在工业元宇宙中实现绿色铝业

在工业元宇宙中实现绿色铝业

冯升华

（2023-10-11 15:05 发表于北京）

从铝土矿开采，到电解铝冶炼，到铝合金材料、零件及产品生产，直至铝材料的回收与循环利用，如何实现整个铝产业链的可持续发展？答案是：在工业元宇宙中建立整个产业链的虚拟孪生，通过数据驱动来实现绿色铝业。

本文节选自作者在上海希为（ECV International）主办的《2023中国绿色铝业国际峰会》上所做的演讲《在工业元宇宙中实现绿色铝业》。

地球的总质量约为5.97*10^24 Kg，地球整体铝元素的含量为1.59%，约合9.5*10^19吨；地壳（Earth Crust）的总质量约为2.4*10^22 Kg，铝是地壳中第三大丰度的元素（仅次于氧和硅），也是丰度最大的金属，含量为8.23%，约合1.98*10^18吨。

月壳成分中，铝占重量百分比约为8.2%。月壳主要由硅、氧、铝、镁、钙、钠、钾等元素组成，铝是其中含量较高的元素之一。据科学家分析，这是因为月球表面受到数十亿年的太阳风和陨石撞击，导致铁和镁等重元素下沉到月球内部，使轻元素铝在月壳中富集。铝是月球上最常见的金属元素，对于月球的研究和开发具有重要意义。

火星地壳中铝的含量极低，大约只有0.3%左右，远低于地球。在火星地壳中，主要的元素包括硅、铁、铝、镁、钙、钠、钾等。这种差别可能是因为火星的地质活动相比地球较少，从而导致铝等轻元素没能在地壳中富集。此外，由于火星本身的成分和演化历程与地球也有差异，二者的地球化学特征并不相同。

铝是可以无限回收利用的 ，在所有人类曾经生产的铝中，近 75% 至今仍在使用。

地球上的铝都是哪些企业生产出来的？这些企业是如何思考数字化转型的？我们经常说，工业软件是工业与软件的紧密结合，铝业也是一样。铝业企业的数字化转型是由铝业工业软件支持的，铝业工业软件与铝业企业紧密结合，一方面，铝业企业的需求不断进化，促进铝业工业软件的需求也相应进化，铝业工业软件因此不断更新，以满足企业需求；另一方面，铝业工业软件引领铝业行业的数字化转型发展，也会将其他行业所获得的先进理念和体验融入其中，循环迭代，实现铝业企业与铝业工业软件携手并进式的演进。

图中蓝色线条引领的是全球知名铝业企业，遍布全球各大洲，包括北美的RioTinto Alcan、Novelis等，欧洲的Aleris、BridgeNorth等等。

在过去40年，达索系统与全球铝业企业共同在工业元宇宙中探索绿色铝业。上个世纪八十年代初，我们考虑的是如何让铝制的零部件所见即所得，思考的是如何设计铝制零部件的几何形状，在能够满足物理性能要求的基础上更节省材料；上世纪八十年代末，考虑的是如何能实现飞机铝制零部件减重，以及如何保证在高空低温的情况下满足材料性能、疲劳强度等需求；上世纪九十年代末，考虑的是如何实现全生命周期的铝制品最具可持续性；2012年，达索系统推出3DEXPERIENCE平台，考虑的是在全方位的虚拟宇宙中，如何实现铝材料的绿色可持续；2020年，达索系统开启人体的虚拟孪生体验，以人为本，更进一步思考铝材与自然、生命的和谐。

展望未来，至2040年，达索系统与铝业企业探讨的，如何学习人类所有的工业知识、铝制品及所有产品的使用体验，基于人工智能算法，创造出最具可持续性的铝制产品，采用最具可持续性的制造工艺，实现100%铝材料的循环利用，实现铝业的产业蝶变。

工业元宇宙是一个涵盖了虚拟现实、增强现实、人工智能、物联网等技术的数字空间，将现实世界的工业生产与数字世界相融合。从宏观到微观，从星球、国家、城市、基础设施、工厂、产品、材料、原子等不同的尺度规模来看，工业元宇宙对铝业的可持续发展具有以下影响：

