《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設指南(試行)》解讀

　　據(jù)工信部網站消息，近日，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、自然資源部聯(lián)合公告了《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設指南(試行)》，并對《指南》進行了解讀?！吨改稀访鞔_了建設目標、建設路徑、建設內容及基礎支撐等方面要求?！吨改稀愤€指出，要推進互聯(lián)網+、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、邊緣計算、虛擬現(xiàn)實等前沿技術在有色企業(yè)的應用，并給出了具體的應用場景。

　　以下為解讀全文：

　　《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設指南(試行)》解讀

　　2020年4月，工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委、自然資源部聯(lián)合公告了《有色金屬行業(yè)智能工廠(礦山)建設指南(試行)》(中華人民共和國工業(yè)和信息化部國家發(fā)展改革委自然資源部公告2020年第19號，下稱《指南》)?，F(xiàn)就《指南》有關內容解讀如下。

　　一、為什么要出臺《指南》？

　　有色金屬行業(yè)是典型的流程工業(yè)，具有種類繁多、原料來源繁雜、工藝復雜流程長、工況環(huán)境苛刻等特點?？傮w看，有色金屬行業(yè)智能制造水平比較落后，難以滿足高質量發(fā)展的需要，其中，采礦裝備主要依賴人工駕駛作業(yè)，工作強度大、安全風險高；冶煉裝備種類和安環(huán)敏感源多，企業(yè)自動化管控水平參差不齊，尤其是小型企業(yè)工藝設備落后、多依賴人工操作，環(huán)保治理和安全生產形勢嚴峻；部分加工企業(yè)的生產及作業(yè)數(shù)據(jù)通過紙質填寫，在線監(jiān)測手段不足，質量管控能力不高，生產組織缺乏柔性。

　　在新一輪科技革命蓬勃發(fā)展、資源和環(huán)境約束不斷增強的新形勢下，企業(yè)普遍認識到智能制造的重要性，加快推進數(shù)字化、網絡化，部分企業(yè)在無人行車、設備智能診斷、銅板自動剝離等局部領域的智能化應用取得突破，但大部分企業(yè)面臨建設目標和路徑不明確、建設內容不成體系、建設重點不夠突出、項目推進困難等問題，多是“摸著石頭過河”，系統(tǒng)意識不足，信息孤島現(xiàn)象嚴重，極易陷入“重局部改造，輕整體優(yōu)化”“重業(yè)務系統(tǒng)建設，輕數(shù)據(jù)價值挖掘”“重建設，輕運維”等誤區(qū)。

　　為進一步推進5G、工業(yè)互聯(lián)網、人工智能等新一代信息通信技術在有色金屬行業(yè)的集成創(chuàng)新和融合應用，在操作層面為企業(yè)開展智能制造提供頂層設計和全面引導，我們研究編制了有色金屬行業(yè)智能礦山、智能冶煉工廠、智能加工工廠建設指南，明確建設目標、建設路徑、建設內容及基礎支撐等方面要求。

　　二、《指南》是如何制訂的？總體考慮是什么？

　　2019年4月，我們啟動有色智能制造指南編制工作，由中鋁、江銅、中金等骨干企業(yè)，北礦院、恩菲、中色等科研院所，寶信、華為等智能制造供應商組建礦山、冶煉、加工3個專項起草組，先后對福建、廣東、重慶等地區(qū)的21家有色企業(yè)進行智能制造摸底調研，充分借鑒國內外及其他行業(yè)先進經驗，形成《指南》初稿。經社會公示及征求發(fā)展改革委、科技部、自然資源部、生態(tài)環(huán)境部、應急部、市場監(jiān)管總局等6個部門意見后做進一步修改完善，通過院士專家論證會審議形成《指南》。《指南》總體考慮如下：

　　一是充分與國家政策做好銜接，堅持前瞻性和落地性相結合?！吨改稀芬浴盎ヂ?lián)網+先進制造業(yè)”指導意見、智能制造工程實施指南等為指導，以國家智能制造標準體系為依據(jù)，以支撐有色企業(yè)綠色、安全、高效發(fā)展為目標，總體設計采用基于工業(yè)互聯(lián)網平臺的云、邊、端架構，結合有色企業(yè)特點，重點強調基礎設施的數(shù)字化改造、先進工業(yè)軟件的應用和基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新。在具體實施上，《指南》突出前瞻性和落地性，既充分考慮企業(yè)智能制造建設基礎，明確老廠改造和新建工廠的建設路徑以及基礎型、引領型企業(yè)的建設重點，重在“強基礎，補弱項”，又著力促進5G、人工智能、虛擬現(xiàn)實等技術在遠程協(xié)作、智能配料、電解槽短路識別、冶煉虛擬仿真等方面應用，力求“固長板，謀突破”。

