廣域銘島數(shù)字科技有限公司（下稱“廣域銘島”）隸屬吉利控股集團(tuán)，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，深耕汽車產(chǎn)業(yè)鏈，輻射上下游，打造跨行業(yè)跨領(lǐng)域服務(wù)生態(tài)，構(gòu)建全國首個(gè)打通汽車產(chǎn)業(yè)全場景、實(shí)現(xiàn)多鏈條融合發(fā)展的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)——Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)?；谄脚_(tái)構(gòu)筑制造業(yè)轉(zhuǎn)型的一體化數(shù)字基座，圍繞數(shù)字化管理、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、智能化制造、服務(wù)化延伸等6大領(lǐng)域，面向汽摩及配件、輕工、家電、有色金屬等重點(diǎn)行業(yè)，提供以工業(yè)軟件為核心的低成本、高價(jià)值數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案服務(wù)，推動(dòng)新一代信息技術(shù)與制造業(yè)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈深度融合。目前廣域銘島已擁有知識產(chǎn)權(quán)近200項(xiàng)，參與20余項(xiàng)國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定，獲得了國家級跨行業(yè)跨領(lǐng)域工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)等各級政府10多項(xiàng)榮譽(yù)及資質(zhì)認(rèn)證。

本解決方案基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和吉利百礦集團(tuán)有限公司（下稱“百礦集團(tuán)”）完善的鋁產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用場景，提出針對鋁產(chǎn)業(yè)全生命周期節(jié)能降碳的數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案。通過構(gòu)建一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化底座，集成通用動(dòng)力管理、能源管理、雙碳管理、設(shè)備管理、火電廠智能配煤管理、火電廠發(fā)電效率提升管理、電解鋁APP等工業(yè)APP，實(shí)現(xiàn)能耗量及能耗橋的實(shí)時(shí)在線監(jiān)控，并以此為輸入，結(jié)合機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)智能決策路徑，形成一整套的面向鋁產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)字化運(yùn)營及能耗優(yōu)化的解決方案，優(yōu)化能源配置，降低能耗及二氧化碳排放，助力鋁行業(yè)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

一、項(xiàng)目概況

政府工作報(bào)告將“做好碳達(dá)峰、碳中和工作”列為2021年重點(diǎn)任務(wù)之一，并作為推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級的重要路徑。廣域銘島致力于利用數(shù)字化手段幫助百礦集團(tuán)節(jié)能減碳，針對集團(tuán)電解鋁能耗過高、自備火電廠煤耗過高等痛點(diǎn)問題，構(gòu)建百礦集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打破產(chǎn)業(yè)鏈上數(shù)據(jù)孤島，沉淀工藝知識，構(gòu)建火力發(fā)電和電解過程的機(jī)理模型，實(shí)現(xiàn)智能決策優(yōu)化路徑，達(dá)到綠色集約生產(chǎn)，應(yīng)對能源危機(jī)和“雙限”挑戰(zhàn)。

1. 項(xiàng)目背景

（1）國際能源危機(jī)及國家雙碳戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)

在全球能源危機(jī)背景下，國家提出堅(jiān)決遏制高耗能高排放項(xiàng)目盲目發(fā)展，重點(diǎn)舉措包括遏制新建、擴(kuò)建煤電、電解鋁等高耗能高排放項(xiàng)目，出臺(tái)煤電、煤化工等產(chǎn)能控制政策，提升高耗能高排放項(xiàng)目能耗準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)。鋁產(chǎn)業(yè)是有色金屬行業(yè)最大的二氧化碳排放源，存在煤電占比大，電解鋁、氧化鋁能耗指標(biāo)長期居高不下等問題，降低鋁產(chǎn)業(yè)碳排放是我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的重要保證。

