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幾內(nèi)亞鋁土礦運(yùn)抵中鋁集團(tuán)位于廣西防城港的碼頭

清晨，當(dāng)?shù)谝豢|陽(yáng)光灑向廣西防城港的碼頭時(shí)，一艘遠(yuǎn)洋貨輪正在緩緩卸下來(lái)自幾內(nèi)亞的鋁土礦。這些看似普通的褐色礦石即將開(kāi)啟一段令人驚嘆的智能“變形記”——從氧化鋁提煉到電解鋁冶煉，再到高端鋁材加工，最終成為新能源汽車(chē)的輕量化部件、電子產(chǎn)品的精密外殼，甚至航天器的關(guān)鍵材料。

作為地殼中含量最豐富的金屬，鋁憑借輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐腐蝕、導(dǎo)電性好、可回收等優(yōu)點(diǎn)，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“六邊形戰(zhàn)士”。如今，智能化正悄然重塑鋁產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)模式。

近日，筆者走進(jìn)中鋁集團(tuán)旗下3家智能工廠(chǎng)，探尋一塊鋁土礦如何借助智能化手段，完成從礦石到高端材料的華麗“變身”。

廣西華昇：

氧化鋁生產(chǎn)的“智慧大腦”

廣西華昇氧化鋁工廠(chǎng)位于廣西防城港，緊鄰天然深水港，建有亞洲最大的單體鋁土礦倉(cāng)庫(kù)。在這里，采掘和進(jìn)口的鋁土礦經(jīng)過(guò)原料、溶出、沉降、分解、焙燒等8道核心工序，提取出高純度的氧化鋁粉。

鋁土礦從幾內(nèi)亞海運(yùn)至廣西防城港碼頭，再由封閉式輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)綇V西華昇原礦堆場(chǎng)。筆者看到，NIR近紅外礦石在線(xiàn)檢測(cè)儀正在按照系統(tǒng)指令檢測(cè)破碎后的鋁土礦粉末，檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)傳輸至廣西華昇生產(chǎn)管控中心的大屏幕上。

過(guò)去，鋁土礦靠人工取樣化驗(yàn)，數(shù)據(jù)嚴(yán)重滯后，分析頻次有限?，F(xiàn)在，廣西華昇自主研發(fā)的智能礦石在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)革命性突破，每分鐘可完成148次精準(zhǔn)檢測(cè)，實(shí)時(shí)分析礦石中有效氧化鋁和活性硅含量，通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)控配礦和母液添加，溶出率提升0.3%，年直接創(chuàng)效近千萬(wàn)元。

在這座國(guó)家級(jí)智能制造示范工廠(chǎng)、綠色工廠(chǎng)里，從礦石破碎、溶出、沉降到蒸發(fā)結(jié)晶，絕大部分實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。2024年底，中鋁集團(tuán)發(fā)布有色金屬行業(yè)首個(gè)人工智能大模型——坤安。廣西華昇在此基礎(chǔ)上研發(fā)的氧化鋁行業(yè)首個(gè)AI大模型應(yīng)用——智昇氧化鋁，已在溶出、沉降、蒸發(fā)3個(gè)工序投入應(yīng)用并取得良好效果。今年上半年，蒸發(fā)六效NK預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率達(dá)88%，溶出AK預(yù)測(cè)率達(dá)85%，沉降NT預(yù)測(cè)率達(dá)80%。

“過(guò)去靠老師傅的經(jīng)驗(yàn)‘熬’氧化鋁，現(xiàn)在用AI的算法‘算’氧化鋁，原來(lái)需要6個(gè)小時(shí)才能得到化驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)在只要3分鐘就能出結(jié)果，真正做到了‘讓數(shù)據(jù)跑腿，讓AI干活’。”廣西華昇主要負(fù)責(zé)人向筆者介紹。

云鋁文山：

電解鋁的“數(shù)字心臟”

經(jīng)歷了從鋁土礦到氧化鋁的蛻變，“鋁”在彩云之南的文山將迎來(lái)生產(chǎn)過(guò)程中最核心的步驟——在電解槽里，數(shù)萬(wàn)安培的直流電通過(guò)碳陽(yáng)極擊穿冰晶石熔鹽，將氧化鋁還原為電解鋁，最終形成高純鋁液。

走進(jìn)云鋁文山電解車(chē)間，眼前的景象顛覆了筆者對(duì)電解鋁廠(chǎng)的傳統(tǒng)認(rèn)知，只見(jiàn)一排排電解槽整齊排列，地面干凈整潔。

“過(guò)去依靠人工經(jīng)驗(yàn)和機(jī)理模型模糊控制生產(chǎn)過(guò)程，員工非常累，能耗也高。”云鋁文山電解生產(chǎn)中心負(fù)責(zé)人王輝介紹說(shuō)。

如今，在鋁電解行業(yè)首個(gè)大模型——“綠鋁云慧鑒”的驅(qū)動(dòng)下，云鋁文山500千安電解槽自動(dòng)完成打殼、加料、換極、出鋁等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)，替代了人工操作。

