進，數字技術革命引領生產力躍遷，形成、發展新質生產力，為包括有色行業在內的現代化產業提供了重要的方向指引。《原材料工業數字化轉型工作方案（2024-2026年）》（以下簡稱《方案》）描繪了構建智能化、綠色化、融合化的現代有色金屬產業體系，勾畫了推動產業基礎高級化和產業鏈現代化的美好圖景。中國恩菲工程技術有限公司（以下簡稱“中國恩菲”）是伴隨共和國有色金屬工業恢復發展而誕生的科研設計單位，70多年來始終以自主創新為驅動，引領行業發展。在譜寫中國式現代化新篇章的征程上，中國恩菲將始終深入踐行《方案》要求，加強數字技術創新應用、加快形成新質生產力，為實現“質量變革、效益變革、動力變革”的高質量發展貢獻力量。

聚焦痛點 大力探索數字化轉型路徑

有色金屬品種多樣，除銅、鋁、鉛、鋅等大宗金屬外，還包括輕金屬、稀有金屬、稀散金屬等；多金屬共生，礦物種類多達上千種，工藝離散性強，多為“一礦一廠一技術”；礦山采掘、選礦、冶金等生產過程動態變化，工藝高度非標準化。因此，有色金屬行業數字化轉型沒有統一的技術方案，需要針對不同工藝進行定制化開發，轉型難度非常大。近年來，礦產資源開發高海拔、深地層、大規模等趨勢逐步顯現，工藝、生產條件愈發復雜。冶煉過程涉及復雜的反應和傳質傳熱過程，氣液固多相耦合共存，冶金機理高度非線性，模型構建成為難題；在高溫、高壓、高酸/堿、強腐蝕、多粉塵的環境下，工藝參數實時監測，生產指標自動調優，底層數據在線獲取，操作指令自動執行，智能制造自我學習能力訓練提升面臨更大難度。

加速推進行業數字化進程，是解決礦產資源高效開發利用難題的重要手段，是實現行業綠色、低碳、高質量發展的關鍵環節，更是提升國家資源保障能力、夯實現代化工業體系基石的堅實保障。實現高質量數字化轉型，就要以數字化整體驅動生產方式變革，突破行業發展瓶頸，提高生產智能化水平，以數字技術創新，推動行業實現高層次價值創造；以數字基礎能力建設，支撐行業生產運營體系重構；以數字平臺拓展，保障產業鏈、生產鏈協作、融合，由此推動實現高質量發展。

創新驅動 加快構建數字化技術體系

工程設計是工業現代化的源頭，設計院在有色金屬行業數字化轉型過程中，發揮著重要的創新引領和路徑規劃的作用。設計院在建國初期學習蘇聯模式，后又融合西方技術，建立了中國式工業設計模式，視為設計院1.0 階段，又經計算機輔助設計的2.0階段、三維協同設計的3.0階段。目前，正邁向以建設“數字設計院”為目標，面向行業提供數字化設計交付、數字化系統解決方案、工業互聯網平臺、數字孿生系統和智能管控模塊等全產業鏈數字化服務的設計院4.0階段。有色行業數字化轉型是一個復雜的系統工程，涉及產品方案、生產模式、組織架構、管理方法等諸多方面的創新和變革，設計院要加大數字化創新力度，驅動技術體系的構建，通過數字化的技術和手段來實現業務和業務模式的創新和變革，促進企業提質增效，提升核心競爭力。

中色大冶陽新弘盛銅業有限公司智能工廠智慧中心

一是過程模型構建與先進控制技術。數字模型是數字化轉型的核心，模型質量決定了數字化轉型的水準和成敗。礦山采掘、選礦、冶煉等生產過程,需在設計階段建立機理模型或數據模型，融入數字基因，提供數字化轉型的源生數據資產和原生動力。深度挖掘過程單元最優運行界域，開發基于機理/數據/知識聯合驅動先進過程控制系統，提升有色金屬行業生產一體化管控水平。