（2）制造企業(yè)向綠色化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求迫切

工業(yè)4.0時(shí)代背景下，信息化與工業(yè)化深度融合成為爭奪全球競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵。各國紛紛在信息技術(shù)領(lǐng)域發(fā)力，促進(jìn)新工業(yè)革命在全球迅速興起。制造企業(yè)在生產(chǎn)制造、質(zhì)量管理、物流管理等多個(gè)環(huán)節(jié)存在生產(chǎn)成本高、效率低、能耗大等痛點(diǎn)問題，促使制造企業(yè)逐步由規(guī)模化向綠色化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型，并催生出信息經(jīng)濟(jì)、知識經(jīng)濟(jì)等一批新的商業(yè)生態(tài)。

（3）百礦集團(tuán)數(shù)字化賦能節(jié)能減碳需求旺盛

百礦集團(tuán)原屬百色市國有企業(yè)，公司始建于1956年，是廣西主要的褐煤生產(chǎn)基地、全國重要的碳酸錳基地。2018年，百礦集團(tuán)列入國務(wù)院國企改革“雙百行動(dòng)”404家試點(diǎn)企業(yè)之一，是廣西5家“雙百行動(dòng)”試點(diǎn)企業(yè)中唯一的一家地級市屬企業(yè)。

百礦集團(tuán)作為涵蓋采礦-氧化鋁-電解鋁-鋁深加工的鋁產(chǎn)業(yè)全生命周期以及火力發(fā)電的高耗能傳統(tǒng)企業(yè)，在國家雙碳及當(dāng)前限電的大背景下，有迫切的數(shù)字化轉(zhuǎn)型需求，尤其是在能耗較高的火力發(fā)電、電解鋁及通用動(dòng)力節(jié)能等方面，百礦集團(tuán)將實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗作為其首要的戰(zhàn)略目標(biāo)。

2. 項(xiàng)目簡介

廣域銘島通過Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，利用其成熟的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、邊緣計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)及SaaS化能力，基于百礦集團(tuán)完善的鋁產(chǎn)業(yè)鏈應(yīng)用場景，輸出系列基于鋁產(chǎn)業(yè)全生命周期節(jié)能降碳的數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案，從綠色集約生產(chǎn)、能源動(dòng)態(tài)配置及能耗碳排管控等三方面切入，細(xì)化工藝綠色化改進(jìn)、設(shè)備上云、設(shè)備生命周期管理、能源動(dòng)態(tài)監(jiān)控、能源平衡優(yōu)化、用電異常預(yù)警、能源利用效率提升、能耗用量分析、遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測、污染物實(shí)時(shí)監(jiān)測、超標(biāo)排放預(yù)警、實(shí)時(shí)碳排放分析、碳資產(chǎn)核查復(fù)查、碳管控以及碳交易等15個(gè)子項(xiàng)，進(jìn)行通用動(dòng)力管理、能源管理、雙碳管理、設(shè)備管理、火電廠智能配煤管理、火電廠發(fā)電效率提升管理、電解鋁APP等7個(gè)工業(yè)APP的開發(fā)、部署以及迭代，著力打通企業(yè)生產(chǎn)和運(yùn)營環(huán)節(jié)的能源數(shù)據(jù)鏈條，提升能源管理水平和利用效率，助力行業(yè)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

3. 項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目通過Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打通百礦集團(tuán)在生產(chǎn)和運(yùn)營環(huán)節(jié)的能源數(shù)據(jù)鏈條，形成能源智能監(jiān)測、動(dòng)態(tài)調(diào)配、節(jié)能減排、低碳化管理等一整套數(shù)字化節(jié)能減碳解決方案，主要滿足以下建設(shè)目標(biāo)：

（1）1個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化底座

打造1個(gè)涵蓋IIOT平臺(tái)、PaaS平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)字化底座，完善工廠運(yùn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)治理以及數(shù)據(jù)分析流程，基于能源精細(xì)化管理和最優(yōu)化控制策略，實(shí)現(xiàn)設(shè)備數(shù)據(jù)和能耗數(shù)據(jù)的透明可視。