　　二是立足行業(yè)特點和發(fā)展需要，明確企業(yè)智能制造建設重點。《指南》立足礦山、冶煉、加工的行業(yè)特點和智能制造現(xiàn)狀，堅持問題導向，圍繞礦山的本質安全、資源集約需求，冶煉的清潔環(huán)保、優(yōu)質低耗需求，加工的質量穩(wěn)定、柔性生產需求，聚焦研發(fā)、裝備、生產、運營、供應鏈協(xié)同等核心業(yè)務環(huán)節(jié)，解決企業(yè)普遍面臨的產線裝備基礎不牢、安全環(huán)保管控水平不高、信息化與管理兩層皮、先進技術應用動力不足等突出問題。《指南》通過設置智能裝備、5G應用場景、工業(yè)APP等專欄，明確新型技術的具體應用環(huán)節(jié)和建設重點，指導有條件的企業(yè)先試先行。

　　三是推動企業(yè)管理模式變革，構建持續(xù)優(yōu)化的保障機制。為保障企業(yè)智能制造項目的順利推進和建設成效，《指南》既明確企業(yè)主體責任意識，引導企業(yè)做好頂層設計、確定建設重點，又根據(jù)先進企業(yè)智能制造項目建設的成功經驗，強調整體規(guī)劃和問題導向，在資金投入、組織規(guī)劃、人才隊伍、運營維護、信息資源、標準體系等方面明確了基礎支撐要求，引導企業(yè)解決拿來主義盛行、領導重視程度不夠、資金持續(xù)投入不足、復合型人才匱乏等問題，為企業(yè)實施《指南》提供要素基礎保障。

　　三、智能礦山、智能冶煉工廠、智能加工工廠建設目標的各自側重點是什么？

　　有色企業(yè)智能制造建設目標為實現(xiàn)生產、設備、能源、物流等資源要素的數(shù)字化匯聚、網絡化共享和平臺化協(xié)同，打造具有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應的有色金屬智能工廠(礦山)。其中，有色金屬礦山具有開采區(qū)域動態(tài)變化、事故風險率高、廢物排放量大、資源回收率亟待提高等特點，特別是部分礦山地處高寒高海拔地區(qū)，機器換人需求迫切，《指南》提出要建成集資源的數(shù)字化管理、面向“礦石流”的智能生產管控、全流程的少人無人化生產、集成化的本質安全管理、基于大數(shù)據(jù)的智能決策于一體的本質安全、資源集約、綠色高效的有色金屬智能礦山；有色金屬冶煉具有生產工況復雜、作業(yè)環(huán)境惡劣、能源管理粗放、工藝建模和多工序協(xié)同難等特點，《指南》提出要建成集綜合集成信息管控平臺、實時協(xié)同優(yōu)化的智能生產體系、精細化能效管控于一體的清潔環(huán)保、優(yōu)質低耗、安全高效的有色金屬智能冶煉工廠；有色金屬加工具有產品品種規(guī)格多、訂單批量小、生產工藝流程長、產品精度要求高、物流調度頻繁等特點，需快速響應市場和客戶要求，《指南》提出要建成集柔性化組織生產、產品質量全生命周期管控、供應鏈協(xié)同優(yōu)化運營于一體的質量穩(wěn)定、協(xié)同高效、響應快捷的有色金屬智能加工工廠。

　　四、現(xiàn)有企業(yè)和新建企業(yè)智能制造的建設路徑是什么？

　　針對有色金屬企業(yè)生產規(guī)模不一、裝備種類多、自動化水平參差不齊等問題，為契合企業(yè)發(fā)展實際，增強指導的精準性，《指南》提出企業(yè)要堅持“因企制宜、問題導向、注重實效”，根據(jù)企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和實際生產經營情況，統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實施，明確建設重點，有序推進智能制造建設。對于現(xiàn)有礦山和工廠，要結合企業(yè)需求緊迫程度、基礎條件和資金承受能力等因素制定實施方案，在做好相關流程、數(shù)據(jù)、操作標準化的基礎上，對設備進行數(shù)字化、智能化改造，逐步建設完成綜合集成的生產管控平臺，實現(xiàn)業(yè)務的全流程跟蹤和追溯，同時不斷積累相關數(shù)據(jù)，通過工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)的創(chuàng)新應用。尤其是中小型加工企業(yè)，針對其生產規(guī)模較小、自動化水平偏低、生產管理粗放等特點，《指南》提出要重點加強信息化基礎設施及信息安全建設，逐步開展設備的數(shù)字化改造。對于新建礦山和工廠，要根據(jù)礦山和工廠的總體規(guī)劃，考慮先進工藝、先進裝備、先進信息技術以及先進制造技術等因素制定高標準、高起點、高水平的智能制造實施方案，基建階段即完成對智能設備的要求，基建后期建設相關生產管控系統(tǒng)，達產達標后在積累一定數(shù)據(jù)的基礎上建設工業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺。同時，《指南》也提出，在進行實際建設時，企業(yè)可以根據(jù)支撐條件，并行推進上述工作。

