向“新”而进，向“智”而行-高端铝合金开发与智能制造技术前沿实务

一、开场破冰和课程定位

1）参训者岗位来由和业务情况速览（交流扫码调研）

2）课程整体轮廓和研习标的说明

二、从业界布局到公司变局

1）新材料集团合金分公司的转型升级之路：从7米扁铸锭试车到首批铸轧卷发货的要害突破

2）年产43万吨铝基新材料项目和“黑灯工厂”3.2亿改造规划的方略意义

交流情境01：“我的岗位离智能化有多远”——参训者扫码完成一份简短岗位智能化现况自评问卷，生成可视化雷达图，直观呈现队伍在材料研发、熔炼铸造、质量将控、生产管控等等环节的数智化成熟度分布

一、国内外高端铝合金材料演进现况和趋势

1）航空铝合金的“上限”和“新赛道”

• 全球航空铝合金市场规模2025年约109.6亿美元，具体来看，预计2032年达158.7亿美元

• 7xxx系和2xxx系铝合金作为航空航天要害轻质结构材料，正面临性能瓶颈突破的迫切诉求

• 中铝材料院和一飞院、中航西飞等等单位成立航空铝材研制运用联合技艺中心

• 西南铝业已累计为C919提供近600吨高性能铝合金材料，运用于机翼梁、肋、机身框等等要害承力部位

• 低空经济崛起：2025年低空经济铝材消费量预计突破125万吨，往细里说，市场规模达320亿元

2）汽车轻量化铝合金的爆发式增长

• 高强度铝合金全球市场2025年461.8亿美元，落地时，预计2031年达746.8亿美元

• 全球首创一体式低压铸造全铝承载大车架技艺发布，已运用于比亚迪仰望U8L

• 理想汽车联合诺贝丽斯研发突破性铝合金材料，落地时，屈服强度接近传统铝合金的3倍

• 铝合金一体化压铸、铝基轻量化平台成为业界主流技艺路径

3）高纯铝和高端铝基新材料的方略价值

• 中国有研成功研发高性能“高镁轻强铝”，从实践看，密度下降5%-10%，运行层面，成本下降15%

• 高强高韧铝合金被列为“十五五”重点演进的先进基础材料

二、铝合金成分规划和性能精进前沿技艺

1）从“试错”到“计算”的办法论变革

• 传统“炒菜式”合金研发的周期长、成本高困境

• 资料驱动和AI辅助合金规划的新范式

2）机器研习在铝合金规划中的前沿运用

• 物理冶金带出的机器研习用于7xxx系合金强度-塑性协同精进

• 图注意力网络和物理冶金学识图谱融合的铝合金规划轮廓

• 可解释机器研习预测铝合金激光粉末床熔融拉伸性能

• 资料驱动的Al-Si合金多标的逆向规划办法

三、铝合金熔炼，铸锭以及铸轧工艺最 新进展

1）熔炼环节的智能化升级

• 俄铝引入AI神经网络监控系统，精确管控铝熔体制备中多达20道复杂工序

• 铝合金锭生产线配备数智化熔炼炉组，要害装置数智化率超60%

2）铸锭和铸轧工艺突破

• 榆林新材料集团合金分公司7米铝合金扁铸锭试车成功，实操中，铸造进程三次取样拆解成分全部达标

• 年产10万吨铸轧带材项目锚定“高端化、绿色化、智能化”标的

• 铸轧工艺相比传统生产模式大幅降低能耗和污染物排放

• 真空双辊铸轧技艺可生产厚度1mm-7mm的高品质铝合金板材

四、铝基新材料运用情境和业界化路径

1）航空航天：机身结构件、机翼壁板，起落架等等核心部件

2）新能源汽车：一体化压铸车身，底盘结构件、电池托盘、电机壳等等

3）3C电子：笔记本外壳、智能手机中框等等精密结构件

4）低空经济：无人机机身，机臂等等轻量化部件

标杆实例01：西南铝业——从国产大飞机到新能源车的“点铝成金”之路

西南铝业作为国内航空航天铝材的龙头公司，已累计为C919提供近600吨高性能铝合金材料。公司构筑了覆盖熔炼、铸造、轧制、热处理全流程的高端铝合金生产本领，2025年服务国家方略的高端货品产量同比增长11.5%。核心心得：以国家重大工程诉求为牵引，构筑“材料-工艺-装备”一体化研发架构，达成从基础铝材到高端航空铝板的系统性本领跃升。在智能化方面，西南铝业纵深推进数智化转型，AI视觉系统已周全融入生产各环节，构筑起覆盖全流程的智能化生产架构