（2）7個(gè)工業(yè)APP

實(shí)現(xiàn)通用動(dòng)力管理APP、能源管理APP、雙碳管理APP、設(shè)備管理APP、火電廠智能配煤管理APP、火電廠發(fā)電效率提升管理APP、電解鋁APP等7個(gè)工業(yè)應(yīng)用的開發(fā)、部署和迭代。

（3）1套卓越運(yùn)營方法論

按照診斷、方案設(shè)計(jì)、標(biāo)桿工廠試點(diǎn)三個(gè)階段打造1套卓越運(yùn)營方法論，對百礦集團(tuán)開展運(yùn)營管理優(yōu)化。

二、項(xiàng)目實(shí)施概況

1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

1.項(xiàng)目總體架構(gòu)

本項(xiàng)目總體框架可概括為“1個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化底座+7個(gè)工業(yè)應(yīng)用+1套卓越運(yùn)營轉(zhuǎn)型方法論”。廣域銘島為百礦集團(tuán)搭建起一個(gè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，并以平臺(tái)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)企業(yè)設(shè)備及能源上云，在產(chǎn)業(yè)鏈數(shù)據(jù)可視的前提下，在火力發(fā)電、電解鋁、通用動(dòng)力等方面研發(fā)各類能源優(yōu)化算法模型，并形成若干工業(yè)應(yīng)用，提供智能決策優(yōu)化路徑，降低對工藝專家知識的依賴，提供“專家賦能，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”為特征的工廠綠色低碳解決方案。如下圖所示：

圖1  解決方案框架

2. 數(shù)字化底座架構(gòu)

廣域銘島為百礦集團(tuán)打造1個(gè)數(shù)字化底座，縱深涵蓋IIOT平臺(tái)、PaaS平臺(tái)以及大數(shù)據(jù)平臺(tái)。

（1）IIOT平臺(tái)

圖2  IIOT平臺(tái)構(gòu)架

IIOT平臺(tái)主要分為邊緣計(jì)算（“端”）與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（“云”）兩部分，其中邊緣計(jì)算的載體為智能工業(yè)網(wǎng)關(guān)和運(yùn)行時(shí)軟件框架，以百礦集團(tuán)各種工業(yè)設(shè)備和系統(tǒng)的接入、數(shù)據(jù)預(yù)處理、現(xiàn)場側(cè)的實(shí)時(shí)計(jì)算為主，平臺(tái)以物模型構(gòu)建，設(shè)備連接狀態(tài)及健康狀態(tài)管理，數(shù)據(jù)匯總、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)建模與服務(wù)為主。邊緣端與平臺(tái)端以MQTT為主要通訊協(xié)議，完成數(shù)據(jù)上報(bào)、指令反饋、遠(yuǎn)程控制等多種功能。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對外部提供大數(shù)據(jù)、人工智能等相關(guān)平臺(tái)的連接與調(diào)用能力，以及服務(wù)的發(fā)布能力。

（2）PaaS平臺(tái)

圖3  PaaS平臺(tái)構(gòu)架

PaaS平臺(tái)對底層基礎(chǔ)設(shè)施和數(shù)據(jù)中心不敏感，可以平滑納管物理機(jī)、私有云、公有云等多種異構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)可以支撐多數(shù)據(jù)中心并將應(yīng)用負(fù)載進(jìn)行有效平衡，也可以有效保障數(shù)據(jù)在多分區(qū)的安全隔離和相互備份。采用先進(jìn)的容器和大規(guī)模集群管理技術(shù)構(gòu)建容器云平臺(tái)，借助容器的輕量級、標(biāo)準(zhǔn)化和彈性資源供給等能力，將工業(yè)應(yīng)用進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化封裝并有效的自動(dòng)化管理，提升應(yīng)用的上云速度和能力。

（3）大數(shù)據(jù)平臺(tái)

