工信部发布《有色金属行业智能冶炼工厂建设指南(试行)》

为加快5G、人工智能、工业互联网等新一代信息通信技术与有色金属行业融合创新发展，切实引导有色金属企业智能升级，按照《国家智能制造标准体系建设指南》总体要求，工业和信息化部、发展改革委、自然资源部联合编制了《有色金属行业智能矿山建设指南(试行)》《有色金属行业智能冶炼工厂建设指南(试行)》《有色金属行业智能加工工厂建设指南(试行)》，现予以公告。

积极探索 5G 等新型基础 设施在企业生产中的应用，推动新技术与有色冶炼的融合 创新;基于数据和机理融合驱动的理念，应用大数据、人 工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知能力， 利用 AR/VR(增强现实/虚拟现实)等技术形成人机协同 混合增强智能，充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能 的各自优势，推动工艺与管理知识的沉淀与复用，支撑企 业持续进行技术创新。

专栏 1：智能仪器仪表

通用仪器仪表：物料成分在线检测、烟气成分在线检测、产品外观质量检测、 光谱分析仪、荧光分析仪等。

火法冶金：炉体熔池高度检测、炉窑热场图像识别、固体物料自动取样分析、 料堆形态自动监测、熔体温度在线检测、炉膛温度在线检测、熔体成分在线检测 等。

湿法冶金：高压釜内液位检测、溶液/料浆成分在线分析/PH 值在线检测、电 势电位在线检测、管道结疤厚度判断、在线粒度分析仪、泥层探测仪、在线浊度 仪、管道磨损检测仪器等。

电冶金：阴极温度在线检测、阴阳极电流在线检测、铝液与电解质水平在线 检测装置、电解槽在线测温装置、热成像分析仪、电解槽极板短路自动识别等。

专栏 2：智能装备

通用装备：智能多功能天车、自动测温取样机器人、巡检机器人、自动取样 制样装备、智能堆取料机、智能包装机、智能拆装机、金属板打磨机、智能轨道 吊、AGV(自动导引运输车)、极板/铝锭/锌锭等成品自动转运机器人、产品码 垛包装机器人。

火法冶金：智能抓斗天车、转炉自动捅风眼机、自动浇铸机、智能打砖机、 熔体自动取样机、清结焦智能机器人、自动开堵口机、自动换枪装置、阳极板拍 平机等。

湿法冶金：智能净化装置、智能压滤装置、自动提耙及排渣装置、溶液自动 取样装置、槽罐结疤自动清洗机、结疤高压清洗车等。 电冶金：多功能电解吊车、数字电解槽、自动剥板机组、自动刷洗机组、自 动整形机组、极板与导杆焊接机器人、打渣机器人、移动加料车等。

专栏 3：5G 的应用场景

远程协作：对大型炉窑熔池热场及液面高度监测画面、物流信息和图像进行 远程传输，为设备的远程运维和生产的集中远程管控提供支撑。

小型自动驾驶机器人：依托 5G 网络低时延、大带宽、大连接的特点，利用 小型自动驾驶机器人实现仓库管理、物流配送、工厂巡检等智能化应用。

培训与应急演练：基于 5G 网络大带宽的优势，利用 AR(增强现实)、机 器视觉等技术对冶金工艺生产过程进行虚拟仿真，对生产操作人员进行培训和应 急演练。

专栏 4：先进工业控制软件

基于机理模型：在有色冶炼关键工序流程，基于冶金反应原理，结合热力学 数据库进行体系热力学元素平衡、热平衡计算，建立冶金过程的机理模型，与生 产自动化控制系统和化验分析检测系统交互，建设熔池熔炼先进过程控制系统、 闪速熔炼专家系统、电解槽专家系统、氧化铝智能优化控制系统等先进工业控制软件，实现冶金平衡计算与反馈修正，为冶炼过程提供可靠经济的操作指导参数。

基于经验模型：结合冶炼工艺专家知识及现场操作经验，深度挖掘生产数据 库的价值，利用统计分析、机器学习及大数据分析等技术手段，建立冶金过程的 经验模型，通过模型训练不断提高模型泛化能力，将冶炼生产经验数学化表达， 建设人工智能配料等决策优化系统，实现实际生产过程的作业指导与预测。

基于仿真模型：利用 CAE(计算机辅助工程)仿真模拟软件，在物理仿真 水模实验基础上，对冶金反应炉窑或工艺设备进行流体力学、化学反应、传热传 质等多项综合模拟计算，建设熔池熔炼工艺仿真系统、制酸工艺仿真系统等虚拟 仿真系统，模拟冶金炉的运行和操作，实现物理世界与虚拟系统的实时交互和高 效协同，优化生产作业参数。

