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廣域銘島賦能百礦打造數字孿生工廠，助推企業擁抱“雙碳”

廖才妮 2022-09-21 18:42:54

近年來，得益于大數據、云計算、區塊鏈、人工智能等新一代信息技術的快速發展，數字孿生的實施已逐漸成為可能。現階段，數字孿生已被廣泛應用于工廠、交通、智慧城市等諸多領域，特別在智能制造領域。

在百礦集團電解鋁工廠車間內，整齊排列的電解槽內正在發生劇烈的電化學反應，原本只能依靠工人親自查驗監測的工業場景，如今，廣域銘島成功助力百礦集團打造電解鋁數字孿生工廠，使得現場工人在電腦屏幕上就能實時掌握車間的人員、物流、設備、質量、安全現狀。

廣域銘島打造的電解鋁數字孿生工廠，通過三維建模，建設契合業務場景的指標體系，構建電解車間、整流所、空壓站、鍋爐、汽輪機等虛擬模型，打造一站式數字孿生全場景可視化。同時，基于IIoT平臺融合大數據、云計算、人工智能等技術實現關鍵設備的預測性維護，提前發現、預警設備安全問題，輔助操作決策，不僅保障了作業人員的生產安全，也提高了管理效率和水平，為工廠邁向數字化、智能化奠定了堅實的基礎。

找準轉型突破口，打造數字孿生工廠

電解鋁是百礦集團的重要產業，年產能可達130萬噸，但電解鋁也是耗能大戶，在雙碳達成目標背景下，電解鋁工廠亟需通過數字化轉型優化生產和資源配置，實現綠色低碳生產。

電解鋁是典型的流程型行業，設備種類繁多、工藝復雜、工況環境嚴酷，環保和安全生產形勢嚴峻，整體生產組織缺乏柔性，如何借助數字化技術賦能產業向高科技、低環境負荷方向轉變成為百礦鋁產業要面對的關鍵問題。數字孿生技術的發展與應用實踐讓百礦找到了突破口。

2021年起，廣域銘島對百礦電解鋁全生命周期進行了數字化智能化改造，融合了AIoT技術能力，為其打造一體化數字孿生工廠，實現了工廠空間精準監控、工藝流程仿真、設備壽命預測維護、雙碳能源減排等主要業務功能，基本達成可視化、虛擬驗證、仿真、預測等關鍵目標。

首先，廣域銘島基于的Geega（際嘉）工業互聯網平臺（以下簡稱“Geega平臺”）實現對工廠設備生產要素的數據采集，打通槽控系統、天車控制系統、地磅控制系統、空壓機控制系統、高溫液鋁系統、ERP、MES等，實現設備與設備，設備與系統的連接，融合大數據、云計算等信息技術，構建統一的知識圖譜，形成全廠數字孿生模型，全方位、多維度真實還原了物理工廠。

百礦電解鋁數字孿生工廠

“可視化孿生工廠使用數字線程技術對抽象模型進行表達，便于目標使用者對運行環境直接對象模型的理解，實現數據遠程、同步可見，打破了時間、空間、層級之間的限制，便于各業務周期的人員統一協作，提升工廠整體的管理效率。”廣域銘島研發中心大數據部高級產品經理李海瑞表示。

其次，廣域銘島依托工業物聯網、工業智能、工業大數據、云計算等技術，通過歷史數據和實時數據的交叉分析，實現對設備故障實時報警和設備壽命預測性維護，輔助一線作業人員對設備運營狀態了然于胸，并通過往期故障處理方案的沉淀，及時給出“專家級”操作指令，保障了設備運行安全以及健康度精準掌控。

最后，依托吉利深厚的制造底蘊，廣域銘島善于通過數字化技術進行工業知識和機理模型的沉淀，通過對百礦電解鋁的不同場景問題的分析與解決，積累了有效的算法模型，打造了一系列具備高適用性的工業軟件，如運營指標診斷APP、電解槽工藝自優化APP、槽修管理APP、陽極管理APP、出鋁管理APP、智能化配煤管理APP等，幫助工廠提高設備運行效率，優化生產工藝及過程，降低物耗、能耗，提升效益。

百礦基地俯瞰圖

虛實融合助力智能制造

在百礦鋁產業數字化轉型過程中，數字孿生發揮了基礎性作用，實現了虛擬世界與物理世界的技術融合，通過以虛仿實、以虛映實，實現工廠可視化與透明化管理，改變了工人傳統的工作模式，保障了車間設備和工業環境的安全以及管理運營的優化，數字孿生技術在工業領域的應用效果日益顯著。

數字孿生作為目前熱度最高的數字化技術之一，存在巨大的發展空間。Gartner連續三年將數字孿生列入年度（2017-2019）十大戰略性技術趨勢，認為它在未來5年將產生顛覆性創新，同時預計到2021年，半數的大型工業企業將使用數字孿生，從而使這些企業的效率提高10%。

我國將數字孿生技術作為建設數字中國的重要發展方向，自2019年以來，政府陸續出臺相關文件，推動數字孿生技術發展，2020年我國又將數字孿生寫入“十四五”規劃。今年以來，重慶、上海、廣州、廈門、武漢等各地政府相繼發布關于元宇宙發展的指導規劃，其中普遍提及虛實融合助力智能制造，支持打造數字孿生工廠，加快推進工業元宇宙發展進程。

數字孿生已然成為垂直行業數字化轉型的重要使能技術。廣域銘島依托吉利36年的制造經驗，較早布局數字孿生技術領域，打造了汽車數字孿生工廠、電解鋁數字孿生工廠、電廠數字孿生工廠等，覆蓋設計研發、生產制造、驗證調試、智能決策與優化、設備運維、綠色回收等工廠全生命周期與價值鏈，沉淀了一套成熟的數字孿生實施方法論，形成全鏈路數據資產，實現資源動態配置，協同高效，降低企業管理運營成本，助力企業實現高質量數字化轉型升級。

隨著智能制造趨勢的加速，越來越多企業將加入數字化轉型大潮，具備深厚制造底蘊并提前布局先進信息技術的廣域銘島也必將迎來更多機遇，與工業互聯網產業同行，共同為中國智造的實現發揮更大價值。

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