圖4  大數(shù)據(jù)平臺(tái)構(gòu)架

通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)控、統(tǒng)一運(yùn)營及算法的適配及調(diào)用，基于應(yīng)用場景驅(qū)動(dòng)，持續(xù)提升基礎(chǔ)平臺(tái)能力，不斷完善大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)支撐體系。以企業(yè)業(yè)務(wù)部門實(shí)際訴求為根本，建立大數(shù)據(jù)應(yīng)用驅(qū)動(dòng)智慧運(yùn)營體系。將大數(shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)需求下的算法模型進(jìn)行應(yīng)用，從而通過數(shù)據(jù)、算法、算力，再通過應(yīng)用級的服務(wù)進(jìn)行使用。

2. 具體應(yīng)用場景和應(yīng)用模式

廣域銘島從綠色集約生產(chǎn)、能源動(dòng)態(tài)配置及能耗和碳排放管控等方面切入，為百礦集團(tuán)開發(fā)、部署7個(gè)工業(yè)APP，打通業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)鏈條，其運(yùn)行狀態(tài)可以通過一個(gè)中央工作臺(tái)實(shí)現(xiàn)透明化、隨時(shí)可調(diào)用。

（1）通用動(dòng)力管理APP

提供風(fēng)機(jī)、空壓機(jī)、循環(huán)水等通用動(dòng)力設(shè)備管理。風(fēng)機(jī)優(yōu)化通過建立布袋、煙道入口、煙道出口、風(fēng)機(jī)、脫硫塔的設(shè)備模型，對參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，自動(dòng)優(yōu)化風(fēng)機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)、運(yùn)行頻率，達(dá)到運(yùn)行效率最大化。空壓機(jī)優(yōu)化涵蓋供需平衡、空壓機(jī)設(shè)備效率提升兩部分：供需平衡通過IIOT平臺(tái)實(shí)時(shí)采集空壓機(jī)出口、用能端入口（電解槽、陽極車間、打料罐）、壓縮空氣管路的壓力、流量信息，結(jié)合算法模型，輸出推薦的壓縮空氣供氣壓力；設(shè)備效率提升是建立空壓機(jī)、干燥機(jī)設(shè)備模型，在給定壓縮空氣需求下，合理分配設(shè)備開關(guān)、設(shè)備頻率，以達(dá)成以最少的電耗滿足用氣需求。循環(huán)水系統(tǒng)是用于現(xiàn)場設(shè)備、產(chǎn)品降溫的系統(tǒng)，主要由換熱器、管道、循環(huán)泵組成。循環(huán)水優(yōu)化通過監(jiān)控用能端的實(shí)時(shí)溫度與流量信息，結(jié)合工藝要求和計(jì)量模型優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)循環(huán)泵的開關(guān)與頻率調(diào)整，反饋到制冷機(jī)設(shè)備，調(diào)整設(shè)備運(yùn)行效率，達(dá)到制冷效率最大化、降低能耗。

圖5  通用動(dòng)力管理APP

（2）能源管理APP

通過采集智能表計(jì)、電解槽槽控系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算、監(jiān)控表計(jì)狀態(tài)、能源參數(shù)信息等，達(dá)成能源異常狀況的快速反饋。基于能源歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行綜合能耗、噸鋁能耗、能耗成本、能耗指標(biāo)的多維度分析，推動(dòng)能耗優(yōu)化決策。

圖6 能源管理APP

（3）雙碳管理APP

通過IIOT平臺(tái)自動(dòng)采集各系統(tǒng)、設(shè)備的能耗、碳排數(shù)據(jù)，并通過碳排放評估模型，對企業(yè)制造過程碳排放的識別、監(jiān)測、核算、報(bào)告，實(shí)現(xiàn)企業(yè)碳資產(chǎn)管理。同時(shí)提供“專家賦能、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的方案，從運(yùn)營、工藝、能耗、技術(shù)等全鏈路優(yōu)化碳排放，挖掘工廠節(jié)能空間實(shí)現(xiàn)企業(yè)精準(zhǔn)降碳、智能降碳，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。

