三部門：推進人工智慧、5G等前沿技術在有色企業的應用

中新網5月7日電 據工信部網站訊息，近日，工業和資訊化部、發展改革委、自然資源部聯合公告了《有色金屬行業智慧工廠(礦山)建設指南(試行)》，並對《指南》進行了解讀。《指南》明確了建設目標、建設路徑、建設內容及基礎支撐等方面要求。《指南》還指出，要推進網際網路、大資料、人工智慧、5G、邊緣計算、虛擬現實等前沿技術在有色企業的應用，並給出了具體的應用場景。

以下為解讀全文：

《有色金屬行業智慧工廠(礦山)建設指南(試行)》解讀

2020年4月，工業和資訊化部、發展改革委、自然資源部聯合公告了《有色金屬行業智慧工廠(礦山)建設指南(試行)》(中華人民共和國工業和資訊化部 國家發展改革委 自然資源部公告2020年第19號，下稱《指南》)。現就《指南》有關內容解讀如下。

一、為什麼要出臺《指南》？

有色金屬行業是典型的流程工業，具有種類繁多、原料來源繁雜、工藝複雜流程長、工況環境苛刻等特點。總體看，有色金屬行業智慧製造水平比較落後，難以滿足高質量發展的需要，其中，採礦裝備主要依賴人工駕駛作業，工作強度大、安全風險高；冶煉裝備種類和安環敏感源多，企業自動化管控水平參差不齊，尤其是小型企業工藝裝置落後、多依賴人工操作，環保治理和安全生產形勢嚴峻；部分加工企業的生產及作業資料透過紙質填寫，線上監測手段不足，質量管控能力不高，生產組織缺乏柔性。

在新一輪科技革命蓬勃發展、資源和環境約束不斷增強的新形勢下，企業普遍認識到智慧製造的重要性，加快推進數字化、網路化，部分企業在無人行車、裝置智慧診斷、銅板自動剝離等區域性領域的智慧化應用取得突破，但大部分企業面臨建設目標和路徑不明確、建設內容不成體系、建設重點不夠突出、專案推進困難等問題，多是“摸著石頭過河”，系統意識不足，資訊孤島現象嚴重，極易陷入“重區域性改造，輕整體最佳化”“重業務系統建設，輕資料價值挖掘”“重建設，輕運維”等誤區。

為進一步推進5G、工業網際網路、人工智慧等新一代資訊通訊技術在有色金屬行業的整合創新和融合應用，在操作層面為企業開展智慧製造提供頂層設計和全面引導，我們研究編制了有色金屬行業智慧礦山、智慧冶煉工廠、智慧加工工廠建設指南，明確建設目標、建設路徑、建設內容及基礎支撐等方面要求。

二、《指南》是如何制訂的？總體考慮是什麼？

2019年4月，我們啟動有色智慧製造指南編制工作，由中鋁、江銅、中金等骨幹企業，北礦院、恩菲、中色等科研院所，寶信、華為等智慧製造供應商組建礦山、冶煉、加工3個專項起草組，先後對福建、廣東、重慶等地區的21家有色企業進行智慧製造摸底調研，充分借鑑國內外及其他行業先進經驗，形成《指南》初稿。經社會公示及徵求發展改革委、科技部、自然資源部、生態環境部、應急部、市場監管總局等6個部門意見後做進一步修改完善，透過院士專家論證會審議形成《指南》。《指南》總體考慮如下：

一是充分與國家政策做好銜接，堅持前瞻性和落地性相結合。《指南》以“網際網路 先進製造業”指導意見、智慧製造工程實施指南等為指導，以國家智慧製造標準體系為依據，以支撐有色企業綠色、安全、高效發展為目標，總體設計採用基於工業網際網路平臺的雲、邊、端架構，結合有色企業特點，重點強調基礎設施的數字化改造、先進工業軟體的應用和基於工業大資料的協同創新。在具體實施上，《指南》突出前瞻性和落地性，既充分考慮企業智慧製造建設基礎，明確老廠改造和新建工廠的建設路徑以及基礎型、引領型企業的建設重點，重在“強基礎，補弱項”，又著力促進5G、人工智慧、虛擬現實等技術在遠端協作、智慧配料、電解槽短路識別、冶煉虛擬模擬等方面應用，力求“固長板，謀突破”。

二是立足行業特點和發展需要，明確企業智慧製造建設重點。《指南》立足礦山、冶煉、加工的行業特點和智慧製造現狀，堅持問題導向，圍繞礦山的本質安全、資源集約需求，冶煉的清潔環保、優質低耗需求，加工的質量穩定、柔性生產需求，聚焦研發、裝備、生產、運營、供應鏈協同等核心業務環節，解決企業普遍面臨的產線裝備基礎不牢、安全環保管控水平不高、資訊化與管理兩層皮、先進技術應用動力不足等突出問題。《指南》透過設定智慧裝備、5G應用場景、工業APP等專欄，明確新型技術的具體應用環節和建設重點，指導有條件的企業先試先行。

