7月8日，第十一屆中國國際鋁工業展覽會在上海開幕，中南大學教授、中大冶金設計研究院院長梁學民應邀出席展會，參加了展會期間舉辦的“氧化鋁 電解鋁工業可持續發展論壇”，并接受了本報記者的采訪。梁學民詳細闡述了“互聯網+”對電解鋁生產工藝及裝備的影響。

　　互聯網+鋁工業是什么

　　什么是 “互聯網+”？通俗地說就是互聯網+各個傳統行業，但這并不是簡單的兩者相加，而是利用信息通信技術以及互聯網平臺，讓互聯網與傳統行業進行深度融合，創造新的發展生態。“互聯網+”是互聯網思維的進一步實踐成果，它代表一種先進的生產力，推動經濟形態不斷的發生演變。

　　“互聯網+工業”即傳統制造業企業采用移動互聯網、云計算、大數據、物聯網等信息通信技術,改造原有產品及研發生產方式。

　　梁學民說，“互聯網+”對于我國鋁工業的影響，就如馬化騰所言“互聯網+”就像當年電力對各行各業的影響一樣，“互聯網+”會帶給鋁工業革命性變化。

　　那么具體到“互聯網+”在鋁工業領域又是怎樣體現的呢？梁學民說，“互聯網+鋁工業”就是要實現鋁工業生產的高度智能化，實現無人化生產車間。說白了，“互聯網+”鋁工業也是鋁工業的產業升級。

　　梁學民說：“我國是一個鋁工業生產大國，甚至在電解鋁技術領域已經走在了世界鋁工業的前沿，但這并不說明我們在生產指標領域沒有文章可作，我們要在“互聯網+”概念引導下加快實現鋁工業的智能化，有效利用大量的信息和數據，更好地加快鋁工業的發展。但若想真正的在現有電解鋁技術基礎上實現信息化、數據化和智能化，可能需要在每一個角落，每一個小的技術領域，甚至是邊邊角角都面臨著全面的技術革新。”

　　鋁工業作為傳統的工業產業，在接受新型思維和事物方面略顯滯后。在鋁工業展會現場記者也曾詢問了一些企業關于“互聯網+”對企業影響的思考，但多數被訪對象表示自己企業僅開通了微信平臺，另一部分企業表示已加入一些電商平臺進行產品銷售，可見企業并沒有對“互聯網+”概念在鋁行業的影響充分理解，甚至出現了曲解。所以“互聯網+”對于目前我國鋁工業同仁來說，更重要的是理解和消化的過程。

　　梁學民說：“近來年，我們的科研工作更多地專注于技術難題的攻關，專注于技術指標的提升，其實“互聯網+”對生產、運營、經濟效益等方面的影響更加重要。當前，對于“互聯網+”對鋁工業的影響，在行業內還存在不同的認識，比如說，相當一部分專家認為，“互聯網+”是一個比較虛的概念，跟傳統行業的結合也只能是在一些信息、情報、商務方面，真正對技術核心競爭力、效益的提升關系并不大，比較虛幻。”

　　梁學民也曾為此困惑過，在兩年前為其研究團隊確定電解鋁生態和智能化的發展方向時就做了認真的思考，兩年來，經過團隊的研究論證，梁學民堅信“互聯網+”將會帶給鋁工業一場革命性的改變。

　　電解鋁行業更易與“互聯網+”相融合

　　“電解鋁行業作為模塊化、標準化程度較高的行業，更易于實現智能化操作，一個車間內放置相同類型的電解槽數臺，每臺電解槽從事相同的生產工序，工作人員幾乎在重復相同的操作，同型號的設備，同質化的生產，更利于智能化控制、信息化管理、大數據采集以及大數據分析。”所以梁學民認為電解鋁行業更易于與“互聯網+”相融合。