圖7 雙碳管理APP

（4）設(shè)備管理APP

設(shè)備管理APP對設(shè)備關(guān)鍵參數(shù)實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)控和預(yù)測，對生產(chǎn)設(shè)備達(dá)到智能維護(hù)的作用，減少設(shè)備的維護(hù)成本以及產(chǎn)線非停率，提高產(chǎn)線利潤。

圖8 設(shè)備管理APP

（5）火電廠智能配煤管理APP

通過協(xié)同采購、煤源供應(yīng)商、檢驗(yàn)和配煤等部門，對實(shí)際混煤數(shù)據(jù)（包括混合煤熱值、水份、硫份、皮帶上煤速度、磨機(jī)能力、脫硫脫硝能力等）進(jìn)行大量分析，充分考慮產(chǎn)地、成分等內(nèi)外部因素，以發(fā)熱量、發(fā)電量和成本為目標(biāo)，根據(jù)各單煤煤質(zhì)與混煤煤質(zhì)的關(guān)系，采用支持向量機(jī)建立混煤煤質(zhì)預(yù)測模型，并對強(qiáng)制控制配煤煤種或配比極值等約束條件進(jìn)行優(yōu)化，使用進(jìn)化算法建立群體進(jìn)化配煤模型。根據(jù)鍋爐試燒結(jié)果，選擇最優(yōu)的配煤摻燒方案，實(shí)現(xiàn)配煤經(jīng)濟(jì)效益和能源效益的優(yōu)化。

圖9 火電廠智能配煤管理APP

（6）火電廠發(fā)電效率提升管理APP

通過建立典型燃煤發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性診斷的數(shù)學(xué)模型，開發(fā)機(jī)組在線節(jié)能診斷系統(tǒng)，獲得機(jī)組運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，定量診斷主要節(jié)能大小分布及其場所，并優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，提升火電廠發(fā)電效率。

圖10 火電廠發(fā)電效率提升管理APP

（7）電解鋁APP

電解鋁APP包含槽修管理、陽極管理、出鋁管理、電解鋁工藝自優(yōu)化四大應(yīng)用：

槽修管理：基于IIOT平臺(tái)采集槽狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)，在工廠、工區(qū)、單槽的維度對槽狀態(tài)進(jìn)行分析和預(yù)測，持續(xù)跟蹤模擬槽狀態(tài)，提前對異常進(jìn)行預(yù)警。

圖11 槽修管理應(yīng)用

陽極管理：包含換極排程、換極過程管理、換極監(jiān)控、問題管理、物料管理、指標(biāo)統(tǒng)計(jì)六部分。通過陽極消耗大數(shù)據(jù)分析模型、陽極二維碼追溯、換極過程標(biāo)準(zhǔn)化管控等方法及工具以及電解槽運(yùn)行數(shù)據(jù)，建立陽極消耗曲線與各變量之間的關(guān)系模型，預(yù)測每一個(gè)陽極消耗的速度和使用到期的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)物耗成本及能耗成本的節(jié)約。

圖12 陽極管理應(yīng)用

出鋁管理：打通槽控系統(tǒng)和MIS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出鋁量的智能預(yù)測、自動(dòng)排包、實(shí)際出鋁量校正，并根據(jù)槽況對指示出鋁量進(jìn)行智能推薦，減少人工經(jīng)驗(yàn)設(shè)置出鋁量的偏差問題。

圖13 出鋁管理應(yīng)用

電解鋁工藝自優(yōu)化：利用統(tǒng)計(jì)學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)相關(guān)理論和方法，設(shè)計(jì)電解鋁單耗在線預(yù)測、監(jiān)控、故障診斷系統(tǒng)和電解鋁工藝優(yōu)化模型，實(shí)現(xiàn)高效精準(zhǔn)運(yùn)維管理。

