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恩菲數(shù)字化轉(zhuǎn)型方案：

從設(shè)計傳統(tǒng)工廠到交付數(shù)字工廠

中國恩菲工程技術(shù)有限公司

黨委書記、董事長 劉誠

有色行業(yè)正在加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型，在智能礦山與工廠建設(shè)方面取得了一些成果，但對標(biāo)鋼鐵、石化等行業(yè)，有色行業(yè)數(shù)字化整體發(fā)展水平仍相對落后。2024年底，工業(yè)和信息化部發(fā)布了首批卓越級智能工廠名單，只有5家傳統(tǒng)金屬冶煉企業(yè)入選其中。到明年，數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求關(guān)鍵工序數(shù)控化率達到70%，關(guān)鍵業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)數(shù)字化比例達到53%，任務(wù)還非常艱巨。

有色行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型現(xiàn)狀與痛點

在原材料行業(yè)，有色行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型難度與挑戰(zhàn)最大。一是金屬品種多、原料多、工藝多、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，基本上是一資源一礦一廠一工藝；二是基礎(chǔ)薄弱，除鋁、銅等品種外，大部分企業(yè)還需補齊機械化、自動化和信息化等短板；三是行業(yè)涉及的過程多、缺乏知識積累，可復(fù)制數(shù)字模型缺失，工藝、設(shè)備、檢測與控制標(biāo)準(zhǔn)化程度低，部分企業(yè)作坊式生產(chǎn)特點明顯，其實，行業(yè)不缺少大模型，缺少的是數(shù)據(jù)；四是缺少自主可控的工藝及工廠機理建模工業(yè)軟件，數(shù)字化工具與能力弱；五是數(shù)字化解決方案供需雙方在匹配度上存在錯位，重集控中心和信息化系統(tǒng)建設(shè)，輕過程數(shù)字化。

中國恩菲數(shù)字化技術(shù)研發(fā)

作為國內(nèi)最早為行業(yè)提供數(shù)字化解決方案的設(shè)計單位，2014年，中國恩菲與中國有色集團合作打造了行業(yè)第一個準(zhǔn)數(shù)字礦山——謙比希主西和東南礦山，在數(shù)據(jù)采集、過程建模和應(yīng)用開發(fā)方面做了大量工作，同時，發(fā)現(xiàn)智能礦山建設(shè)的共性問題是缺乏數(shù)據(jù)和持續(xù)的數(shù)據(jù)應(yīng)用開發(fā)。之后，中國恩菲在數(shù)字化轉(zhuǎn)型路徑探索與技術(shù)研發(fā)方面投入了大量資源，開發(fā)了“數(shù)據(jù)+平臺+引擎+模型+應(yīng)用”的數(shù)字化解決方案，在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上構(gòu)建數(shù)據(jù)、設(shè)計、AI“三大引擎”，研發(fā)數(shù)字化設(shè)計與交付、智能優(yōu)化控制、智慧決策等工業(yè)軟件，從而實現(xiàn)數(shù)字孿生礦山與工廠。

中國恩菲聚焦開發(fā)行業(yè)過程數(shù)字模型、建模工具和核心算法引擎，以夯實數(shù)字化基礎(chǔ)。一是過程機理數(shù)字化，開發(fā)過程與工廠機理建模與交付軟件，并與控制系統(tǒng)相結(jié)合；二是建立設(shè)備與系統(tǒng)數(shù)字孿生標(biāo)準(zhǔn)體系；三是過程機理模型與機器學(xué)習(xí)模型相結(jié)合。

中國恩菲以過程機理與知識模型為核心，開發(fā)了針對工藝過程的礦山和工廠數(shù)字機理設(shè)計軟件，希望成為有色行業(yè)的“Datamine”和“Aspen”，涵蓋了從數(shù)字化設(shè)計到數(shù)字化運維的全過程。面向礦山全流程設(shè)計需求，以機理模型為核心，開發(fā)了礦山數(shù)字設(shè)計與交付軟件，實現(xiàn)地質(zhì)、采礦、尾礦的數(shù)字建模與設(shè)計交付，共享一套礦山數(shù)字模型，同步更新模型數(shù)據(jù)，主要功能包括地質(zhì)建模與品位估值、采礦尾礦設(shè)計計算以及數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理。面向選礦、冶化、能環(huán)等領(lǐng)域，自主研發(fā)的工廠數(shù)字機理設(shè)計軟件，打通了從流程計算、設(shè)備選型、PFD設(shè)計到PID設(shè)計的一站式協(xié)同設(shè)計路徑；構(gòu)建了獨立自主的數(shù)據(jù)庫和引擎庫，實現(xiàn)了物料平衡、能量平衡、化學(xué)反應(yīng)、組分推定、多金屬優(yōu)化、設(shè)備選型等工藝計算。