星球尺度：通过工业元宇宙，对地球上的铝资源分布进行精确勘探和评估，有助于合理规划铝产业的发展布局，降低资源浪费和环境污染。

国家尺度：工业元宇宙可以为政府部门提供实时的铝产业数据，帮助制定合理的产业政策和法规。同时，工业元宇宙可以促进国际合作，实现全球铝产业的协同发展。

城市尺度：工业元宇宙可以应用于城市规划和设计，优化铝资源的利用，提高城市基础设施建设和建筑等领域的铝制品使用效率。

基础设施尺度：工业元宇宙可以实时监测和优化基础设施中的铝制品使用状况，为维修和更换提供依据，提高基础设施的效率和可持续性。

工厂尺度：工业元宇宙可以实时模拟和优化铝厂的生产过程，降低能源和资源消耗，减少污染排放。同时，可以为工厂设备的维护和管理提供支持，提高设备运行效率。

产品尺度：工业元宇宙可以优化铝制品的设计、生产和销售环节，提高产品质量和性能。同时，可以促进铝制品的回收和再利用，实现产品全生命周期的可持续发展。

材料尺度：工业元宇宙可以应用于铝材料的研究与发展，通过模拟、优化材料的结构和性能，提高铝材料的环境友好性和可持续性。

原子尺度：工业元宇宙可以应用于铝原子的研究，例如，研究铝原子的化学反应特性、晶格结构等，为铝材料的改性和优化提供理论支持。

综上所述，工业元宇宙可以从多个尺度影响铝业的可持续发展，为铝业的发展和创新提供支持。然而，工业元宇宙技术的应用和发展也需要关注其对环境和隐私的影响，以实现可持续发展的目标。

从宏观到微观的思考，是基于纵向视角去思考铝业的可持续发展。而从铝业全产业链的角度，从铝土矿的开采、矿石的运输、冶炼、铝材成型、零部件加工、组装成产品、产品使用、维护维修到铝材料的回收再利用，则是从横向的视角去思考铝业的可持续发展。

铝业的全产业链包括以下环节：

铝土矿开采：铝土矿是生产铝的基本原料，开采环节是铝产业链的起点。

铝土矿选矿：开采出的铝土矿需要经过选矿过程，以提高铝土矿中氧化铝的含量，降低杂质含量。

铝土矿冶炼：经过选矿后的铝土矿进行冶炼，生产出氧化铝。这一过程通常应用拜耳法和烧结法两种冶炼方法。

氧化铝精炼：经过精炼过程，进一步提高氧化铝纯度，为后续生产环节提供优质的原料。

铝锭生产：氧化铝在高温条件下通过电解法转化为金属铝，生产出铝锭。

铝锭加工：铝锭经过铸造、轧制、拉伸、热处理等加工过程，形成各种规格和形状的铝材。

铝制品生产：铝材被应用于各个领域，如交通运输、建筑装饰、包装、电子电器等，生产出各种铝制品。

铝制品加工：铝制品经过焊接、切割、打磨、表面处理等加工过程，形成最终的消费品。

铝制品销售与分销：成品铝制品通过销售渠道，进入市场，满足各类消费者的需求。

铝废料回收：废弃的铝制品通过回收、熔炼等过程，再次转化为铝材，实现资源的循环利用。

工业元宇宙能够如何助力铝业的全产业链的各个环节实现绿色可持续：

优化资源配置：工业元宇宙能够实现各个环节的信息共享，提高资源配置效率，降低能耗和排放。

智能监控与调度：工业元宇宙可以实时监控铝业全产业链的运行状态，进行智能调度，提高生产效率，减少能源消耗和排放。

绿色生产技术应用：工业元宇宙可以推动铝业全产业链采用绿色生产技术，如清洁能源、废料回收利用等，实现绿色可持续发展。

虚拟仿真与优化设计：工业元宇宙可以进行铝制品的虚拟仿真和优化设计，减少生产过程中的能源消耗和环境污染。

培训与教育：工业元宇宙可以为铝业全产业链的从业人员提供培训和教育资源，提高其绿色生产意识和技能，促进绿色生产方式的普及。

GEOVIA 是达索系统旗下的一个地球科学软件品牌，主要为地球科学、矿产资源和环境领域提供软件解决方案。GEOVIA 可以帮助铝土矿企业实现可持续开采，主要表现在以下几个方面：