圖14 電解鋁工藝自優(yōu)化

3. 其他亮點(diǎn)

廣域銘島為百礦集團(tuán)打造了1套卓越運(yùn)營方法論，成為數(shù)字化轉(zhuǎn)型中的重要環(huán)節(jié)。通過卓越運(yùn)營的方法論，一是對百礦集團(tuán)開展運(yùn)營管理優(yōu)化，二是通過調(diào)研診斷分析，尋找與行業(yè)最優(yōu)值的差異，并通過人工智能相關(guān)的技術(shù)開展“峰值變常量”的優(yōu)化方案尋源，從而將優(yōu)化方案沉淀為數(shù)字化模型，封裝在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上；三是通過卓越運(yùn)營優(yōu)化，為百礦集團(tuán)培養(yǎng)和塑造一批對鋁行業(yè)運(yùn)營管理、生產(chǎn)工藝及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)熟練掌握的全能型復(fù)合型人才。

三、下一步實(shí)施計(jì)劃

本項(xiàng)目具有極強(qiáng)的可推廣性和示范性，基于Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的基礎(chǔ)核心能力，通過由點(diǎn)到面+橫向鋪排+縱向深耕的方式進(jìn)行探索。

1. 2021年（落實(shí)到點(diǎn)，試點(diǎn)先行）

百礦集團(tuán)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)研發(fā)和上線，基于本項(xiàng)目沉淀方法論和數(shù)字化模型。

2. 2022年（由點(diǎn)及面，合縱連橫）

不斷挖掘百礦集團(tuán)在氧化鋁、鋁加工制造等其他環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案，并將模型沉淀在平臺(tái)上，并將百礦打造成標(biāo)桿案例向百色市及中國的其他省市地區(qū)復(fù)制推廣。

四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果

1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）創(chuàng)新孵化出鋁產(chǎn)業(yè)鏈工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)字化模型

數(shù)字化模型對實(shí)現(xiàn)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將工業(yè)的技術(shù)原理、行業(yè)知識、基礎(chǔ)工藝、模型工具規(guī)則化、軟件化、模塊化，封裝為可重復(fù)使用的組件至關(guān)重要。本項(xiàng)目孵化出的數(shù)字化模型包括配煤優(yōu)化、槽況分析、陽極效應(yīng)預(yù)測模型、過熱度分析模型、電解槽漏液監(jiān)測以及火電廠控制系統(tǒng)預(yù)測性監(jiān)測等。經(jīng)過百礦集團(tuán)大量的數(shù)據(jù)驗(yàn)證，具備狀態(tài)感知、實(shí)時(shí)分析、科學(xué)決策、精準(zhǔn)執(zhí)行等特點(diǎn)，是一次基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能鋁產(chǎn)業(yè)全生命周期的創(chuàng)新。

（2）創(chuàng)新打出“運(yùn)營優(yōu)化+工藝優(yōu)化”組合拳

2020年以來，受制于國內(nèi)外政經(jīng)局勢和新冠疫情影響，全球經(jīng)濟(jì)增長放緩，貿(mào)易摩擦頻繁，全球產(chǎn)業(yè)鏈面臨新一輪重構(gòu)。在市場環(huán)境變動(dòng)加劇的背景下，百礦集團(tuán)為應(yīng)對變革挑戰(zhàn)，專注創(chuàng)造更靈活、更具成本效益和更有效的運(yùn)營模式和生產(chǎn)模式。但在運(yùn)營優(yōu)化和轉(zhuǎn)型的過程中存在缺乏戰(zhàn)略眼光、系統(tǒng)性方法和工具缺失、固有經(jīng)驗(yàn)束縛、缺乏實(shí)踐參考、內(nèi)部意見沖突及執(zhí)行力欠缺、無法將運(yùn)營優(yōu)化的知識和經(jīng)驗(yàn)封裝成方法論等痛點(diǎn)，因此需要運(yùn)營優(yōu)化與工藝優(yōu)化雙措并舉，在管理及生產(chǎn)兩個(gè)維度上開展革新。