過程機理設(shè)計軟件的核心是數(shù)據(jù)模型引擎。中國恩菲基于70多年的工業(yè)機理研究和數(shù)據(jù)積累，建立通用物性數(shù)據(jù)庫、核心知識模型庫、專業(yè)算法引擎庫，形成核心工藝過程模型，集小智為大智，集專智為通智，研發(fā)有色行業(yè)適用的垂直模型，以此推動AI技術(shù)的行業(yè)落地。

中國恩菲的目標(biāo)和方向就是要發(fā)揮自身優(yōu)勢與特長，構(gòu)建行業(yè)高質(zhì)量數(shù)據(jù)集，研發(fā)和推廣“機理+數(shù)據(jù)”融合的過程建模軟件與AI應(yīng)用。

中國恩菲數(shù)字化轉(zhuǎn)型實踐

針對有色行業(yè)非線性、多變量、強耦合和大滯后的生產(chǎn)特點，結(jié)合垃圾焚燒發(fā)電過程的相似性，中國恩菲充分利用自身的技術(shù)、工具、平臺、專業(yè)人才隊伍和無限制的投入，將所屬贛州工廠作為試點，以關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)和場景為主線，運用“機理+數(shù)據(jù)+算法”與傳統(tǒng)PID控制相結(jié)合的方法，深化對“黑燈工廠”建設(shè)的內(nèi)涵和規(guī)律性認識，在泛在感知、數(shù)據(jù)治理、算法模型、運營優(yōu)化等方面形成一批通用的、共性的、可推廣的數(shù)字技術(shù)，將贛州工廠打造成自主運行、自主尋優(yōu)、智能維護、少人值守的示范性“黑燈工廠”。中國恩菲在焚燒工序全新開發(fā)的垃圾智能燃燒控制系統(tǒng)，投用效果顯著。

在智能礦山方面，中國恩菲與華為公司合作，為鞍鋼眼前山礦提供整體數(shù)字化解決方案，實現(xiàn)了從現(xiàn)場層到管理層的生產(chǎn)全要素數(shù)據(jù)采集與過程智能控制；通過應(yīng)用中國恩菲礦山數(shù)字設(shè)計軟件，實現(xiàn)了瑞海金礦和KAMOA銅礦數(shù)字化交付；中國有色集團豐山銅礦成為國內(nèi)存量中小型礦山智能化建設(shè)的樣板；基于原地浸礦機理模型，仁居稀土礦建成首個離子型稀土數(shù)字孿生礦山。

在智能工廠方面，基于中國恩菲在工藝機理模型與機器學(xué)習(xí)方面的技術(shù)，為弘盛銅業(yè)開發(fā)出從智能配料、雙閃優(yōu)化到制酸優(yōu)化的冶煉全流程智能化系統(tǒng)，建成行業(yè)第一個既“懂工藝”又“懂運營”的智能工廠。

此后，中國恩菲又相繼承擔(dān)了西南銅業(yè)、金新銅業(yè)、侯馬北銅、湖南有色等多個智能化項目的建設(shè)工作。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型建立在作坊式舊體系之上，我們仰望星空更需要腳踏實地，打破作坊式體系，建立行業(yè)數(shù)據(jù)集，開發(fā)數(shù)據(jù)引擎。未來的工業(yè)設(shè)計，就是設(shè)計工業(yè)過程的數(shù)字模型，“數(shù)字模型組合+算法引擎系統(tǒng)”就是中國恩菲交付的產(chǎn)品。

中國恩菲將通過自身的數(shù)字化轉(zhuǎn)型以及數(shù)字產(chǎn)品與技術(shù)的輸出，從源頭助力有色行業(yè)實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展。