知业大模型×铝业｜以“数”促发展，以“智”提效益

铝,轻盈而坚韧,是现代工业中不可或缺的基础原材料。由于质地轻、化学防腐性能好,从航空航天到交通装备,从建筑、包装材料到化工装备,铝在很多工业领域都能占得“一席之地”。“举足轻重”的同时,电解铝生产却存在着高耗能、生产经营精细化管理水平低、人才专业技能亟待提高等问题,生产安全也不容忽视。因此,通过数字化、智能化技术构建数智化生产管理模式,推动行业绿色低碳发展成为大势所趋。

在这种背景下,浪潮云洲开发了工业领域行业大模型——“知业大模型”,凭借工业数据分析、工业知识推理、工业代码生成等优势,数字赋能铝业向“新”向“绿”发展,成功助力某世界500强铝业龙头企业实现数字化生产和精细化运营,为铝业高质量发展蹚出“最优路径”。

汇聚全域数据激活铝业“源动力”

铝电解生产是一个大延迟、多变量耦合和非线性的过程。由于铝电解槽内的高温度、强磁场环境,其内部实时的物料堆叠状态、电化学反应进程难以通过传感器设备直接测量,导致生产状态无法被定性、定量的准确描述,成为制约提高电解槽生产效率、稳定性和使用寿命的核心难题。

针对电解工艺的“数据盲区”,知业大模型打造了智铝数据能力中心,一方面实现全域海量、多源、异构的数据快速资产化,数据提取由天级降为秒级,在收集和汇聚分子比、槽温、平均电压、电流效率、两水平、电耗、炉底压降等电解槽生产历史数据的基础上,通过提供高效、易用的数据服务,实现以数据驱动的精细化运营;另一方面,通过汇集数据资产提炼形成电解行业知识,实现电解槽槽况监控从人工值守向机器主动学习的转变,实时监测电解槽的温度、平均电压、电流效率、炉底压降等核心指标,建立电解槽运营状态实时评测模型,并对常见的异常状况进行根因分析并提供有效的解决方案指导,将隐性知识充分挖掘并转化成有价值知识产权,不断助力企业创新发展。

目前,在铝行业应用过程中,“知业大模型”已汇聚铝业32家工厂,4000+设备的数据采集,完成了覆盖电解铝、氧化铝、热电板块各工序段的数据打通,实现各类数值采集精度提升5%,为设备诊断预警、辅助智能决策提供了强有力支撑。

开发细分模型塑造生产“强引擎”

搭建数据模型是做数据分析的基础。基于最完整、全面的铝行业数据,浪潮云洲“知业大模型”有针对性地开发出多类细分场景大模型,不仅可以赋能生产各个环节,抓住生产制造核心环节的数字化转型,还建设成高水平行业数据集,切实优化了整个行业生态,促进行业转型升级。

“知业大模型”将每一个电解槽看作一个完整的生命周期过程,开展各类算法研发,动态生成电解槽计划出铝量评估、氟化盐添加量推荐、氧化铝下料间隔时间自动调整、阳极电压自动调整等多个工艺算法。基于“知业大模型”构建的铝生产全生命周期生产管控和工艺优化模型,电解槽分类异常波动率降低13%,大幅提升了槽控决策精度。

行业大模型应用的前提,首先是形成大模型的基础训练集。浪潮云洲还进行铝电解工业大模型开发,通过梳理铝行业机理知识、专家经验、操作规程、行业标准、政策法规等基础数据,构建知识文本集、问答集,形成了基于工业大模型技术的铝行业知识库。其中,通过多模态服务,还可实现用户与系统的语音交互,辅助企业开展员工培训与评测等工作,同时适用于岗位知识学习、设备检修指导、解决方案推荐等场景。

构建数字孪生增创质控“新坐标”

当前,数字孪生技术的发展驶入“快车道”,数字孪生和产业发展持续迸发出良好的“化学反应”。浪潮云洲乘势而上,探索采用工业数字孪生等前沿技术应用,基于“知业大模型”为行业构建出一个与实体铝产业相类比的“数字产业工厂”,把数字化转型升级做实、做深、做优。

在数据的“穿针引线”下,通过运用数字孪生与VR的全流程透明化生产模式,浪潮云洲着重打造厂区管理场景化概念,利用大屏展示厂区及车间内数字孪生场景,实现厂区生产的可视化。车间生产过程使用的人员、用电量、用气量、出铝量、各槽工况情况、换极出铝等操作情况都能够被统一展示。

通过建设这种集实物动态模型和虚拟仿真为一体的铝电解仿真孪生,“知业大模型”提供了集厂区运行管理、政务参观体验、协同调度、园区虚拟仿真、应急联动指挥和重大活动保障等多功能于一体的数字孪生服务,目前已完成电解铝、氧化铝厂区12平方公里的厂区数字孪生建设,实现6000余台设备、3000余项核心生产指标的实时感知、动态分析和弹性控制。根据获取的生产数据,生产人员可以快速掌握生产情况并及时优化,最终实现单槽出铝量优化1.5%,耗电量年均降低1亿kWh。

唯有真正扎根于产业内部,深入实际应用场景,推动基于业务的数据可信自由流,才能让大模型的价值真正彰显,从而赋能千行百业。“知业大模型”在铝业的成功实践,打造出典型示范效果,有利于大模型在工业领域的推广应用。

未来,浪潮云洲将更加深入发挥大模型功能,协助生产企业创新优质应用场景,赋能千行百业,推动工业数字化转型升级走深向实。