“隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等信息技術(shù)的發(fā)展，智能制造已成為制造業(yè)發(fā)展的共同主題，智能制造是主攻方向、突破口，是從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的根本途徑，將使我國有色金屬生產(chǎn)的過程從局部粗放向全系精細(xì)化發(fā)展，實現(xiàn)綠色高效發(fā)展，智能制造是核心支撐。”在近日舉行的2021世界5G大會5G與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)論壇上，中國工程院院士桂衛(wèi)華以有色金屬行業(yè)為背景，提出了我國智能制造行業(yè)的幾點思考、科學(xué)問題和挑戰(zhàn)。

據(jù)了解，我國有色金屬等流程行業(yè)主體工藝裝備均處于世界先進(jìn)水平，自動化和信息化總體集成度較高。桂衛(wèi)華認(rèn)為，有色金屬等流程行業(yè)率先突破智能制造，要大力推進(jìn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G等前沿技術(shù)在有色行業(yè)智能制造中的應(yīng)用，實現(xiàn)綠色化、高效化。工業(yè)信息化部及有色金屬行業(yè)專門推出了智能礦山指南、智能眼簾指南等，將有利于有色金屬行業(yè)的智能制造。

有色金屬工業(yè)是流程工業(yè)的重要組成部分，戰(zhàn)略定位重要，發(fā)展勢頭強勁。改革開放以來，我國有色金屬行業(yè)經(jīng)歷技術(shù)引進(jìn)、消化吸收、生產(chǎn)創(chuàng)新等階段，生產(chǎn)水平有了大幅提升。“這其中信息化、自動化發(fā)揮了重要的作用。但我國有色金屬品種多、工藝復(fù)雜、環(huán)境惡劣，有色金屬行業(yè)信息化與工業(yè)化的深度融合極具挑戰(zhàn)性。”桂衛(wèi)華表示。

為此，桂衛(wèi)華以有色金屬行業(yè)為例提出了智能制造若干問題的四點思考。一是有色金屬行業(yè)復(fù)雜生產(chǎn)環(huán)境下的智能感知問題，精準(zhǔn)感知是有色金屬行業(yè)智能化的基礎(chǔ)。

二是有色金屬行業(yè)與新一代信息技術(shù)的深度融合。這個深度融合體現(xiàn)在工業(yè)軟件上，工業(yè)軟件是解決實現(xiàn)業(yè)務(wù)問題為目標(biāo)，需要工業(yè)技術(shù)和信息化技術(shù)長期合作與融合。  

三是要實現(xiàn)智能化，必須解決知識自動化問題。知識自動化賦能有色金屬行業(yè)，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新決策，核心問題包括工業(yè)知識的獲取、學(xué)習(xí)與應(yīng)用，經(jīng)驗知識的推廣。知識是工業(yè)信息化與智能化的關(guān)鍵內(nèi)容。

四是在智能制造及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境上，有色金屬行業(yè)企業(yè)管理模式的變革問題，傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程管理模式和商業(yè)服務(wù)模式必須要取得突破，而智能制造環(huán)境下這兩種模式如何革新，如何落地，以及企業(yè)管理體制與機制如何變革，這都是我們在智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中亟需思考的問題。

桂衛(wèi)華還提出了生產(chǎn)過程要素的智能感知與信息融合、智能生產(chǎn)條件下的人機交互學(xué)習(xí)機制問題、智能化生產(chǎn)運行與優(yōu)化控制，以及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)管控體系與機制等智能制造過程中的科學(xué)問題及挑戰(zhàn)。

同時，桂衛(wèi)華還以鋅冶煉智能工廠為例，探討了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的工業(yè)管控體系與機制的科學(xué)問題。

桂衛(wèi)華說，鋅是我國重要的原材料，其高質(zhì)量發(fā)展受到資源能源環(huán)境制約，也是國家節(jié)能環(huán)保重點關(guān)注產(chǎn)業(yè)，綠色高效生產(chǎn)迫在眉睫。鋅生產(chǎn)過程的流程比較長，物理環(huán)境復(fù)雜，物質(zhì)流和能量流高度融合，它從礦山到金礦，到配料，再到配少、浸出、凈化、電解、渡金屬，這個過程功耗波動大，工藝復(fù)雜，能耗高，質(zhì)量保障難。因此，開展智能制造建設(shè)，突破復(fù)雜礦源條件下的供應(yīng)鏈智能優(yōu)化，實現(xiàn)高效綠色智能化生產(chǎn)，是實現(xiàn)智能制造中一定要突出解決的問題。

桂衛(wèi)華認(rèn)為，解決的重點問題一是協(xié)同優(yōu)化。因為鋅礦的成本比較高，占70%左右，所以如何實現(xiàn)供應(yīng)鏈協(xié)同優(yōu)化是關(guān)注的一個重點。基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，通過對工業(yè)金銀多元數(shù)據(jù)的感知動態(tài)建模分析，實現(xiàn)扁平化、少能化的管理，降低了原來的庫存要求的一半，業(yè)務(wù)人員減少三分之一。

二是解決鋅演練過程中智能控制與協(xié)同優(yōu)化。如何實現(xiàn)穩(wěn)定化的控制，從而采用控制的方法，針對各反應(yīng)器反應(yīng)效率不同。為了提高反應(yīng)效率，我們提出了工業(yè)指標(biāo)的梯度優(yōu)化方案，而針對礦源波動，工序間關(guān)聯(lián)耦合，工序間的協(xié)同問題，我們提出了模式匹配來實現(xiàn)礦源波動下多指標(biāo)的協(xié)同優(yōu)化方法。

“同時，我們還構(gòu)建了平臺化的機理和數(shù)據(jù)融合的工序優(yōu)化控制解決方案，實現(xiàn)關(guān)鍵工序優(yōu)化和多工序間的協(xié)同優(yōu)化問題。”桂衛(wèi)華介紹說。

桂衛(wèi)華表示，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造的基礎(chǔ)上，通過智能工廠的應(yīng)用，取得了技術(shù)指標(biāo)的明顯提升，使得整個生產(chǎn)過程的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了世界先進(jìn)水平，礦源的適應(yīng)性明顯得到了提高，使得一些劣等礦也能夠優(yōu)等使用。