地质建模与勘探：GEOVIA 的地球科学软件能够帮助铝土矿企业进行地质建模、数据处理和分析，提高勘探效率，降低勘探成本。通过准确的地质模型，企业可以更好地了解矿藏分布和矿石品质，为矿产资源的可持续开采提供科学依据。

矿产资源管理：GEOVIA 的软件解决方案可以帮助铝土矿企业进行矿产资源管理，包括资源储量估算、矿产资源开发规划等。企业可以根据资源储量和开发计划，合理安排生产规模和开采速度，避免过度开采和资源浪费，实现可持续开采。

环境监测与评估：GEOVIA 的软件解决方案能够帮助铝土矿企业实时监测环境状况，评估矿业活动对环境的影响。企业可以根据监测数据，采取相应的环境保护措施，降低开采过程中的环境污染和生态破坏，实现可持续开采。

安全生产与监测：GEOVIA 的软件解决方案可以帮助铝土矿企业进行安全生产管理和监测，包括地质灾害预警、矿井安全监测等。企业可以通过实时监测矿井安全状况，预防和减少生产事故，保障员工生命安全，实现可持续开采。

数字化转型：GEOVIA 的软件解决方案可以帮助铝土矿企业实现数字化转型，提高生产效率和经济效益。企业可以通过数字化手段，对矿产资源开采、生产、销售等环节进行优化管理，降低成本，提高竞争力，为可持续开采提供支持。

达索系统提供的数字化平台为世界各地很多铝业公司的可持续绿色发展提供了强有力的支持。本文将通过多个案例予以说明：

案例1：SBG Bauxites de Guinee是几内亚的一家铝土矿开采公司。 该公司致力于可持续采矿实践，并通过使用 GEOVIA 软件来达成这一目标。SBG 使用GEOVIA的领域包括：

创建矿山的 3D 模型：SBG 使用GEOVIA 软件创建矿山的 3D 模型。 这些模型被用于规划采矿作业、优化资源使用。

模拟采矿作业：SBG 使用GEOVIA 软件来模拟采矿作业。 这些模拟目的在于评估采矿作业对环境的影响并识别潜在风险。

优化采矿计划：SBG 使用GEOVIA 软件来优化采矿计划。 这些计划被用于最大限度地回收铝土矿，同时最大限度地减少采矿作业对环境的影响。

GEOVIA 软件的使用帮助 SBG 实现了可持续采矿的目标。该软件帮助该公司改善了环境绩效、降低了运营成本并提高了生产力。SBG 使用GEOVIA 软件优化 Fria 矿的采矿计划，使得采矿过程中的用水量减少了 10%。SBG使用 GEOVIA 软件评估新采矿项目的环境影响，使得在项目开始之前就可以识别并减轻潜在的环境风险。SBG 使用GEOVIA 软件来提高采矿作业的效率，使得生产力提高了 5%，运营成本降低了 10%。

使用GEOVIA 软件帮助 SBG 成为一家领先的可持续采矿公司。 该公司致力于利用技术来改善其环境绩效，减少对地球的不利影响。

案例2：Jamalco是牙买加的一家铝土矿开采公司。 该公司致力于可持续采矿实践，并使用 GEOVIA 软件来帮助实现这一目标。GEOVIA 软件帮助 Jamalco 实现了可持续采矿的目标。 该软件帮助该公司改善了环境绩效、降低了运营成本并提高了生产力。Jamalco 使用GEOVIA 软件优化 Ewarton 矿的采矿计划。采矿过程中的用水量减少了 15%。

当前的铝业市场不断变化，面对激烈的竞争，较小的企业以差异化优势获得市场，而全球大型企业则从规模经济中寻求利润。无论企业规模的大小，供应链计划与优化（SCP&O）都可帮助铝业客户在严苛的市场环境下更好地生存与发展。