专栏 5：质量管理的关键领域

原料：入炉混合物料主要金属品位控制、杂质元素控制等。

火法冶炼：铜阳极板、铅阳极板、高镍锍、锡阳极板、焊锡阳极板、合金锭 等火法中间成品及产品的成分控制等。

湿法冶炼：电解液成分及 PH 值控制等。

电冶金：阴极铜、阴极铅、阴极锌、阴极锡、阴极焊锡、电解铝液等成分控 制等。

专栏 6：虚拟仿真场景

冶炼虚拟工厂：基于三维建模、冶金机理、仿真模拟、大数据等技术，建立 冶金设备智能体库，通过数据互联、系统理论、虚拟技术建立冶炼工厂全生产流 程全生命周期数字孪生体系，实现生产系统动态优化、生产辅助决策、大物流仿 真分析、设备数据分析与故障诊断、虚拟场景展现、应急疏散模拟演练等功能。

铜电解过程虚拟仿真：基于数据挖掘和深度学习技术，建立阴极铜生产过程 中工艺参数对洁净度影响规律的仿真模型，以及电解铜箔生产过程中工艺参数对 轮廓度影响规律的仿真模型。在此基础上，基于虚拟现实技术，实现生产过程全 流程的虚拟仿真。

锌冶炼过程虚拟仿真：建立锌冶炼焙烧、浸出、净化、电解等过程的可视化 虚拟仿真模型，与锌冶炼过程智能控制系统数据联通，实时显示锌冶炼过程的生 产场景，提供远程访问接口，支持锌冶炼厂员工、远程专家诊断，实现虚拟生产 场景和关键过程信息的集中显示，生产工艺优化和辅助决策。

铝电解三维虚拟工厂仿真：基于虚拟现实技术，建立铝电解槽认知漫游模块、 电解槽结构模块和电解槽原理模块，实现铝电解企业全厂区貌、电解车间、配料 与净化车间等车间级三维结构漫游，铝电解槽阴/阳极系统、阴极、内衬、上部 结构、母线结构等局部结构剖析以及物料、电压等平衡展示。

核心设备模拟仿真：通过对冶金反应器内的流场、温度场、电场、磁场、应 力场等多物理场耦合仿真，模拟冶金反应过程，优化冶金工艺和设备结构。

底吹炉仿真：模拟底吹熔炼气-液混合流动过程，通过调整氧枪排布及气体流量，抑制熔体喷溅，优化熔池内速度场分布，合理分配炉内搅拌区、沉降区位置。

高压釜仿真：通过模拟高压釜在搅拌情况下氧气的分布情况、停留时间和桨 叶的磨损情况，优化高压釜桨叶结构选型、桨叶插入深度、进气速度、搅拌速度 等结构和工艺条件，提高高压釜反应效率和浸出率。

专栏 7：优先上云的工业 APP

设备远程运维：针对焙烧炉、铝电解槽等有色金属冶炼过程中的关键设备， 基于设备机理、设备运行数据、企业管理数据以及相关算法模型，开发设备远程 运维工业 APP，实现设备状态实时监控、指标统计分析、主动预警维护和及时运 维服务。

能源合同管理：针对有色金属冶炼过程中能源消耗量大的工艺和设备，如氧 化铝工业中的泵浦、焙烧炉等，根据企业实际情况开发能源合同管理工业 APP， 为有色企业提供节能潜力诊断、可行性分析、节能项目设计与实施、节能监测和 运行维护等能源管理服务。

专栏 8：工业互联网大数据主要创新应用场景

设备运行优化：通过实时监测回转窑、余热锅炉、粉煤喷吹装置、水泵、二 氧化硫风机、浓密机、压滤机等设备的运行状态数据，分析和预测设备异常，提 高设备稳定性和使用效率。

工艺参数优化：对熔炼、溶出、浸出、萃取、电解等工段生产运行数据和生 产控制数据进行分析，找出生产过程中的工作参数。

质量管理优化：基于阴极产品、锭等产品检验数据和“人机料法环”等过程数 据进行关联性分析，实现实时的质量监测和异常分析，降低产品不良率。

生产管理优化：通过对冶炼工厂生产进度、物料管理、企业管理等数据的分 析，提高排产、进度、物料、人员等方面管理的准确性，提高生产效率。

经营决策优化：打通生产数据与企业管理数据，建立各产线的成本模型，实现产销经营决策优化和合同的经济性分析。

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