云鋁文山主要負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，過(guò)去電解鋁生產(chǎn)像熬老湯，靠手藝，火候難以控制?，F(xiàn)在有了“綠鋁云慧鑒”，就像給電解槽升級(jí)了智能爐灶，用數(shù)據(jù)做配方，下料時(shí)間精準(zhǔn)到毫秒，加料優(yōu)化及時(shí)，出鋁預(yù)測(cè)也準(zhǔn)確靠譜，作業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量顯著提升，不僅讓生產(chǎn)更安全更高效，還能優(yōu)化下料量、節(jié)約能源消耗，每年降本5000余萬(wàn)元。

“員工也從高溫下‘記數(shù)據(jù)’變成了中控室‘下指令’，管理從事后復(fù)盤(pán)變成了提前預(yù)算，數(shù)據(jù)活起來(lái)了，效率高了，員工價(jià)值也進(jìn)一步提升。”趙加平說(shuō)。

今年，云鋁文山“基于人工智能的鋁電解數(shù)字孿生模型的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用”入選工業(yè)和信息化部2024年人工智能賦能新型工業(yè)化典型應(yīng)用案例，云鋁文山“AI驅(qū)動(dòng)智慧管控的鋁電解智能工廠(chǎng)”入選工業(yè)和信息化部首批卓越級(jí)智能工廠(chǎng)認(rèn)定名單。

中鋁瑞閩：

鋁加工用上“最強(qiáng)大腦”

液態(tài)鋁鑄造成鋁錠后，被送往位于福州的國(guó)家級(jí)5G工廠(chǎng)中鋁瑞閩，迎來(lái)最后的蛻變——鋁錠經(jīng)過(guò)熔鑄、熱軋、冷軋、精整等工序，變成千家萬(wàn)戶(hù)使用的金屬包裝材，強(qiáng)如鋼材的汽車(chē)板，抑或是精密電子器件的外殼。

鋁加工行業(yè)以其半流程、半離散的加工模式著稱(chēng)，加工過(guò)程非常復(fù)雜，生產(chǎn)計(jì)劃安排起來(lái)類(lèi)似軍師排兵布陣，需要一個(gè)極其聰明的“大腦”輔助決策。

為破解排產(chǎn)難題，中鋁瑞閩基于“坤安”大模型，開(kāi)發(fā)了“鋁智云排”AI 大模型，如同“最強(qiáng)大腦”，從億級(jí)個(gè)變量中快速“算”出近似最優(yōu)解的分鐘級(jí)生產(chǎn)計(jì)劃，按時(shí)交貨率從94.1%提高至98%以上，大幅提高了客戶(hù)滿(mǎn)意度，也為降本增效注入了新動(dòng)力。

“面對(duì)客戶(hù)臨時(shí)變更需求，我們不再束手無(wú)策。‘鋁智云排’大模型能夠快速輸出結(jié)果，判斷臨時(shí)插單的影響，為生產(chǎn)決策提供科學(xué)依據(jù)。”中鋁瑞閩運(yùn)營(yíng)優(yōu)化部副經(jīng)理陳凱向筆者介紹。

“排產(chǎn)計(jì)劃從‘見(jiàn)招拆招’到‘提前預(yù)判’，AI讓我們跑贏(yíng)了時(shí)間，幫助我們大幅提升了效率。”中鋁瑞閩主要負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)。

同樣智能的還有設(shè)備點(diǎn)巡檢。在中鋁瑞閩AR實(shí)驗(yàn)室里，筆者戴上集成了AR眼鏡的安全頭盔，抬起左臂，輕點(diǎn)虛擬彈窗觸屏上的按鈕，按照系統(tǒng)的智能指引，走進(jìn)工廠(chǎng)調(diào)試設(shè)備，進(jìn)行點(diǎn)檢項(xiàng)目便捷確認(rèn)，數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)傳輸至設(shè)備管理系統(tǒng)。

“點(diǎn)巡檢更省時(shí)省力，全過(guò)程可追溯。遇到個(gè)人解決不了的難題，還可以隨時(shí)求助資深專(zhuān)家‘會(huì)診’，一起研究、判斷。”中鋁瑞閩AR實(shí)驗(yàn)室成員吳智敏如是介紹。

夜幕降臨，一批高精度鋁板正裝車(chē)發(fā)往客戶(hù)。經(jīng)歷了智能“變形記”的鋁土礦，正以更輕、更強(qiáng)、更純凈的姿態(tài)，繼續(xù)“鋁”程——從易拉罐到新能源汽車(chē)，從高壓電網(wǎng)到航天火箭，鋁制品服務(wù)著幾十億人的每一天。

從廣西到云南，再到福建，中鋁集團(tuán)從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”到“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的數(shù)智化實(shí)踐，正引領(lǐng)我國(guó)有色金屬產(chǎn)業(yè)的智能化蛻變，描繪著高質(zhì)量發(fā)展的新藍(lán)圖。