　　梁學民說，電解鋁企業實力不同，發揮電解槽的效力也不盡相同。對于不同的企業，同一類型電解槽在內部設計方面也是千差萬別的，這種差別作為同行以及專家也往往搞不清楚在哪兒。有些問題很嚴重，比如說電解槽使用壽命問題，有的企業電解槽使用很多年，有的則不然。更重要的是電解槽使用重大事故問題，同一類型的電解槽為什么會在一些企業安全運行，而在另外一些企業就會發生事故？甚至是在同一個企業不同的車間事故也不一樣。對于這些常見的問題一直得不到解決，但假若是換作在“互聯網+”概念下再去思考解決辦法似乎就變得可行了。比如說，有一套專業的數據采集系統，通過對這些生產數據的收集匯總，然后進行數據分析，找出問題的關鍵所在，再進行解決。如此一來，困擾產業多年的問題也就迎刃而解了，所以說平時生產工藝上各個環節的數據采集工作也是非常關鍵重要的，這就是“互聯網+”領域的大數據及數據分析在鋁行業的應用。

　　“作為科研人員，原以為攻克一些核心技術就可以了，但實際上對于一個非常復雜的工業化系統來說，很多技術是千差萬別，大家的認識也是不一樣，我們并不能及時把最好的經驗和最好的技術應用到所有的企業去，這就是需要信息化、智能化的發展。”梁學民說。

　　企業生產安全問題是困擾電解鋁行業的大問題，過去重視不夠，如今，行業企業都很重視，但是30年前發生的問題仍然還會發生。這些事故想起來怵目驚心，往往也是企業負責人的心頭大患。

　　近來，梁學民一直在思考應用“互聯網+”概念去解決電解鋁行業生產過程中的安全問題。

　　梁學民說，如果用“互聯網+”思維來解決電解鋁生產安全問題或許會有新的突破。梁學民例舉了四個方面的情況。

　　首先，問題定位。過去一個電解槽出現事故，表面上看來，可能是由于一個偶然因素造成的，如對電解槽的誤操作或者是風險控制不夠等等，但實際上造成電解鋁事故可能的原因很多，比如說在設計階段，由于槽體材料微差別或是電解槽設計的先天不合理性，可能已經為安全事故埋下隱患，具體原因很難準確的去下結論。甚至有多少套設備或是工廠存在類似或是相同的問題也難以知曉，究其原因十分復雜，單純地通過人工去找原因難以實現。如果采用數據分析和數據挖掘的辦法，問題就很容易定位。第二，運行控制。生產過程中的操作管理、運行參數的自動化控制，在什么操作情況下容易發生事故，比如常見的漏槽或是短路口爆炸等等這些事故如何去避免。第三，事故預防。就是電解槽出事故之先的預防措施還不夠，什么時候出事故不知道，這就涉及到我們的信息采集系統不完善，在生產過程中掌握的數據信息不夠，也就是我們的傳感器系統需待升級，引入“互聯網+”概念之后，這些問題就迎刃而解了。第四，就是為保證安全性，企業必須要有一套系統性的保障，當然這跟我們規模的擴大和技術的進步是分不開的。

　　梁學民說在以上四個方面，若結合“互聯網+”技術，電解鋁廠的安全性將會得到一個很好的控制。這也是近期梁學民團隊研究工作的重點。

　　打造電解鋁智能化工廠

　　“互聯網+”在電解鋁安全生產環節的應用只是其中的一部分，對整個電解鋁工業來說，“互聯網+”應用的意義就是要實現電解鋁智能化技術和電解鋁智能化裝備，最終打造電解鋁智能化工廠。

　　日前，由梁學民帶頭的由中南大學冶金與環境學院和信息科學與工程學院組成的研究團隊已經取得了初步的研究成果。在“氧化鋁 電解鋁工業可持續發展論壇”上，梁學民作了《生態智能化鋁電解技術》研究報告，并提出了未來鋁工業可持續發展的兩大趨勢：即生態化和智能化。

　　梁學民說，電解鋁智能化包括智能化裝備制造和智能化技術，電解鋁智能化具有重要意義：電解鋁智能化是優化工藝操作、提升技術指標的需要；電解鋁智能化是減員增效、降低成本的需要；電解鋁智能化是提高企業生產過程系統安全保障的需要；電解鋁智能化是提高電解鋁管理水平的需要。所以要運用工業流程“互聯網+”打造電解鋁智能化工廠。