三是推動企業管理模式變革，構建持續最佳化的保障機制。為保障企業智慧製造專案的順利推進和建設成效，《指南》既明確企業主體責任意識，引導企業做好頂層設計、確定建設重點，又根據先進企業智慧製造專案建設的成功經驗，強調整體規劃和問題導向，在資金投入、組織規劃、人才隊伍、運營維護、資訊資源、標準體系等方面明確了基礎支撐要求，引導企業解決拿來主義盛行、領導重視程度不夠、資金持續投入不足、複合型人才匱乏等問題，為企業實施《指南》提供要素基礎保障。

三、智慧礦山、智慧冶煉工廠、智慧加工工廠建設目標的各自側重點是什麼？

有色企業智慧製造建設目標為實現生產、裝置、能源、物流等資源要素的數字化匯聚、網路化共享和平臺化協同，打造具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應的有色金屬智慧工廠(礦山)。其中，有色金屬礦山具有開採區域動態變化、事故風險率高、廢物排放量大、資源回收率亟待提高等特點，特別是部分礦山地處高寒高海拔地區，機器換人需求迫切，《指南》提出要建成集資源的數字化管理、面向“礦石流”的智慧生產管控、全流程的少人無人化生產、整合化的本質安全管理、基於大資料的智慧決策於一體的本質安全、資源集約、綠色高效的有色金屬智慧礦山；有色金屬冶煉具有生產工況複雜、作業環境惡劣、能源管理粗放、工藝建模和多工序協同難等特點，《指南》提出要建成集綜合整合資訊管控平臺、實時協同最佳化的智慧生產體系、精細化能效管控於一體的清潔環保、優質低耗、安全高效的有色金屬智慧冶煉工廠；有色金屬加工具有產品品種規格多、訂單批次小、生產工藝流程長、產品精度要求高、物流排程頻繁等特點，需快速響應市場和客戶要求，《指南》提出要建成集柔性化組織生產、產品質量全生命週期管控、供應鏈協同最佳化運營於一體的質量穩定、協同高效、響應快捷的有色金屬智慧加工工廠。

四、現有企業和新建企業智慧製造的建設路徑是什麼？

針對有色金屬企業生產規模不一、裝備種類多、自動化水平參差不齊等問題，為契合企業發展實際，增強指導的精準性，《指南》提出企業要堅持“因企制宜、問題導向、注重實效”，根據企業發展戰略和實際生產經營情況，統籌規劃，分步實施，明確建設重點，有序推進智慧製造建設。對於現有礦山和工廠，要結合企業需求緊迫程度、基礎條件和資金承受能力等因素制定實施方案，在做好相關流程、資料、操作標準化的基礎上，對裝置進行數字化、智慧化改造，逐步建設完成綜合整合的生產管控平臺，實現業務的全流程跟蹤和追溯，同時不斷積累相關資料，透過工業大資料平臺實現資料的創新應用。尤其是中小型加工企業，針對其生產規模較小、自動化水平偏低、生產管理粗放等特點，《指南》提出要重點加強資訊化基礎設施及資訊保安建設，逐步開展裝置的數字化改造。對於新建礦山和工廠，要根據礦山和工廠的總體規劃，考慮先進工藝、先進裝備、先進資訊科技以及先進製造技術等因素制定高標準、高起點、高水平的智慧製造實施方案，基建階段即完成對智慧裝置的要求，基建後期建設相關生產管控系統，達產達標後在積累一定資料的基礎上建設工業大資料分析平臺。同時，《指南》也提出，在進行實際建設時，企業可以根據支撐條件，並行推進上述工作。

五、《指南》為什麼採用基於工業網際網路的“雲、邊、端”架構？

傳統的IT架構已經難以支撐大量的知識複用和功能擴充套件，制約了智慧化的發展，而基於工業網際網路的技術架構，可以承載蘊含眾多工業知識的數字化模型與微服務，大幅提高工業知識的複用水平。為突出前瞻性和落地性，《指南》鼓勵企業採用基於工業網際網路的“雲、邊、端”架構，將企業大量基於傳統IT架構的資訊系統作為平臺的資料來源，繼續發揮系統剩餘價值，並逐步推進傳統資訊化業務的雲化部署，解決企業傳統系統向工業網際網路遷移、單個企業與行業平臺對接問題。同時，《指南》鼓勵企業以硬體、軟體、資料等基礎要素遷入雲端為先導，逐步推進企業實現核心業務系統雲端整合，實現跨企業雲端協同。考慮到企業技術基礎、資金實力和發展需求，為發揮大企業的支撐引領、示範帶動作用，《指南》提出鼓勵有條件的大型企業建設工業網際網路平臺，鼓勵中小型企業使用工業網際網路平臺。