交流情境02：“假如我是合金规划师”——分组情境上手：给定航空某结构件的性能要求（强度≥550MPa，延伸率≥8%、耐疲劳），各组碰头合金架构选项（2系/7系/新合金）、成分精进方向、推荐工艺路线，呈报方案、实地点评

一、业界数智化转型宏观趋势

1）政策驱动

• 工信部批准《有色金属业界数智化转型成熟度评核》业界准则

• 有色金属业界数智化转型形成技艺引领、情境突破、生态协同的演进态势

• 有色金属业界首个大模型“坤安”面世，包含百亿级业界资料和专精学识

2）业界转型路径

• 从矿山开采、冶炼加工到公司管控全环节的数智化探索

• 5G+工业互联网在有色金属业界的深度部署

• “机器智能+工业互联网”融合路径成为业界共识

二、标杆实例深度剖析

标杆实例02：中铝东轻——70年老厂的数智革命

（1）转型来由

（2）施行路径

• 顶层规划

• 自主改造

• 系统集成

（3）施行成效：

（4）可复制心得

标杆实例03：兴发铝业——5G全连接工厂的业界标杆

（1）转型来由

（2）施行路径

• 技艺底座

• 系统架构

• 资料平台

（3）施行成效

（4）可复制心得

三、转型挑战和化解打法

1）资料孤岛问题：传统生产管控中资料孤立、拆破解策滞后

2）英才和技艺缺口：既懂铝合金工艺又懂数智化技艺的复合型英才短缺

3）投入产出平衡：智能化改造的短期投入和长期收益的平衡

4）化解打法：分步施行、标杆引领、“一企一策”精准施策

交流研讨03：“对标标杆找差距”——参训者分组碰头：对比东轻和兴发铝业的转型路径，就一线经验说，我们在哪些环节最有改进空间？每组提炼3个核心差距点并分享

一，工业物联网和资料采集

1）工业物联网的技艺架构

• 感知层：传感器、智能仪表，RFID

• 网络层：5G、工业以太网、实地总线

• 平台层：资料采集和监控系统（SCADA）、工业互联网平台

2）铝合金生产中的资料采集实践

• 熔炼炉、光谱拆解仪等等装置实时采集资料支撑智能监控

• 5G装置资料采集打破传统网络局限，达成稳定高速传输和远程实时监控

二、MES系统和生产进程管控

1）MES系统的核心功能

• 生产排产和调度、质量管控和追溯、装置管控和维护、绩效拆解和报表

2）MES在铝合金公司的运用

• 东轻MES系统达成生产资料实时传入，在实际应用里，差事自动分发

• 顺丰铝业智能化车间达成装置100%联网，具体来看，MES全程监控可追溯到每个零件的加工状态

• 兴发铝业借助ERP、CRM、MES、WMS等等系统构筑多维管控决策平台

三、数字孪生和智能决策

1）数字孪生的概念和价值

• 物理世界和数字世界的实时映射和交互

• 东轻“数字孪生”架构覆盖全链条

2）AI赋能智能决策

• “大禹铸器AI革新平台”：构筑铝加工全流程数字孪生系统，具体来看，使铝合金成材率和铸件合格率大幅拉升

• 金钼股份“DeepSeek+Python+智能体”架构：智能规划排产引擎，自动化报表生成系统、异常预警中枢三大模块

• 日报生成效率拉升80%以上，系统资料准确度达99%

标杆实例04：洲一铝业——5G+AI驱动的智慧工厂

（1）转型来由

（2）施行路径

• 5G网络底座

• AI表面缺陷质检

• 热光学在线非接触湿膜厚度测量

• 自动化称重系统

（3）施行成效

（4）可复制心得

实战工作坊01：AI+铝合金生产情境规划

工作坊标的：分组规划至少一个AI技艺在铝合金生产中的运用情境，形成可落地的初步方案

工作坊流程：

• 步骤一：选项一个生产环节（熔炼成分将控/铸锭质量检测/挤压工艺精进/热处理参数调控/表面缺陷检测）

• 步骤二：运用“问题-资料-算法-价值”四步法规划AI运用情境

• 步骤三：各组呈报情境规划方案（3分钟/组），点评和技艺可行性评核

抓手提供：AI运用情境规划模板（含问题定义、资料诉求、算法选项建议、预期收益估算等等维度）

一、“材料基因组”和智能研发

1）资料驱动的材料研发新模式

• 从“心得试错”到“计算预测-实验验证”的范式转变

• 材料资料基础设施赋能AI for Materials

• 中铝材料院“数智化研发”培训架构：业界专家和院内主力“双轮驱动”