　　在電解鋁智能化技術方面，包括電解槽智能控制技術（圖1）、智能化裝備制造技術（圖2）、電解鋁智能化設計技術、電解鋁生產安全智能化技術。比如，通過移動智能終端－實現專家遠程管理電解槽（如圖3）；實現智能打殼下料裝置－實現按需下料（如圖4）等等。

　　在電解槽槽型的設計方面，也要實現智能操作，電解槽內襯結構優化，雙陽極改單極、電解鋁不停電技術、應急短路技術等等。

　　目前我國大部分電解鋁廠都升級為大型鋁電解槽生產，大型鋁電解槽是一種多相多場交互作用下的復雜高溫電化學反應器，主要體現在以下四個特點：一、趨于鋁電解槽大型化。二、多相-多場強烈交互作用，高溫電化學反應復雜。三、高溫熔體腐蝕性強，導致參數檢測困難。四、工藝參數多、數據量大、數據挖掘深度不夠。

　　梁學民認為，鑒于我國大型化電解槽的特點，打造電解鋁智能化工廠十分有必要。

　　必要性一：從電解槽的角度出發，未來鋁電解槽的高效、穩定運行必須解決諸多參數綜合影響、大型化、槽狀態特性改變的難題。

　　從全廠的角度看，各車間均是一個既獨立又關聯的生產單元，其功能與特性智能化方面的存在嚴重不足。（見表）

　　必要性二：鋁電解生產系統還包括多個輔助車間，為電解車間運行提供必要的氧化鋁、氟化鹽、電、熱、氣等，以及產品鑄造、煙氣處理和槽大修等作業。從生產系統的角度出發，運用“互聯網+”技術實現各生產單元的協調配合、生產系統的優化運行，對于發揮整個生產系統資源的效率，是智能化工廠的又一重要工作。

　　必要性三：鋁電解企業大型化集團化，但下屬企業間信息交流與融合不足，難以實現全集團優化決策，且未來人力資源匱乏，生產效率和控制水平有待提升。

　　所以，從科技研發、發展規劃、營銷運營、市場信息、人力資源等建立公司（集團級）智能化工廠體系更為重要。

　　既然建設鋁電解智能工廠如此重要，那理想中的鋁電解智能工廠又是什么樣子的呢？在梁學民的研究中，鋁電解智能工廠已經有了大致的規劃。

　　梁學民說，基于云架構的智能鋁電解廠的系統結構分為集團級和分廠級。其最顯著特點就是大數據、無人值守、移動操控、遠程監控。

　　目前，智能化工廠建設亟待開展的工作還很多。

　　第一，基于云架構的工業化與信息化綜合網絡系統的搭建。這其中包括分廠網絡的構建（提出分廠級的兩化融合基礎網絡的框架模型，完成電解分廠內所有車間網絡的搭建，并建立分廠數據中心）和集團網絡的構建（基于云架構技術，實現分廠數據中心與集團數據中心的互聯網）。

　　第二， 智能物流系統的構建。包括物流智能標識與跟蹤（建立陽極炭塊、鋁液、大修的電解槽、氧化鋁、氟鹽、煙氣及天車運行等各部分物流智能標識及自動追溯系統）。和物料管理信息化和智能化（優化物料的成分配置、倉儲量與物流）。

　　第三，電解槽分布式信息采集系統的應用。通過數字化電解槽及與槽控機系統的對接，實現對電解槽的全方位智能化管理，實現更好的經濟技術指標。

　　第四，決策系統、虛擬工廠及遠程管控。包括系列（分廠）決策系統（基于兩化綜合網絡所采集的全面海量數據與數據化專家知識、建立全廠生產管理、原料購置及產品銷售的智能化決策系統。）和數字化虛擬工廠（開展鋁電解工廠的三維虛擬現實建模，建立全集團數字化虛擬工廠，實現生產過程管理、下一代高水平工人培訓的數字、虛擬化。）以及遠程管控（利用電解鋁廠的移動互聯網絡架構，實現關鍵工序的移動操控。

　　梁學民總結說，未來擬具體開展工作主要包括以下四個內容。

　　第一，大數據條件下的數據深加工：針對兩化融合網絡所采集的海量數據開發智能數據融合方法，從而消除多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，并構建各類型鋁電解數據倉庫。

