产业数字化：南平铝业“5G+”构建智能制造发展新生态

近年来，福建南平铝业股份有限公司坚持以数智化驱动，数字化转型，数据化赋能，涌现出更加丰富的应用场景，助力制造业从传统向“智造”质变，不断激活数据、赋能产业，以智能制造为引领释放叠加效应、乘数效应，5G、大数据、工业互联网、云计算、人工智能等新一代信息技术与生产、管理、经营深度融合，推进工业数字化、网络化、智能化进程，引领企业在运营思维、生产管理等方面发生重大变革,数字技术正持续转化为制造业的产品优势、竞争优势，实现了发展质量和经营效益双提升。

日前，笔者来到福建省南平铝业股份有限公司电解铝生产车间，数十台近两米高的多功能电解槽整齐地排列着。电解槽里，如岩浆般鲜红的铝液涌动，滚滚热浪扑面而来。技术人员说，如今，电解槽由电脑控制，不仅实现自动加料，还可随时调节槽内温度。

“电解铝作为传统行业，生产环境复杂，以前采用人工作业，自动化、智能化水平不高，制约着企业高质量发展。早在2005年，南铝决定建设15万吨铝产业链，传统的管理方法和技术无法支撑生产规模成倍提升。当即，南平铝业立项启动铝产业链全维管理信息化系统的创新攻关，开始走上了信息化建设的道路。”南铝信息化负责人张云洲说。

▲技术人员在查看机房数据

2019年，南平铝业联手中国移动集团、航天云网科技发展有限责任公司、航天恒星空间技术应用公司、用友软件集团、赛特斯信息科技股份有限公司等国内领先的工业互联网提供商或研究机构共同布局、研发了南铝有色冶炼与加工行业特色工业互联网平台，项目融合5G边缘计算网关、5G基站、5G边缘计算平台等，包含1类5G工业终端模组、1张5G工业专网、1个工业互联网平台、N个行业领域应用，应用数字三维建模、智慧安防、自动巡检等功能，利用5G、数字孪生等技术，实现工控、工艺、MES、视频监控等多数据融合，从多数据视角实时展现生产状态，并对数据进行存储，实现历史生产数据融合重现和追溯，建设生产管控系统可视化、数字化、信息化、集成化目标的一体化的5G数字化智慧工厂，支撑了南铝产品的高端化，推动工业企业生产模式向“云边协同”的架构演进。

机器联网，耳聪目明。在南平铝业，数字化赋能助力企业打通“数智化”生产“任督二脉”，南平铝业联合中国移动形成了新一代5G技术应用基础平台，建成福建省首例商用独享UPF型5G工业专网和下沉式MEC边缘云计算平台，实现南平铝业各厂区5G网络信号全覆盖，具有广泛的工业物联网接入能力和更强的数据安全性。

▲5G基站

在铸造车间，工作人员轻点鼠标就能在显示屏上清晰查看生产线上每个生产流程环节，5G技术实现了搬运车辆智能调度管理指令的实时响应，控制型材搬运车对生产线所有原料、半成品和产品进行高效、精准的配送，通过5G定制网，将MEC（边缘计算）与UPF（端口适配连接）下沉厂区，实现近端分析和计算，为操作员提供第一视角的高清视频，保障了远程操控精准、实时操控性。通过5G+PDA替代传统的PC机和扫码枪，实现作业记工、质检、出入库等业务的快速精准处理。铝合金精密压铸件从产品压铸、喷涂到精切、打码，生产全流程5G端点对接，数十台设备的大数据流，通过5G网络展开高速率、低时延的稳定交互。

“南平铝业有色冶炼与加工行业特色工业互联网平台充分应用5G技术，实现从原材料采购到铝产品生产与销售各个环节之间的互联互通，达到资源的整合优化，最终带动公司全产业链数字化转型，推动产业链再造和价值链提升。”南平铝业总工程师路宝坤表示，南平铝业5G+数字工厂以中国移动5G能力筑基，实现底层数据的汇聚处理，消除应用之间的壁垒，向工业现场部分业务提供低时延服务和安全隔离需求，加速企业的智能创新。一套搭载在MEC边缘云上的工厂信息化基础平台，就像是企业的‘智慧大脑’，控制和存储着工厂的各类系统及生产数据，实现提高企业生产效率，降低企业运营成本的目标。比如，通过5G+工业视觉分析手段进行仪表盘的高精度读取，不仅减少了员工现场巡检，还能自动生成数字报表核对数据，进一步优化管理效率。