　　五、《指南》為什么采用基于工業(yè)互聯(lián)網的“云、邊、端”架構？

　　傳統(tǒng)的IT架構已經難以支撐大量的知識復用和功能擴展，制約了智能化的發(fā)展，而基于工業(yè)互聯(lián)網的技術架構，可以承載蘊含眾多工業(yè)知識的數(shù)字化模型與微服務，大幅提高工業(yè)知識的復用水平。為突出前瞻性和落地性，《指南》鼓勵企業(yè)采用基于工業(yè)互聯(lián)網的“云、邊、端”架構，將企業(yè)大量基于傳統(tǒng)IT架構的信息系統(tǒng)作為平臺的數(shù)據(jù)源，繼續(xù)發(fā)揮系統(tǒng)剩余價值，并逐步推進傳統(tǒng)信息化業(yè)務的云化部署，解決企業(yè)傳統(tǒng)系統(tǒng)向工業(yè)互聯(lián)網遷移、單個企業(yè)與行業(yè)平臺對接問題。同時，《指南》鼓勵企業(yè)以硬件、軟件、數(shù)據(jù)等基礎要素遷入云端為先導，逐步推進企業(yè)實現(xiàn)核心業(yè)務系統(tǒng)云端集成，實現(xiàn)跨企業(yè)云端協(xié)同?？紤]到企業(yè)技術基礎、資金實力和發(fā)展需求，為發(fā)揮大企業(yè)的支撐引領、示范帶動作用，《指南》提出鼓勵有條件的大型企業(yè)建設工業(yè)互聯(lián)網平臺，鼓勵中小型企業(yè)使用工業(yè)互聯(lián)網平臺。

　　六、智能礦山、智能冶煉工廠、智能加工工廠的主要建設內容有哪些？建設重點是什么？是如何考慮的？

　　《指南》立足有色金屬行業(yè)智能制造“‘工業(yè)2.0’補課、‘工業(yè)3.0’普及、‘工業(yè)4.0’示范”的建設思路，參考《國家智能制造標準體系建設指南》中智能制造系統(tǒng)架構，明確通過基礎設施的數(shù)字化改造實現(xiàn)資源要素的匯聚和互聯(lián)互通，通過智能生產系統(tǒng)建設實現(xiàn)信息融合共享，通過基于服務型制造的智能服務應用推動新業(yè)態(tài)發(fā)展，同時，為激發(fā)企業(yè)活力，《指南》明確了基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺建設要求，支撐企業(yè)進行持續(xù)的數(shù)據(jù)應用創(chuàng)新。從具體建設內容看，企業(yè)要著力做好以下幾方面工作：

　　一是基礎設施的數(shù)字化改造與建設?；A設施主要包括新型儀器儀表的應用、產線的自動化改造以及成套智能裝備的應用、網絡部署及信息安全建設。智能礦山指南針對有色礦山生產中勞動作業(yè)強度大、作業(yè)環(huán)境惡劣(高溫、多粉塵、噪音大等)的鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸?shù)葝徫?，引導企業(yè)應用智能鑿巖臺車、智能錨桿臺車、智能鏟運機、智能卡車、智能裝藥車等具備自主行駛與自主作業(yè)功能的智能化采礦裝備進行鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸?shù)茸鳂I(yè)，降低人員勞動強度，提高本質安全水平。智能冶煉工廠指南針對有色冶煉生產工藝復雜且涉及高溫、多粉塵、強磁、強腐蝕等復雜工況，關鍵工藝參數(shù)和性能指標難以實時檢測等問題，引導企業(yè)進行基礎設施的數(shù)字化改造，鼓勵企業(yè)在勞動作業(yè)強度大、人員安全風險大的熔鑄、熔體開堵口、電解鑄造等崗位應用智能儀器儀表和智能裝備，實現(xiàn)清潔生產和安全作業(yè)。智能加工工廠指南針對有色加工過程鑄造、軋制、擠壓、拉拔等工序精度控制要求高、生產運行速度快等特點，引導企業(yè)應用自動控制、智能感知等技術對現(xiàn)有軋機、擠壓機、熱處理爐等生產設備及其他裝置進行數(shù)字化改造或配置智能設備，完善工業(yè)網絡及信息安全建設，實現(xiàn)質量穩(wěn)定和精準控制。