不少铝业企业在使用Excel电子表格、企业资源计划系统 (ERP)、制造执行系统 (MES) 或有一定计划功能的软件来管理运营。然而面对当前的市场环境，这些系统已无法全面支持铝业企业未来的发展需求。

ERP系统可以告诉我们过去发生的事情。然而面对过去单一的现实，用户没有更多的选择。MES系统可以告诉我们当前的情况，然而用户也只能获得 下一步需要做什么的指令，却无法从无数种未 来可能性中研判哪个计划最佳。即便这些系统有 额外的计划与优化功能，其智能化程度也不足以应对复杂的供应链需求。

什么是真正的计划与优化系统？它应该支持企业面向未来制定出最佳的计划与决策：它可以纳入全部产能约束、业务规则、行业规范与用户偏好；它能够100%满足企业独特的业务需求；它基于企业KPI实现对计划的优化；它能够回答“what-if”的假设性问题，一种对未来各种可能性进行设定的科学方法论，特别是与公司战略一致的未来设定；它可以实时优化运营，迅速高效地达成业务目标。

先进的供应链计划与优化系统将支持铝业企业：分析运营现状并预测未来需求，确定每个 变化对供应链所产生的影响；基于需求预测、现有库存及有限产能生成销售与运营计划(S&OP)；根据销售计划与有限产能快速响应订单最大程度提高热装率与切割成品率；轻松应对不断变化的业务规则与客户需求最小化突发事件对当前运营的干扰；分析并有效缩短交付周期；分析和控制所有计划层次的物料流向；分析不同计划对KPI的影响，以作出最佳决策，确保业务目标的实现。

达索系统DELMIA/Quintiq（坤帝科）是全球供应链计划与优化（SCP&O）软件领导品牌，通过单一平台，帮助铝业用户实现对原料、设备、人力、仓储等企业资源及采购、生产、销售、物流等业务运营环节的长期、中期与短期的计划与优化，将供应链由成本中心变革为强大的利润助推器。坤帝科的优化技术打破了187项世界纪录，借助强大的智能模型，配合极富洞察力的行业与企业解决方案层，破解多项世界计划难题。曾被Gartner评为供应链规划魔力象限领导者。

DELMIA Quintiq的全面解决方案致力于打造卓越铝业供应链。创新的供应链计划与优化(SCP&O)能够帮助铝业企业轻松应对挑战，提升效率，并在供应链的每一个环节创造最大的价值。它能够在一个统一的平台中，对人员、资源与流程实现端到端的、覆盖所有层级的计划与优化。这正是 DELMIA Quintiq供应链计划与优化软件具有的重要价值。

案例3：南非Hulamin铝业公司总经理Gerrard de Wet在其演讲《一个迷人的国家，一个充满挑战的供应链，一个成功的战略》中强调，铝业供应链是如何变得越来越不稳定和复杂的：脊状金属供应合同（固定/长交货时间）、供应中断（公用事业、材料和劳动力）、需求波动（贸易战/关税）、经济波动（外汇、利率、通货膨胀）、客户服务/灵活性（更改订单/更短的交货时间）、资本密集型（营运资本和资本支出）。

在谈到公司商业模式时，Gerrard讲到，在过去的几年里，Hulamin看到利润率不断受到挤压。他们意识到，如果他们什么都不做，只是原地踏步，随着利润率的挤压，随着南非通货膨胀导致成本的增加，Hulamin将会破产。因为Hulamin赚取的利润并没有以同样的速度增长。

Hulamin已经意识生存和成长的重要性。如果他们什么都不做，市场力量就会把价格压低。如果没有创新，他们就会倒退。因此，Hulamin已经理解了保护和优化当前商业模式的重要性。要想真正跑赢大盘，Hulamin必须着眼于新的能力、新的商业模式，使他们能够推动业务向前发展。幸运的是，Hulamin找到了一个很棒的、适合他们的策略：综合业务规划。

