在由上海期货交易所和SMM共同举办的“2021（第十六届）中国国际铝加工峰会”上，上海宝信软件股份有限公司资深技术总监、教授级高工毕英杰介绍了对重塑铝加工智慧制造体系的思考。
国家数智环境与战略方向
国家战略规划纲要：国务院、工信部等国家部委基于战略引领，发布工业互联网、大数据、人工智能、物联网等相关发展规划：
2015 国务院发布《中国制造2025》明确提出加快制造与服务的协同发展推动商业模式创新和业态创新促进生产型制造向服务型制造转变。大力发展与制造业紧密相关的生产性服务业推动服务功能区和服务平台建设。
2017 国务院发布《工业互联网发展行动计划20182020年》明确提出着力建设先进网络基础设施打造标识解析体系发展工业互联网平台体系同步提升安全保障能力突破核心技术促进行业应用初步形成有力支撑先进制造业发展的工业互联网体系筑牢实体经济和数字经济发展基础。
2017 国务院发布《新一代人工智能发展规划》明确提出构建开放协同的人工智能科技创新体系建立新一代人工智能基础理论和关键共性技术体系布局建设重大科技创新基地壮大人工智能高端人才队伍促进创新主体协同互动形成人工智能持续创新能力。
2020 中共十九届第五次会议通过的国家十四五规划和2035年远景目标建议中指出发展数字经济推动数字产业化和产业数字化推动数字经济和实体经济深度融合打造具有国际竞争力的数字产业集群
2020 国务院国资委发布《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》提出将数字化转型作为国企改造提升传统动能、培育发展新动能的重要手段。
数字经济助力企业发展：随着新兴科技的不断发展与应用，以大规模分布式计算能力和海量数据储存、处理技术等为代表的第四次工业革命核心技术，与传统业态不断融合发展，计算能力、数据处理能力和处理速度实现了大幅提升，为国家和企业数智化转型升级奠定了技术基础。
铝加工企业数智化现状分析
铝加工制造工艺特点：
产品特点：合金牌号、产品状态、行业执行标准、覆合材、异形材等个性化需求
制造流程复杂：熔铸、热轧、厚板、冷轧、箔轧、锻压
典型的铝加工企业上下游工序联系紧密，生产排产计划、质量控制、合同订单进度、工序成本控制需要作为一个整体协调考虑，因此，制定好的管理策略，进行大工序一体化平衡尤为重要
铝加工生产过程复杂，生产节奏快，需对瞬息万变的情况迅速做出判断，需要实时发现生产过程中的质量、工艺、能耗、工序成本的变化情况，达到控制质量、能耗、成本的目的。因此，实时数据采集与自动化控制必不可少。
铝加工的连续性增加了计划编制的难度，前后工序紧密衔接、相互影响，各生产单元可变因素多，质量随机变化，生产时间难以确定等，需要将质量判定的结果实时反馈给计划，以确定后续计划能否正常执行，需要进行计划的优化调整。
铝加工产品质量内在因素多，它用化学成分、机械性能、表面情况等来描述，大部分质量要素不可见，产品内在质量设计显得十分重要。产品质量好坏判断不光靠事后检验，还必须全过程质量管控，很多环节必须靠在线实时检测
重构智慧制造体系是企业未来的发展之路：通过集成先进的感知、计算、通信、控制等信息技术和自动控制技术，构建物理空间与信息空间中人、机、物、环境、信息等要素相互映射、适时交互、高效协同的系统，实现系统内资源配置和运行的按需响应、快速迭代、动态优化。
智能制造助力冶金行业提高核心竞争力：
产品质量：大大提高产品质量；
制造成本：显著降低制造、设备维护、运营成本；
柔性生产：实现生产过程控制、资源调度和能耗优化，有效应对市场变化；
快速响应：网络化协同和服务，实现企业生产过程决策优化、仿真设计和知识管理