从铝冶炼到铝铸造（铸轧）到铝挤压（压延）再到铝深加工的全产业链信息化的平台管控，南平铝业5G数字化智慧工厂通过5G+MEC边缘云计算能力以及通用设备级状态感知和智能控制、实现车间级和工厂级异构数据平台化集成和实时分析，形成海量工业机理模型库，构建覆盖设备智能控制、智能诊断、智能交互、智能管理、智能互联为一体的智能设备管控平台，通过采集和加工数据，利用科学的算法分析，形成信息模型，驱动生产执行与精准决策，实现实体资源配置优化、生产过程管控优化、产品物料全过程追溯优化等，确保设备智能化控制与CRM、ERP、MES等铝业生产应用系统的上下贯通、左右协同，打通“人、机、料、法、环、测”信息流，提高企业整线设备的使用能力，提升生产管控水平。

同时，在应用侧实现生产全流程制造资源数据的采集与传输，接入5G大规模数采、5G生产安全行为分析等应用，在保障安全性的同时，提升车间生产运营协同和供应链协同水平，助力企业实现降本增效并构建统一的基础数据平台。

南平铝业5G数字化智慧工厂聚焦“平台+制造能力”“平台+节能减排”“平台+仓储物流”，建立安全的先进的高效的冶金行业特色工业互联网。通过5G基站、下沉式UPF、5G工业边缘网关、5G CPE以及MEC边缘云计算平台，为工厂建立起可以连接海量设备和应用的连接纽带。通过5G切片技术，依据不同传输通道的特点，提升各类应用的服务质量。通过冶金行业特色的行业应用，例如铝型材表面检测技术、多维物料定义与智能仓储技术、排产智能化技术，结合MES、ERP系统打造冶金行业的技术及运行案例，提升生产制造效率。通过平台的集成管理，把南铝集团所有子公司及上下游供应链企业相关应用系统融合成为一个集中管理、分布运行，信息互通、协同联动的统一系统，实现业务流程的融合和再造。

依托5G、物联网、边缘计算等技术，南平铝业实现了生产可视化、管理主动化、控制最优化，有效匹配未来市场订单需求。借助5G网络结合客户需求场景，定制服务范围、网络能力、隔离度及服务保障，有效解决了从前工厂面临的生产过程状态感知不完善、物流仓储环节效率低、网络安全性差等问题。

眼下，南平铝业通过“触网”赋能制造业，迈入转型升级快车道。“工业互联网应用5G网络，数据实时上传，机器自动运行，库存实时统计。”路宝坤说，通过能耗管理平台应用，每年节能能耗成本600万元，减少抄表工12人；数字孪生智联车间应用，使设备联网率从37%提升至86%，信息化管控率从28%提升至74%，运营管理成本降低21%，检修服务响应时长缩短74%。无人地磅应用，节省值班人次6人，过磅效率提升400%，错误率降低70%。通过部署5G边缘计算能力平台及5G智能应用，降低了30-50%机器的整体宕机时间，提升工厂10-20%的生产效率，缩短20-50%的新产品面市时间，降低10-40%的维护成本，最终实现生产效率的显著提升。在远程运维方面，取代了传统的本地化人工运维，将运维人员可缩减为原先30%。同时，由于边缘计算的海量数据通过云端算力为运维带来可预测性，运维的时间成本实现了大幅降低。

在数字化赋能，激活，超越下，南铝加快“提智增效”，不断推进铝金属“多元化、集约化”生产向高端制造转型，向深加工延伸，南铝产品的品质优势凸显，深受国内外客户认可，享有极高的知名度与信誉度。南铝系列产品已广泛应用于建筑装饰、电子通讯、集装箱、冷链物流、新能源汽车、轻量化专用车、轨道交通、航空航天、国防军工等诸多领域，远销全球30多个国家和地区，为海内外铝材客户提供合金开发、结构设计、工艺技术、基材生产、机械加工、表面处理、部件及整体制造、现场安装及施工等一站式便捷采购与服务。数字化大潮，正在以数据流带动技术流、资金流、物资流，有效提高生产效率和企业盈利水平，推动南平铝业昂首挺进更广阔的平台和市场。