　　第二，基于知識自動化的決策與控制：研究各生產環節中的可控操作參數為優化變量的智能集成優化模型。

　　第三， 基于知識的機器人：基于鋁電解工藝與特性，開發出交互式自動換極機器人與出鋁機器人。

　　第四，智能鋁電解工廠的全面實現：實現電解鋁廠的全部管、控、決策、物流等全面智能化。

　　推動“互聯網+鋁工業”前行

　　聽著梁學民院長的描述，記者眼前似乎已經出現了一幅未來電解鋁智能化工廠車間的生產畫面：車間安靜、見不到工人、各生產環節井然有序……

　　然而理想很豐滿，現實很骨感。事實上，“互聯網+”理念在鋁行業推行并不十分順利。

　　在當前，更多人根本沒有理解“互聯網+”對傳統工業的意義，相比之下，企業更愿意相信硬件的改變能對提升企業效益和產品質量的效果，一套設備或是一些能看得到的東西就覺得很有價值，若是一些軟件系統或是一些分析方法等就很難受到企業認同和重視，其價值也遠遠不能體現。這些問題是讓梁學民及其團隊在開展工作的時候感覺到困難。

　　但梁學民并沒有泄氣，他說，在電解鋁行業，電解槽很重要，但是真正伺候電解槽的設備很少，真正自動化程度很低，這是很極端的一種情況，在電解鋁廠，電解槽幾乎占用了一個鋁廠投資60%多的成本，這么高的資產密集度，其重要性可想而知，其裝備智能化豈容忽視，在過去我們主要用人工去管理，確確實實很難達到高效率，若換作配套的自動化系統操作，則更能發揮其功效。

　　另一方面電解鋁行業中一些崗位工作條件相當艱苦，也很危險，而對這些問題若是實現智能化，就完全由機器人替代，實現遠程操作，則是實現革命性的進步。當然要真正得以實現，不可能一蹴而就，還任重道遠，需要行業同仁的共同努力。

從生產及消費分析，我國鋁型材供略大于求，基本處于平衡狀態。最近幾年來，中國鋁加工業快速發展，但產業內部存在著明顯的重復建設和結構不合理的問題，低端產品生產能力過剩，產品同質化明顯，市場處于飽和，競爭異常激烈，而高端產品則生產能力不足，品種規格偏少，滿足不了國內市場需要，每年尚需大量進口。

有關媒體報道，受樓市調控的影響、產業規范的限制以及電解鋁成本的提升等諸多因素的影響，產能過剩的鋁型材行業深陷困境。此外，外銷市場受阻更加劇了鋁型材行業的競爭。四重壓力下，鋁型材企業該何去何從這是備受各大企業關注的問題。

一方面，房地產行業的限購政策把一部分買房人擋在了購房市場之外，在一定程度上影響了房屋的成交量；另一方面，限購令所帶來的房價將會下跌的預期，使很多剛需購房者選擇了觀望，推遲了購房計劃，因此部分城市的房屋成交量減少了。在這種情況下，房地產開發商也推遲了新房的上市時間。與房地產緊密相連的鋁門窗業不可避免地受到影響。

據悉，國家財政部正在醞釀下調部分商品的出口退稅率，其中部分鋁制品出口退稅率將從現行的13%下調至9%，原因之一是美國對中國鋁制品征收反傾銷關稅。上半年，國外需求旺盛，我國的鋁制品出口增長達到了100%。然而，在經歷前期鋁價的大幅上漲之后，目前鋁價已出現倒掛現象。三季度，鋁制品出口率明顯下降，僅占40%左右。60%的鋁制品轉為內銷。出口退稅率下調4個百分點，意味著企業將增加800元/噸的出口成本。退稅政策下調在一定程度上壓縮了鋁加工企業的利潤空間。一些年產能20萬噸以下的小企業將面臨大規模整合。

鋁冶煉行業是我國重點調控的高污染、高耗能產業。由于湖北鋁土礦品位低，且大多數生產企業設備和制造水平落后，不具備廢物廢氣處理設施和技術。隨著生產企業的不斷擴張，環境污染問題愈加嚴重，于是政府出臺了一系列的節能減排政策。