　　二是基于業(yè)務驅動的智能生產系統(tǒng)建設。智能礦山指南針對有色礦山地質資源信息數(shù)據(jù)量大、屬性復雜且動態(tài)變化、采礦設計采用二維手工設計、采礦裝備主要依賴人工駕駛、充填系統(tǒng)自動化程度不高、選礦多工藝環(huán)節(jié)協(xié)同難等問題，鼓勵企業(yè)通過礦山資源數(shù)字化、采選生產過程智能控制、本質安全集成化管理、礦山虛擬仿真，建立具有工藝流程優(yōu)化、動態(tài)排產、能耗管理等功能的智能生產系統(tǒng)，構建以“礦石流”為主線的高度集成化、智能化、扁平化的礦山生產運營管理模式。智能冶煉工廠指南針對有色冶煉企業(yè)在火法熔煉、余熱鍋爐、煙氣收塵等重點工序流程協(xié)同困難、無法預測和自調節(jié)、調整粗放生產波動大、過程控制反應滯后、受限于人工經驗、信息孤島嚴重等問題，鼓勵企業(yè)建立基于機理模型、經驗模型和仿真模型的先進工業(yè)控制軟件，優(yōu)化生產作業(yè)和設備運行參數(shù)。引導企業(yè)開展數(shù)據(jù)采集與集中監(jiān)視、生產組織與調度、生產管理與執(zhí)行、企業(yè)管理與經營決策等系統(tǒng)的建設，實現(xiàn)實時監(jiān)控、動態(tài)調度和協(xié)同優(yōu)化。智能加工工廠指南針對有色加工企業(yè)產品品種規(guī)格多、訂單批量小、生產工藝路線長、并行工藝路徑多、物流調度頻繁等問題，引導企業(yè)建立生產運營管控中心，對管理區(qū)域內的訂單、計劃、工藝、質量、設備、能源、安環(huán)、人員等進行數(shù)據(jù)化、可視化實時監(jiān)控與生產統(tǒng)一調度及集中管理，鼓勵企業(yè)建立基于供應鏈、數(shù)據(jù)模型和智能優(yōu)化算法的生產計劃排產系統(tǒng)，實現(xiàn)大規(guī)模個性化定制。

　　三是基于服務型制造的智能服務應用建設。針對有色礦山鑿巖臺車、鏟運機等關鍵設備遠程運維需求迫切，有色冶煉企業(yè)大宗原料采購倉儲物流效率低、過程不透明、業(yè)財不同步，有色加工企業(yè)下游客戶分散、需求響應速度快、個性化需求多等問題，智能礦山、冶煉工廠、加工工廠指南以保證生產連續(xù)為核心，指導企業(yè)打通消費與生產、供應與制造、產品和服務間的信息通道，整合信息資源，降低供應鏈綜合成本。鼓勵有條件的企業(yè)發(fā)展服務型制造，創(chuàng)新服務模式，推動設備遠程運維、能源合同管理等工業(yè)APP優(yōu)先上云，為行業(yè)其他企業(yè)提供服務，有效延伸企業(yè)產業(yè)鏈。

　　四是基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新平臺建設。針對有色金屬企業(yè)數(shù)據(jù)價值挖掘不夠、工藝技術和企業(yè)管理受限于人工經驗、知識分享不足等問題，智能礦山、冶煉工廠、加工工廠指南鼓勵企業(yè)構建基于工業(yè)大數(shù)據(jù)的協(xié)同創(chuàng)新體系，激發(fā)企業(yè)活力和內生動力，推進企業(yè)工藝技術和管理經驗的知識沉淀和全面共享，對企業(yè)生產制造過程和經營管理活動中的設備運行優(yōu)化、工藝參數(shù)優(yōu)化、質量管理優(yōu)化、生產管理優(yōu)化、經營決策優(yōu)化等業(yè)務場景進行應用創(chuàng)新。

　　七、企業(yè)在智能制造過程中如何推進行業(yè)高度關注的信息安全、生產安全、環(huán)境保護等重點工作？

　　信息安全方面，《指南》提出要按照《網絡安全法》《加強工業(yè)互聯(lián)網安全工作的指導意見》等相關文件要求，統(tǒng)一進行規(guī)劃設計，健全信息安全管理制度，重點關注工控網絡安全，形成主動防御、綜合防護的技術保障體系，提高信息安全的態(tài)勢感知、監(jiān)測預警、應急處置、追蹤溯源能力。