六、智慧礦山、智慧冶煉工廠、智慧加工工廠的主要建設內容有哪些？建設重點是什麼？是如何考慮的？

《指南》立足有色金屬行業智慧製造“‘工業2.0’補課、‘工業3.0’普及、‘工業4.0’示範”的建設思路，參考《國家智慧製造標準體系建設指南》中智慧製造系統架構，明確透過基礎設施的數字化改造實現資源要素的匯聚和互聯互通，透過智慧生產系統建設實現資訊融合共享，透過基於服務型製造的智慧服務應用推動新業態發展，同時，為激發企業活力，《指南》明確了基於工業大資料的協同創新平臺建設要求，支撐企業進行持續的資料應用創新。從具體建設內容看，企業要著力做好以下幾方面工作：

一是基礎設施的數字化改造與建設。基礎設施主要包括新型儀器儀表的應用、產線的自動化改造以及成套智慧裝備的應用、網路部署及資訊保安建設。智慧礦山指南針對有色礦山生產中勞動作業強度大、作業環境惡劣(高溫、多粉塵、噪音大等)的鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸等崗位，引導企業應用智慧鑿巖臺車、智慧錨杆臺車、智慧鏟運機、智慧卡車、智慧裝藥車等具備自主行駛與自主作業功能的智慧化採礦裝備進行鑿巖、裝藥、支護、鏟裝、運輸等作業，降低人員勞動強度，提高本質安全水平。智慧冶煉工廠指南針對有色冶煉生產工藝複雜且涉及高溫、多粉塵、強磁、強腐蝕等複雜工況，關鍵工藝引數和效能指標難以實時檢測等問題，引導企業進行基礎設施的數字化改造，鼓勵企業在勞動作業強度大、人員安全風險大的熔鑄、熔體開堵口、電解鑄造等崗位應用智慧儀器儀表和智慧裝備，實現清潔生產和安全作業。智慧加工工廠指南針對有色加工過程鑄造、軋製、擠壓、拉拔等工序精度控制要求高、生產執行速度快等特點，引導企業應用自動控制、智慧感知等技術對現有軋機、擠壓機、熱處理爐等生產裝置及其他裝置進行數字化改造或配置智慧裝置，完善工業網路及資訊保安建設，實現質量穩定和精準控制。

二是基於業務驅動的智慧生產系統建設。智慧礦山指南針對有色礦山地質資源資訊資料量大、屬性複雜且動態變化、採礦設計採用二維手工設計、採礦裝備主要依賴人工駕駛、充填系統自動化程度不高、選礦多工藝環節協同難等問題，鼓勵企業透過礦山資源數字化、採選生產過程智慧控制、本質安全整合化管理、礦山虛擬模擬，建立具有工藝流程最佳化、動態排產、能耗管理等功能的智慧生產系統，構建以“礦石流”為主線的高度整合化、智慧化、扁平化的礦山生產運營管理模式。智慧冶煉工廠指南針對有色冶煉企業在火法熔鍊、餘熱鍋爐、煙氣收塵等重點工序流程協同困難、無法預測和自調節、調整粗放生產波動大、過程控制反應滯後、受限於人工經驗、資訊孤島嚴重等問題，鼓勵企業建立基於機理模型、經驗模型和模擬模型的先進工業控制軟體，最佳化生產作業和裝置執行引數。引導企業開展資料採集與集中監視、生產組織與排程、生產管理與執行、企業管理與經營決策等系統的建設，實現實時監控、動態排程和協同最佳化。智慧加工工廠指南針對有色加工企業產品品種規格多、訂單批次小、生產工藝路線長、並行工藝路徑多、物流排程頻繁等問題，引導企業建立生產運營管控中心，對管理區域內的訂單、計劃、工藝、質量、裝置、能源、安環、人員等進行資料化、視覺化實時監控與生產統一排程及集中管理，鼓勵企業建立基於供應鏈、資料模型和智慧最佳化演算法的生產計劃排產系統，實現大規模個性化定製。

三是基於服務型製造的智慧服務應用建設。針對有色礦山鑿巖臺車、鏟運機等關鍵裝置遠端運維需求迫切，有色冶煉企業大宗原料採購倉儲物流效率低、過程不透明、業財不同步，有色加工企業下游客戶分散、需求響應速度快、個性化需求多等問題，智慧礦山、冶煉工廠、加工工廠指南以保證生產連續為核心，指導企業打通消費與生產、供應與製造、產品和服務間的資訊通道，整合資訊資源，降低供應鏈綜合成本。鼓勵有條件的企業發展服務型製造，創新服務模式，推動裝置遠端運維、能源合同管理等工業APP優先上雲，為行業其他企業提供服務，有效延伸企業產業鏈。