综合业务规划是一种战略能力。借助于集成DELMIA Quintiq规划解决方案套件，优化综合业务规划是Hulamin当前和实现未来的关键推动者。

案例4：布里奇诺斯铝业公司位于英国什罗普郡布里奇诺斯。 它创立于1864年，是世界上最古老的铝轧机企业。该公司生产各种铝制品，包括板材、板材和管材。

他们是英国最后一家仍在运营轧机的公司。轧机是一种用于压平和成型金属的机器。 这是一项非常古老的技术，很大程度上已被其他金属制造方法所取代，例如挤压和铸造。

英国其他轧机的关闭是多种因素造成的，包括能源成本上涨、进口金属使用量增加以及英国制造业衰退等。轧钢厂的关闭是英国制造业性质变化的标志。布里奇诺斯铝业之所以能够生存下来，是因为它是一家为特定市场生产高质量产品的利基（Niche）企业。

Gareth SNEYD，布里奇诺斯铝业规划经理说，就像许多企业一样，在旅程的某个时刻，面临着一个十字路口，可以看到有些事情需要改变。就布里奇诺斯铝业公司而言，这就是投资。对现有和未来市场的增长预期和对未来的投资。布里奇诺斯铝业公司的管理层制定了一个五年业务发展计划，将增加现有产品的市场份额，也进入新市场。该公司对两家原有大型工厂加大投资，引进了第二条铸造生产线，包括熔化、保温、铸造工艺；引入了第二个完全集成的生产中心，覆盖冷轧设备、精加工设备、热处理、退火以及包装和储存。

这意味着什么呢？答案是：复杂性增加了。布里奇诺斯铝业通过评估，认为企业现有系统无法应付整体生产系统复杂性，业务风险非常大。他们内部的规划系统Cispro可能无法在公司的发展中生存下来。

为了适应业务的发展，他们瞄准了系统中的三个领域。对业务整个过程进行评级，APS，和综合规划。选择达索系统的Quintiq并交付Quintiq项目，选择了Quintiq的公司规划师和计划员模块，于是他们拥有了一个更强大的规划系统。

Gareth表示，对他们来说，Quintiq项目关键的可交付成果之一是提升了公司应对业务预期、规划有针对性的市场增长、应对未来生存的战略能力。Quintiq项目使他们能够即时查看公司机器间容量负载的计划并放大到调度级别，甘特图直观地显示了机器中心的进度。“所以我们都感觉很棒。我们生活在这个体系中，每个人都很高兴”。

案例5：ELVAL集团是VIOHALCO的铝加工和贸易部门。ELVAL自1973年开始经营，如今已发展成为全球最重要的铝轧制产品生产商之一。目前是希腊唯一重点从事此行业的集团公司。ELVAL集团建有大量制造基地，其中包括位于希腊、保加利亚及英国在内的12家制造厂，这些基地生产一系列不同的铝制产品，满足食品、造船、汽车、建筑、以及印刷行业的需求。ELVAL产品中85%以上出口到全球80多个国家。

ELVAL需要做出大量复杂的计划及排程决策，每个决策都会影响企业的盈亏。这些计划之所以复杂，部分原因在于：大量大小不一的订单、产品组合复杂，合金种类及尺寸规格多样、不同生产流程(熔铸、热轧/冷轧、涂装及制箔)中的多台机器设备、多项生产规则及约束条件、难以合并冷轧生产中的铝箔卷订单等。

这一复杂状况会带来一个棘手的难题，即流程一旦出现中断，所需的计划修订工作十分费力。过去大部分计划工作都由手工完成。2014年时任ELVAL供应链管理(SCM)项目的项目经理Periklis Tsahageas说道：“主要问题是我们有生产延迟，我们曾经在交付时间及生产流程计划方面遇到很大的困难。”

“我们在采用DELMIA Quintiq软件平台之前曾尝试过多种应用，这让我们认识到如果不采用先进的软件，就无法制定准确的计划。”

Tsahageas说道：“我们一直在寻找对我们的供应链进行优化的工具，可以最大限度提高生产量、降低库存水平、提高交付业绩。”

“我们早在1996年就开始尝试采用生产计划软件，经历多次失败。因此我们希望与具有铝工厂生产计划经验的软件公司合作。”

