铝行业智能制造探索与践行者——湖南力得尔智能制造发展之路

张帝｜文

力得尔，靠着自主创新，在研发针对电解铝行业专用“智能传感器”的起始，就给自己订立了目标，誓做电解铝行业智能制造的先行者，要做就做最好、最优、最符合生产实际需要的智能化产品。

在全球经济一体化及市场竞争日益激烈的今天，传统电解铝行业面临的压力远远超过过去的想象。“中国制造2025”行动纲领明确提出，要加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展，把智能制造作为两化深度融合的主攻方向。信息技术和制造技术的深度融合是新一轮产业竞争的制高点，信息化与工业化的融合是推动“中国制造2025”的核心。电解铝行业属于传统的劳动密集型产业，信息技术和智能制造技术在行业的应用远远落后于其他的基础产业，如何落实“中国制造2025”行动纲领，大力推动和发展两化深度融合，改变传统产业傻、大、笨、粗的传统形象，是摆在每一个电解人面前的课题，湖南力得尔智能科技股份有限公司(以下简称“力得尔”）前瞻性地看到了行业在智能制造领域的空白，加快了在电解铝行业智能制造领域的研发步伐。

电解铝行业智能制造的机遇

力得尔是按照现代企业制度规范成立的高科技企业，老本行是专业做电解铝行业的自动化控制，是自动化信息技术和电子技术方面的行业翘楚，技术团队研发的“铝电解自动化控制系统”在行业内有着广泛的应用，但从来没有涉足过智能制造领域，“中国制造2025”行动纲领提出的新一代信息技术和智能制造技术的融合给力得尔人指明了发展方向。2014年初，力得尔人在智能制造技术上跨出了关键的一步，组织专业力量，成立了“智能传感器”研发部，针对电解铝行业的智能化下料研发智能传感器，以解决电解铝企业生产过程中“粘包”“堵料”的痛点。

力得尔人在研发针对电解铝行业专用“智能传感器”的起始，就给自己订立了目标，誓做电解铝行业智能制造的先行者和践行者，要做就做最好、最优、最符合生产实际需要的智能化产品。经过市场调研发现，涌入电解铝智能制造技术领域的试潮儿大多先天不足，都是只具有单方面的技术优势，比如搞电子技术的没有机械制造技术的沉淀，搞机械制造的不懂电解铝控制技术等。相比于这些试潮儿，力得尔人有先天优势，不但有机械制造领域的专业人才，还有电解铝工艺领域的工艺专家，以及电子技术和信息技术融合的专业技术人才。力得尔人在公司董事长金卉的带领下，厚积薄发、锐意进取，用工匠精神，克服重重困难，研发出了行业内第一台“数字式”智能打壳气缸和“数字式”智能反馈下料气缸。

智能制造的成果转化与创新发展

时间来到2015年3月，凝聚着力得尔人数字信息技术和智能制造技术的产品——“数字式”智能打壳气缸和“数字式”智能反馈下料气缸组成的“智能下料系统”得到首次应用，应用于某大型铝企业32台420kA电解槽上。为了充分挖掘智能下料系统的潜能，力得尔“智能传感器”研发部在“电解铝工艺”服务部和“电解铝自动化”研发部的大力协助下，再接再厉，配合“智能下料系统”研发出了“智能精确下料”自动化控制系统，为电解生产节能降耗、降低劳动强度提供了技术保障。

经过三年多在电解铝企业生产槽上的反复验证和不断研发，融合了信息化技术和智能制造技术的“数字式”智能打壳气缸和“数字式”智能反馈气缸日臻成熟，于2018年底开始在大型电解铝企业的系列槽上应用，至2020年底，凝聚了力得尔人智慧和心血的智能下料系统推广到两个整系列的电解槽上，一线电解工人的劳动强度降低了60%以上，受到了广泛好评。

力得尔掌门人金卉对技术研发团队灌输的一贯理念，是始终坚持“自主研发与产学研相结合”的科技创新之路，高度重视管理和研发团队的建设和培养。技术研发团队在金卉的带领下，同中南大学冶金学院、热力学院、计算机学院等多家院所开展了广泛的技术合作，在“中国制造2025”的大目标下，努力创新，通过融合两个不同行业的技术，以达到电解铝行业智能制造领先水平为目标，以改造电解铝行业的传统设备为智能化设备为己任，创造了良好的经济效益和社会效益。

“智能精确下料”自动化控制系统在行业智能制造应用方面的创新主要集中体现在几个方面，首先，数字式智能打壳气缸设备可以给自动化控制系统提供直观、可控的下料系统状态，使得自动化控制系统由开环控制变为闭环控制。自动化控制系统依据闭环控制，对电解槽槽电压的非正常波动可以采取有力措施进行处理。其次，智能打壳气缸设备不需要每次打壳动作都走满行程，节气是最直观的。而且，自动化控制系统可以根据打壳动作的情况，对每次打壳壳面的情况进行统计，对于软壳面，可以采用间歇性打壳方式，不但节气，还减少了锤头的磨损。数字式智能化下料系统最突出的创新，是革新了行业现有的看槽方式，由于智能打壳气缸提供的下料口信号直观、准确，可以结合槽控机系统或者单独设置一个“下料系统观察平台”，这个平台设置在每个生产工区的出铝端（大面），以“红、黄、蓝”三色来代表电解槽下料点的情况，看槽工一目了然，不再需要打开每台槽的槽盖板去检查下料点情况。

智能制造与信息技术融合展望

力得尔对于智能制造行业来说还是一家初创企业，还需要在智能制造技术和信息技术的细分领域精耕细作，才能保持在行业的领先和独创性。作为科技型公司，技术创新是第一位的，力得尔人通过将智能制造技术引入信息技术领域，暂时取得了行业的领先，但是，电解铝行业还是一个传统的耗能产业、一个劳动密集型的产业，实现电解铝行业的智能制造技术的华丽转身，还有许多领域值得去研究、去发现、去创新。

智能制造和信息技术的融合将进一步拓展铝行业在智能化设备应用方面的空间，通过对传统设备进行智能化改造，使传统设备具备智能传感和信息感知能力，降低企业的劳动力成本和提升企业的生产决策能力。

首先，构建“智能化管理控制平台”是智能制造与信息技术融合最直接的应用，在构建生产智能化阶段，主要包括智能检测以及智能控制等，在智能传感器技术、精确下料控制技术、工业互联网技术的支持下，能够进行生产现场检测与控制，多个厂站之间的网络互联结合，通过运营单元作为基础，对所有厂站集中监控，实现统一化调度以及移动式管理。

其次是管理智能化阶段，这一阶段，主要有智能化设备管理以及人员管理两方面，智能化设备管理使用三维模型，基于自动化系统实时数据，通过视觉感知技术应用，对智能化设备施行在线管理，统计分析智能化设备使用寿命以及相应成本，结合设备实际使用情况，制定养护维修措施。人员管理方面主要是使用智能视觉分析技术，对工厂内人员、智能化设备以及事件进行无人化操作改进，提高智能化水平。这一过程需要重视生产运行管理以及智能化设备管理等，降低人力成本，提高生产安全性。

再次，“中国制造2025”提出的新一代信息技术应用，在电解铝行业还是一片蓝海，力得尔人的下一个目标，就是将“AI”技术引入铝行业的日常生产管理中，通过对电解槽不同工艺条件下的生产样本进行AI学习，日积月累，在取得足够多样本的情况下，AI学习型自动化控制系统将大有作为。电解铝智能型、智慧型工厂的蓝图，召唤着力得尔人浓墨重彩去描绘，创造与创新，力得尔人永远在路上。