2）AI辅助合金规划的实操办法

• 资料采集和清洗：整合历史实验资料、生产资料、文献资料

• 特征工程：提取成分、工艺、性能要害特征

• 模型训练和精进：机器研习/深度研习模型构筑

• 预测和验证：性能预测→实验验证→模型迭代

二、智能生产和新材料开发的协同制度

1）研发-生产资料闭环

• 实验室资料→生产参数精进→货品性能反馈→研发迭代

• 东轻“生产执行系统，检化验系统、高级排产系统深度集成”模式

2）柔性制造和迅速试制

• 智能化产线支持小批量、多品种迅速切换

• 数字孪生辅助工艺参数迅速精进

三、榆林新材料集团的融合实践和机遇

1）现有基础：煤电铝一体化业界闭环，铝液直供下游，每吨铝减少重熔损耗200元

2）研发架构：“科学家+工程师”“工程师+革新队伍”双轮驱动，从实践看，36个在研项目获12项专利

3）升级方向：从“煤-电-铝-材”一体化向“煤-电-铝-材-智”融合演进

交流情境04：“资料驱动的合金精进还原”——采用简化版在线抓手（或者Excel模板），输入几组铝合金成分和工艺参数的历史资料，借助预设的简易机器研习模型迅速获得性能预测结果，直观体验“资料→模型→预测”的AI辅助研发全流程

一、数智化转型的通用办法论

1）现况评核：数智化成熟度诊断（参考《有色金属业界数智化转型成熟度评核》准则）

2）标的设定：分阶段标的（6个月/1年/3年）

3）路径规划：基础设施→单项运用→集成拉升→革新引领

4）保障制度：组织、英才、资金、制度四维保障

二、铝合金公司的典型转型路径

1）第 一阶段（基础建设）：装置联网和资料采集（要害装置数智化率标的≥60%）

2）第二阶段（系统集成）：MES/ERP/SCADA系统部署和互联互通

3）第三阶段（智能精进）：AI运用、数字孪生、智能决策

4）第四阶段（革新引领）：资料驱动的材料研发、业界链协同

三、陕西有色金属集团铝合金分公司的转型思索

1）现有优势：煤电铝一体化业界链、43万吨铝基新材料项目产能基础，扁铸锭和铸轧卷试产成功

2）已有布局：铸造车间“黑灯工厂”3.2亿改造规划

3）要害问题研讨（分组碰头）：

• 在高端铝合金开发中，哪些环节最急需AI技艺赋能？

• “黑灯工厂”改造中应优先突破哪些要害技艺节点？

• 怎样构筑研发和生产的资料闭环制度？

实战工作坊02：拟定分公司数智化转型行动清单

工作坊标的：每组产出一份针对分公司实际的可执行数智化转型行动清单（3-5项优先行动）

工作坊流程：

• 步骤一：各组基于全天所学，运行层面，识别分公司3个最紧迫的转型切入点

• 步骤二：针对每个切入点，明晰“做什么-谁来做-何时做-怎么做”

• 步骤三：各组呈报行动清单，全体投票评选“最具价值行动方案”

抓手提供：数智化转型行动清单模板（含优先级评核矩阵，资源诉求评核、隐患提示等等维度）

一，全天核心要点回顾

1）高端铝合金材料的三大趋势：航空高性能化、汽车轻量化，AI驱动研发

2）智能制造的四大要害技艺：工业物联网，MES系统、数字孪生，AI赋能

3）转型的三条核心路径：标杆引领、分步施行、资料驱动

二、《高端铝合金开发和智能制造技艺升级行动实践指南》发布

包含以下核心模块：

模块一：现况自评抓手——基于业界准则的数智化转型成熟度迅速自评表，涵盖装置数智化率、系统集成度，资料运用水平、AI准备度四大维度

模块二：优先行动清单模板——含优先级评核矩阵（紧急性×可行性×影响度）、资源诉求评核表、隐患提示清单，参训者可直接用于向公司提交转型建议

模块三：要害技艺选型参考——MES系统选型评核要点、AI运用情境优先级排序办法、资料采集基础设施建设路线图

模块四：标杆公司对标表——东轻、兴发铝业、洲一铝业三家标杆公司的转型路径、要害举措、施行成效对比一览表，便于参训者持续对标研习

模块五：研习资源和行动规划——推荐阅读清单、后续研习路径建议、30天/90天个人行动规划模板

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珀菲特顾问|蔺军老师