三家公司受邀提交方案，DELMIA Quintiq因在铝行业的丰富经验而脱颖而出。ELVAL计划、生产及销售等各个部门代表均参与了方案筛选过程。

负责协调方案筛选过程的Tsahageas补充道：“我们评估了各项方案后发现，虽然DELMIA Quintiq的报价最高，但其价值更高。与其它方案相比，DELMIA Quintiq在软件开发流程评估方面得分非常高，这特别得益于DELMIA Quintiq的方法论。”

ELVAL在造访DELMIA Quintiq客户的工厂后，最终选择了DELMIA Quintiq，因为它不仅在理解ELVAL的业务及需求方面远超其竞争对手，而且实施计划完善，还可以与SAP集成。

DELMIA Quintiq于ELVAL实施的解决方案顺序依次是生产流程计划(Routing Generator)、主生产计划(Company Planner)、熔铸排程计划(Melt Cast Scheduler)、热轧计划(Hot Mill)、冷轧计划(Cold Mill)、以及箔片生产排程(Foil Scheduler)。

Tsahageas表示：“各种项目在系统上线过程中，都没有挤占机器的生产时间。”他还补充说，ELVAL的销售也在一直进行，从未间断过。他表示该行业在实施ERP后，曾因系统上线出现问题给制造商造成的损失高达1,900万欧元。

ELVAL在采用DELMIA Quintiq软件平台之后还实现了节余。Tsahageas表示，公司最初计划扩大其ERP软件的应用范围，全面覆盖成本核算所需的功能等方面。然而后来发现DELMIA Quintiq软件同样可以覆盖这些领域时，ELVAL就把这部分预算投向DELMIA Quintiq项目。

“我们的计划人员、工程师、生产部门及销售部门发现，与以前的解决方案相比，DELMIA Quintiq软件更便于用户轻松使用，他们都能轻松地上手该软件。”

如今，DELMIA Quintiq软件采用尖端的优化算法来管理ELVAL的预算核查、物料需求计划、以及有限产能计划。这些计划被用于指导ELVAL的日常生产排程。

DELMIA Quintiq系统能在整个生产过程中预计完工日期，以便通知ELVAL的客户。同样，预计交付时间也通过企业SAPERP系统向ELVAL的各个销售代表发出通知。ELVAL现在采用DELMIA Quintiq一体化计划解决方案套件，能够向客户承诺符合实际的交付日期并按照承诺日期交货。

DELMIA Quintiq系统中整合了大型生产路径统筹数据库，以管理标准生产路径、生产时间、废料退回等信息。这些信息会导入到SAP系统，用于成本核算。

ELVAL旗下生产铝箔片成品的子公司SYmetaL也使用DELMIA Quintiq软件。在熔铸排程上线时，铸造车间经理George Koimtzoglou观察到生产请求的逻辑性及可行性是如何有效改善的。

熟悉生产排程应用的相关工作人员提到该系统如何让他们实现“对空排程”，即为他们尚未实际开始的铝箔卷生产进行排程。

ELVAL自实施DELMIA Quintiq系统以来收效颇丰：积压订单下降50%以上，且一直处于较低水平；按时全额交付率(OTIF)因积压订单下降得到提升；部分产品制造周期缩短约30%；交货前的备货时间缩短幅度高达50%；库存状况及在制品库存也得到大幅改善。

Tsahageas说道：“近些年来，我们的产量每年都屡创新高。我们的积压订单量也降低至历史最低水平。“

ELVAL应用了DELMIA Quintiq解决方案后还获得了一些其它效益，包括能够轻松对计划进行修订等。产能计划能够实现人工干预（对生产路径及资源调度等进行修订），以最大限度地提高生产率并减少延迟。

DELMIA Quintiq系统使ELVAL的生产计划人员能够衡量自己的决策造成的影响，并评估替代方案。此外，生产计划决策的质量由KPI衡量。不仅如此，该系统还能在不同的职能部门间调换生产计划人员。大部分报告由用户自己创建，无需IT部门干预。

供应链及生产计划经理Petros Lambropoulos指出，生产排程应用已大幅度提高了与主生产计划的相符程度，实现了更高的按时交付率以及更低的积压订单量等目标。