二是復雜系統數字化集成技術。有色金屬品種多、組分復雜，多數為非標準工藝流程，生產系統高度非線性非穩態，要實現數字化轉型，首要任務是解析過程單元非線性相互作用、動態耦合關系，建立復雜非穩態系統數字模型，實現單元—過程—系統數字化集成和全流程結構性優化，保障系統可預測、可調控地動態穩定運行。

三是大數據應用技術。數據是數字化轉型的基礎。運用智能感知設備和物聯網系統，采集生產和管理全過程數據，實現多源異構數據的互聯互通，建立可靠的基礎數據底座，形成再生數據資產。加快人工智能技術與有色金屬行業深度融合，探索構建有色金屬行業人工智能通用模型，打造人工智能數據采集、模型訓練、測試驗證場景，加快設備運行、工藝參數、生產調度、質量管理、安全防控、經營決策等人工智能解決方案研發和應用，提升企業生產運行效率和決策智能化水平。

以“數”提質 形成有色新質生產力

（一）開行業數字化轉型之先河。中國恩菲率先在行業內推動數字化轉型，目前正在引領“4.0”階段的加速跨越。一是實現數字化設計交付。加強專有機理模型、核心算法引擎等關鍵技術開發，打造礦山和工廠數字機理模型設計平臺，將技術、知識、產品轉化為數據和模型，成為全生命周期“數據資產”重要部分，提供綠色、低碳、高效屬性的技術和產品。二是形成數字化組織模式。改變傳統的“作坊式”組織模式，向“數字設計院”模式轉型，構建全要素、全過程、全方位的工程項目交付數字底座，提供全產業鏈數字化服務。三是完善數字化設計流程。建設自主知識產權的數字化協同設計平臺，推進設計流程再造，建立與數字化設計交付體系適應的管理流程和標準。四是提升數字化項目管理。對工程實體及建設過程進行數字化映射，實現生產要素和管控要素的精準量化，做到設計最優、方案最優、成本最優，全面提升項目集成化和精細化管理水平。五是建強數字化企業大腦。圍繞公司戰略管控、職能管理、業務管理，建立數字化管理和決策模型，強化數字化思維，提高管理效率效能。六是形成大量實踐探索。率先推出“MIM+”數字一體化解決方案，打造了鞍鋼集團眼前山智慧礦山、中色大冶弘盛銅業智能工廠等全生命周期、全服務流程的現代化礦冶工程典范。

（二）打造數字化轉型系統解決方案。基于中國恩菲多年的工藝積累和知識沉淀，開發了有色金屬工藝協同設計和交付平臺，打造“1+1+N”架構的生產智能制造解決方案，將設計數據和模型貫通到生產運營階段，打通設計、交付、生產、運維、管理等所有環節，形成集數字化設計交付、智能化生產運維、智慧化管理決策的全產業鏈數字化轉型系統解決方案。

（三）搭建行業特色工業互聯網平臺。圍繞企業數據感知、存儲、分析、建模、預測、決策，搭建穩定、可靠的行業特色工業互聯網平臺，實現資源統一管理、數據統一治理、安全統一管控、模型統一集成。將工業技術、知識、經驗和方法以專業工業模型庫的形式持續沉淀在平臺，打造集成有色金屬工業特色數據和模型的數字化底座。

（四）樹立智能工廠示范標桿。以標桿提升轉型動力，以實績衡量轉型水平。圍繞精準控制、敏捷制造、供應鏈協同等關鍵環節，推進有色冶煉生產過程全要素數字化，實現對生產過程人、機、料、法、環的全面感知、預測和管控。以有色冶煉工藝機理模型和智能優化算法為抓手，推進有色冶煉生產過程核心工藝優化與智能控制的數字化升級應用，推進各個關鍵工序的工藝協同優化，實現工藝指標、生產成本、節能降碳、作業效率等全面優化，打造自學習、自決策、自執行的有色金屬智能管控系統，構建知識與數據協同驅動的智能工廠。