　　生產安全方面，《指南》提出要規(guī)范生產現(xiàn)場的健康、安全、環(huán)境保護工作，通過智能裝備的應用及安防應急一體化集中管控中心建設，構建以全面評估、閉環(huán)管理、實時聯(lián)動、智能預警為特征的主動安全管理保障體系，全面提升人員行為安全、作業(yè)環(huán)境安全和設備運轉安全。

　　環(huán)境保護方面，《指南》提出要利用智能監(jiān)控手段和定位技術，實時監(jiān)測廢水廢氣排放點及固體廢物產生、處置環(huán)節(jié)以及重點環(huán)保區(qū)域的設備數(shù)據(jù)與環(huán)境信息，實現(xiàn)對潛在突發(fā)環(huán)境事件和重大危險源的及時分析、有效預警和溯源調控。

　　八、《指南》如何指導企業(yè)運用5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息通信技術？

　　《指南》明確指出要推進互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、邊緣計算、虛擬現(xiàn)實等前沿技術在有色企業(yè)的應用，并給出了具體的應用場景，如，要基于5G網絡大帶寬的優(yōu)勢，利用ADAS(高級駕駛輔助系統(tǒng))技術，開展礦山無人駕駛系統(tǒng)建設；利用人工智能、機器學習等技術建立關鍵設備和生產工序的虛擬仿真模型，通過建設人工智能配料等系統(tǒng)指導實際生產；利用大數(shù)據(jù)技術對客戶的分布、行業(yè)、類型、來源、資質、風險等進行全面分析，深度挖潛客戶需求，為企業(yè)經營決策提供支撐。

　　九、企業(yè)如何實施《指南》？

　　一是企業(yè)要轉變認識，確立“以我為主”的責任意識。智能制造是為企業(yè)戰(zhàn)略服務的，企業(yè)要想達到預期效果，需要結合自身區(qū)域特征、產品定位、工藝裝備、管理模式以及兩化融合基礎等，制定量身定制的解決方案。此外，智能制造項目不同于傳統(tǒng)的“一次性交鑰匙”類工程項目，涉及到企業(yè)業(yè)務流程優(yōu)化和管理模式改進，企業(yè)戰(zhàn)略演進也需要相關系統(tǒng)進行迭代更新，這就要求企業(yè)不能過度依賴外部解決方案供應商，要以我為主，深度參與。

　　二是企業(yè)要做好規(guī)劃，“善于借力”有序推進。智能制造是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要先進的理念和專業(yè)化的人才隊伍，企業(yè)自行摸索很容易陷入誤區(qū)。建議企業(yè)對照《指南》明確企業(yè)目標與業(yè)務需求，對于智能制造建設經驗不足的企業(yè)，委托外部智能制造供應商開展智能制造基礎診斷、頂層設計以及項目實施工作，并組織內部員工從經濟性、適用性、先進性等角度做好實施方案以及項目質量與進度的把關。同時，依托項目對企業(yè)員工進行智能制造宣貫和培訓，培養(yǎng)運維隊伍。

　　三是企業(yè)要做好保障措施，建立常態(tài)化運行機制。智能制造與企業(yè)的愿景、商業(yè)模式、管理體制、文化息息相關，為保障達到預期效果，企業(yè)要根據(jù)《指南》中基礎支撐要求，完善組織、資金、人才等方面的保障措施，加強組織領導，設置專職管理及技術運維崗位，制定專項資金使用管理制度，加大人才引進和復合型人才培養(yǎng)，開展信息資源管理標準化工作，實現(xiàn)常態(tài)化運行。

　　十、如何推進《指南》的貫徹落實？

　　一是強化指導服務。開展企業(yè)智能制造調研，動員企業(yè)根據(jù)《指南》要求，開展智能制造自評估，找差距，明需求，全面了解企業(yè)智能制造現(xiàn)狀、落實指南的困難以及對智能制造系統(tǒng)解決方案的需求，為企業(yè)提供更精準的指導服務。

　　二是組建行業(yè)聯(lián)盟。會同有色協(xié)會等研究組建有色金屬行業(yè)智能制造聯(lián)盟，在成果轉化、試點示范、標準制訂、技術創(chuàng)新等方面抓實抓細，推動企業(yè)、專家、供應商等高效對接，并同步開展優(yōu)秀案例、供應商及解決方案征集工作，形成有色行業(yè)智能制造基礎信息庫。

　　三是加大支持力度。鼓勵地方政府相關部門通過各種政策手段，支持企業(yè)按照《指南》要求進行智能化建設及改造，形成落實《指南》的政策合力。

　　轉自：中國新聞網

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