Tsahageas称DELMIA Quintiq引入的订单合并概念消除了ELVAL的“噩梦”。这一概念可以让一个铝箔卷能够用于多个订单生产线，也能让多个铝箔卷能够共同用于一个订单生产线。

“我们曾经多次尝试利用半成品库存来生产成品以缩短交付时间，但鲜有成功。不过我们借助DELMIA Quintiq找到了解决方法。此外，DELMIA Quintiq还能缩短交付时间，某些产品以前需要长达12周的生产时间，现在只要4周左右就足够了。”

DELMIA Quintiq软件平台让ELVAL对生产提高了可视化，其决策支持功能可迅速对环境状况做出响应。Tsahageas说：“有时我们会面临卡车司机罢工的情况，我们能够利用DELMIA Quintiq甄别出需要用卡车交货的订单，并且在罢工前尽可能多地生产(并运送)该订单中的产品。”

ELVAL是DELMIA Quintiq的铝制品行业客户中首批在所有水平与垂直计划层面实施一体化计划平台的企业之一。Tsahageas称：“我深信，DELMIA Quintiq的技术及其实施流程（DELMIA Quintiq项目生命周期）是该软件能够成功实施的原因。它能够妥善处理此类项目中常见的难题。”

ELVAL继续在更多运营中推广DELMIA Quintiq解决方案的应用。ELVAL子公司SYmetaL使用非常专业和复杂的工艺，每年生产约5万吨铝箔片。对铝箔片退火炉进行计划一直是一大难题。好在DELMIA Quintiq解决方案效果立竿见影，据SYSmetaL公司计划工作负责人员Dimitris Pokas表示，该方案能立即准确地计算出产能。他还补充说，由此增加的产能有助于提升订单足量准时交付率(OTIF)。SYSmetaL也实施了DELMIA Quintiq供应计划(Macro Planner)项目。

全球众多铝业企业选择了DELMIA Quintiq作为企业供应链战略解决方案。

案例6：位于德国科布伦茨的 Aleris Aluminum Koblenz GmbH 是高价值轧制铝产品的领先制造商，比如线圈、板材和平板。

Aleris 选择了DELMIA Quintiq 来开发一个协作调度模型，该模型整合了各个资源的调度，以便它们有效地合并成一个单一资源。减少了工作材料，提高了机器吞吐量和资源利用率，改善了材料分配。

Aleris 生产经理 Gerd Refflinghaus 高兴地说，“通过实施此协作调度解决方案，我们的反应能力得到了显著提高，我们的员工可以更有效地工作。”

案例7：ALRO SA 是一家股份公司，于 1961 年在罗马尼亚成立。ALRO 是一家生产铝的垂直一体化集团的一部分，涵盖从铝土矿开采到获得加工产品的整个技术流程。

ALRO 是Vimetco NV 的子公司，Vimetco NV 是一家全球垂直一体化原铝和加工铝公司，在罗马尼亚、中国和非洲塞拉利昂开展业务。 铝生产能力位于斯拉蒂纳，包括电解部分、加工能力，包括铸造厂、热轧机和冷轧机、废物生态冶炼厂和挤压部分。

Alro 总经理Dobra Gheorghe 认真地说，“DELMIA Quintiq 的简化调度方法使我们能够全面了解当前情况，更好地预测需求、交付时间和潜在瓶颈，更好地应对不可预见的干扰。 提高按时、完整交付的保证也使我们能够保持客户的信任和满意度。”

案例8：Aluar 是阿根廷唯一一家原铝生产商，仅该部门的产能就将很快达到 410,000 吨，它是全球最大的原铝生产公司之一。它将 70% 的产量出口给全球制造商。

Aluar 的活动包括生产原铝，以及用于运输、建筑、包装、电导体和厨房用具的半成品和成品。

Aluar 使用DELMIA Quintiq 软件在战略和战术层面上进行规划。该软件作为 Aluar 制造执行系统 (MES) 和供应链规划及优化解决方案 (SCP&O) 重大升级的一部分进行安装，使 Aluar 能够从新的技术投资中获得最大收益。

DELMIA Quintiq 解决方案是一种战略性的多场景供应链绩效管理工具，它使 Aluar 能够更好地优化产品组合，最大程度提高产能利用率，改善客户服务，优化库存水平和消除隐藏成本。项目实施仅耗费六个月时间就在预算内按计划完成。

Aluar 软件开发部门主管 Ivone Jacobsen说， “毫无疑问，DELMIA Quintiq 在解决铝业的规划难题方面拥有最丰富的经验，该解决方案在与我们现有的Oracle ERP 系统集成取得了巨大的成功，这是一项额外的优势...”