該項(xiàng)目創(chuàng)新開展基于百礦集團(tuán)的“卓越運(yùn)營轉(zhuǎn)型方案”，并將診斷評估成果通過Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的技術(shù)能力沉淀為方法論，封裝成工業(yè)知識，實(shí)現(xiàn)可復(fù)用、可傳承，是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與智慧管理之間的有機(jī)結(jié)合及大膽嘗試。

2. 實(shí)施效果

（1）經(jīng)濟(jì)效益

根據(jù)本解決方案落地經(jīng)驗(yàn)來看，對于年產(chǎn)50萬噸電解鋁的企業(yè)而言，預(yù)計(jì)后續(xù)成本優(yōu)化達(dá)到5000-7000萬每年。在火力發(fā)電環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)度電煤耗降低6克以上；在電解鋁生產(chǎn)環(huán)節(jié)，穩(wěn)定槽電壓≤3.96V，電流效率≥93%，直流電耗下降≥150kWh/t-Al；在通用動(dòng)力節(jié)能環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能收益13%。

以電解鋁產(chǎn)量4000萬噸水平為例，以當(dāng)前落地效果估算，如果能實(shí)現(xiàn)直流電耗下降≥150kWh/t-Al效果，至少能夠降低電解鋁行業(yè)企業(yè)成本約15億元/年，產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益及節(jié)能收益相當(dāng)可觀。

（2）社會(huì)效益

Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)+鋁產(chǎn)業(yè)數(shù)字化節(jié)能降碳解決方案具有巨大社會(huì)效益。全球氣候變化是21世紀(jì)人類面臨的重大挑戰(zhàn)，隨著人類活動(dòng)對全球氣候的影響，氣候危機(jī)幾近無處不在。我國是全球最大的碳排放國，應(yīng)對氣候變化事關(guān)國內(nèi)國際兩個(gè)大局，是參與全球治理和堅(jiān)持多邊主義的重要領(lǐng)域。廣域銘島助力百礦集團(tuán)鋁產(chǎn)業(yè)進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級、節(jié)能降碳，是對產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)的實(shí)時(shí)響應(yīng)，推動(dòng)鋁產(chǎn)業(yè)低碳轉(zhuǎn)型提速。

（3）可推廣性和復(fù)制性

從鋁產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展的情況來看，該解決方案具有廣闊的應(yīng)用空間。從需求側(cè)來看，我國是全球最大的鋁生產(chǎn)國和消費(fèi)國，鋁產(chǎn)業(yè)規(guī)模及消費(fèi)需求呈現(xiàn)穩(wěn)步增長態(tài)勢；從供給側(cè)來看，鋁產(chǎn)業(yè)屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，具有蓬勃的生命力，是材料產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。近十年來，隨著國內(nèi)鋁產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度的加快，在產(chǎn)業(yè)規(guī)模和生產(chǎn)技術(shù)等方面已接近世界先進(jìn)水平，為數(shù)字化節(jié)能減碳解決方案的推廣、部署和應(yīng)用奠定了良好的基礎(chǔ)。

中國的鋁產(chǎn)業(yè)鏈完整、整體規(guī)模巨大，且所有鋁行業(yè)企業(yè)在利用火力發(fā)電和拜耳法制備電解鋁的工藝流程基本相似，同時(shí)Geega（際嘉）工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)將工程技術(shù)人員的知識與Know-how以工業(yè)機(jī)理模型的方式學(xué)習(xí)并沉淀，封裝在工業(yè)軟件中，實(shí)現(xiàn)知識工業(yè)化進(jìn)程中產(chǎn)生的許多核心技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)積累、傳承及可復(fù)用。