四是基於工業大資料的協同創新平臺建設。針對有色金屬企業資料價值挖掘不夠、工藝技術和企業管理受限於人工經驗、知識分享不足等問題，智慧礦山、冶煉工廠、加工工廠指南鼓勵企業構建基於工業大資料的協同創新體系，激發企業活力和內生動力，推進企業工藝技術和管理經驗的知識沉澱和全面共享，對企業生產製造過程和經營管理活動中的裝置執行最佳化、工藝引數最佳化、質量管理最佳化、生產管理最佳化、經營決策最佳化等業務場景進行應用創新。

七、企業在智慧製造過程中如何推進行業高度關注的資訊保安、生產安全、環境保護等重點工作？

資訊保安方面，《指南》提出要按照《網路安全法》《加強工業網際網路安全工作的指導意見》等相關檔案要求，統一進行規劃設計，健全資訊保安管理制度，重點關注工控網路安全，形成主動防禦、綜合防護的技術保障體系，提高資訊保安的態勢感知、監測預警、應急處置、追蹤溯源能力。

生產安全方面，《指南》提出要規範生產現場的健康、安全、環境保護工作，透過智慧裝備的應用及安防應急一體化集中管控中心建設，構建以全面評估、閉環管理、實時聯動、智慧預警為特徵的主動安全管理保障體系，全面提升人員行為安全、作業環境安全和裝置運轉安全。

環境保護方面，《指南》提出要利用智慧監控手段和定位技術，實時監測廢水廢氣排放點及固體廢物產生、處置環節以及重點環保區域的裝置資料與環境資訊，實現對潛在突發環境事件和重大危險源的及時分析、有效預警和溯源調控。

八、《指南》如何指導企業運用5G、人工智慧、大資料等新一代資訊通訊技術？

《指南》明確指出要推進網際網路、大資料、人工智慧、5G、邊緣計算、虛擬現實等前沿技術在有色企業的應用，並給出了具體的應用場景，如，要基於5G網路大頻寬的優勢，利用ADAS(高階駕駛輔助系統)技術，開展礦山無人駕駛系統建設；利用人工智慧、機器學習等技術建立關鍵裝置和生產工序的虛擬模擬模型，透過建設人工智慧配料等系統指導實際生產；利用大資料技術對客戶的分佈、行業、型別、來源、資質、風險等進行全面分析，深度挖潛客戶需求，為企業經營決策提供支撐。

九、企業如何實施《指南》？

一是企業要轉變認識，確立“以我為主”的責任意識。智慧製造是為企業戰略服務的，企業要想達到預期效果，需要結合自身區域特徵、產品定位、工藝裝備、管理模式以及兩化融合基礎等，制定量身定製的解決方案。此外，智慧製造專案不同於傳統的“一次性交鑰匙”類工程專案，涉及到企業業務流程最佳化和管理模式改進，企業戰略演進也需要相關係統進行迭代更新，這就要求企業不能過度依賴外部解決方案供應商，要以我為主，深度參與。

二是企業要做好規劃，“善於借力”有序推進。智慧製造是一項複雜的系統工程，需要先進的理念和專業化的人才隊伍，企業自行摸索很容易陷入誤區。建議企業對照《指南》明確企業目標與業務需求，對於智慧製造建設經驗不足的企業，委託外部智慧製造供應商開展智慧製造基礎診斷、頂層設計以及專案實施工作，並組織內部員工從經濟性、適用性、先進性等角度做好實施方案以及專案質量與進度的把關。同時，依託專案對企業員工進行智慧製造宣貫和培訓，培養運維隊伍。

三是企業要做好保障措施，建立常態化執行機制。智慧製造與企業的願景、商業模式、管理體制、文化息息相關，為保障達到預期效果，企業要根據《指南》中基礎支撐要求，完善組織、資金、人才等方面的保障措施，加強組織領導，設定專職管理及技術運維崗位，制定專項資金使用管理制度，加大人才引進和複合型人才培養，開展資訊資源管理標準化工作，實現常態化執行。

十、如何推進《指南》的貫徹落實？

一是強化指導服務。開展企業智慧製造調研，動員企業根據《指南》要求，開展智慧製造自評估，找差距，明需求，全面瞭解企業智慧製造現狀、落實指南的困難以及對智慧製造系統解決方案的需求，為企業提供更精準的指導服務。

二是組建行業聯盟。會同有色協會等研究組建有色金屬行業智慧製造聯盟，在成果轉化、試點示範、標準制訂、技術創新等方面抓實抓細，推動企業、專家、供應商等高效對接，並同步開展優秀案例、供應商及解決方案徵集工作，形成有色行業智慧製造基礎資訊庫。

三是加大支援力度。鼓勵地方政府相關部門透過各種政策手段，支援企業按照《指南》要求進行智慧化建設及改造，形成落實《指南》的政策合力。