铝加工企业数字化当前面临的主要问题：根据业界数字化能力模型评估 大多数铝加工企业的整体数字化水平目前处于初级阶段 主要不足表现在： 数智化整体设计方面 缺少数智化顶层设计； 技术 、 数据 、 安全层面 存在数据治理全无 、 系统架构刚建立 、 信息安全能力待提升等方面痛点； 智慧制造等业务层面 创新 场景 、 新服务 、 新模式未形成 组织及人才建设方面 新型人才不足 需壮大数字化人才队伍 。
铝加工企业自动化、信息化化当前面临的主要问题：
1 、 产线自动化率总体不高、水平层次不齐，过程稳定性较差
在信息感知方面 ：无论是氧化铝、电解铝等冶炼段，还是熔铸、热轧 、 压延等加工段 还存在大量检测盲点，即无法获取各个反应器或者轧件内部的信息，无法精准把握 黑箱 内的物理与化学变化；产品性能、产品成分等关键信息仍然是抽样检测，不能支持进行实时优化控制。
在执行机构自动化方面 各区域都还存在大量的需要人工操作的生产装备；
在产线控制自动化方面 生产过程中仍存在较多的人工干预，控制模型适应性不强。
2 、 管理自动化、决策智能化水平低，管理效率低，满足用户个性化需求成本高
在产销平衡、生产组织、缺陷原因追溯分析、设备状态诊断等 方面， 高度依赖于人工经验
决策主要基于人工和计算机工具相结合的方式进行，决策数字化、智能化水平较低， 提升管理效率空间巨大；
3 、 信息系统众多、但数据散断，缺乏整合贯通的数字化基础
企业信息化建设，实现了以流程为核心的诸多专业系统的开发应用；
集生产、质量、设备、物流、研发、营销、采购等相关信息于一体的数字化基础还不够完善， 数据缺乏横向与纵向
整合贯通。
重构铝加工智慧制造体系整体思路
三大领域规划 智慧制造：
智慧制造以多基地网络工厂一体化管控为目标， 以工业互联网架构为基础，通过互联互通、智能集控、工业智能、体系变革等手段，实现多基地、跨区域、远程操控、在线运维为特征的智能化生产、网络化协同、 个性化定制、服务化延伸 ，逐步构建数字化工业大脑。
打通生产制造与互联网连接：全面连接设备、软件、人员等各类生产要素，实现与互联网的对接。
实现智能管控：将传统工业控制技术与视频技术、移动网络技术、智能模型等新技术相结合，促成跨层级跨系统跨产线融合的智能集中管控。
构建数字化工业大脑：基于企业互联网生态平台体系，实现业务创新和数据智能，构建数字化工业大脑。
变革生产制造体系：实现各类制造资源的优化配置，重构生产组织模式和制造方式。
三大领域规划 智慧服务：
智慧服务：从封闭单一的信息化制造系统向开放合作的多产业集群生态体系迈进，重塑新材料制造与采购、物流、销售、再加工、技术服务、金融、信息化等产业上下游供应链线上深度融合；发挥云计算、大数据、物联网等新基建动能，融合生态商业新模式，实现产业链、价值链全面升级 。
铝加工智慧制造实现路径与举措
重构铝加工智慧制造信息化提升的实施路径：
1、建设产供销一体化管理系统 【 全流程集中一贯管控 】
2、 建设企业大数据中心，实现智慧制造深化应用
实时建立物料、设备 、 人员 、 工具 、 能源 、 半成品 、 成品之间的关联关系；通过产品全流程质量在线监控 、诊断与优化技术追溯质量异常原因 并采取相应的措施 进行生产工艺优化 具有监视 、 分析 、诊断 、 判定 、 追溯及多工序协调控制功能 做到单一过程精准全链条各个过程之间均衡协调 。
3、支撑多基地一体化协同的管控中心建设
4、 数字孪生系统建设
5、考虑市场资源、多工序一体化优化模型的高级排程
6、 在若干岗位上实现机器换人，实现无人化、少人化作业
装备智能化：重点现场 智能化 装备的应用，以及“ 3D ”岗位取消现场操作实现远程操作，主要包括无人料场或仓库、作业机器人、在线检测、物料识别、自助司磅、检验自动化等应用。
智能工艺设备：各工艺段的智能工艺设备实现工艺设备的自主运行，以减少人工干预，实现自我闭环控制，自我诊断和修复。