案例9：Alunorf 是世界上最大的铝轧和重熔厂，每年运输超过 150 万吨铝。该工厂在为铝加工设立新标准方面处于行业领先地位。Alunorf 成立于 1965 年 4月，它是 Novelis 和Hydro 的合资企业。

Alunorf 现在已与 DELMIA Quintiq 合作了十二年以上，以开发和优化整个运营过程中的计划和流程。Alunorf 借助DELMIA Quintiq 的供应链规划和优化平台在效率和生产率方面取得了显著的成果，其中包括：库存水平降低 33%、产量提升 44%、实现了90% 的按时交付性能，而该数据在实施 DELMIA Quintiq 之前仅为 40%。

Alunorf 已签署一份协议，以整合其供应链中的所有计划和流程，从而与 Alunorf 的供应商和合作伙伴进行协作调度。

Alunorf 订单和产能规划主管 Sylvia Siebenhaar说， “凭借 DELMIA Quintiq Company Planner 在整个公司内提供的透明性及其分析功能，我们已开始使用关键绩效指标 (KPI)：交付性能、交付周期和库存。”

案例10：AMAG Rolling 制造高质量轧制铝产品。AMAG Rolling 因其高标准和创新而成为领先的轧钢厂，这些因素使得该制造商能够提供符合最严格规范的产品。

2007 年，AMAG Rolling 选择了 DELMIA Quintiq 的供应链规划和优化平台，以规划和优化其热轧厂。之所以选择 DELMIA Quintiq，是因为它能够支持 AMAG Rolling 实现其在质量、灵活性、开发和创新领域的目标。DELMIA Quintiq 专家团队开发了一个特定解决方案来满足需求。通过与奥地利咨询公司 Maul & Partner 合作，DELMIA Quintiq 在不到九个月的时间内实施了该解决方案，其中包括与现有 SAP 系统的完全集成。

AMAG 运营经理 Anton Zierhut 说，“很明显，选择 DELMIA Quintiq 解决方案是正确的决定。我们收获了许多好处。看来，高科技专业知识、创新和智能流程相结合，可以实现的不仅仅是降低成本。我们也在创造价值并增强我们的竞争力。”

案例11：成立于 1992 年的ASAŞ 如今是土耳其铝业中最具活力的公司之一，它跻身土耳其 500 强企业之列。ASAŞ 在阿达帕扎勒的阿克亚泽镇运营了先进的生产设施。其产品广泛应用于各种行业，包括汽车、电子产品和运输。

ASAŞ 将其总产量的 55% 出口到全球超过65 个国家/地区。ASAŞ 于2014 年建成了一座绿地扁轧厂，并开始寻找合作伙伴，ASAS希望该合作伙伴能帮助它按时生产大量扁轧产品，并提供一流的客户服务。之所以选择 DELMIA Quintiq，是因为它在铝轧制方面具有丰富的专业知识，而且它清楚地了解如何在当下和长期优化新工厂的规划和调度。

ASAŞ Alüminyum 总经理 Safa Bayar Yavuz 证实，“考虑到该软件平台能够处理订单组合和管理复杂的活动，DELMIA Quintiq 无疑是我们的理想选择。我们对其涵盖规划的战略、战术和运营层面的能力感到惊叹。该团队的全情投入和灵活性也使我们相信，DELMIA Quintiq 是我们公司的最佳选择，因为我们致力于成为欧洲领先的铝生产商之一。”

案例12：Assan Aluminyum 是 Kibar Holding A.S. 的子公司，是土耳其最大的 50 家公司之一，并且是平轧铝产品领域的领导者。Assan Aluminyum 实施了 DELMIA Quintiq 供应链规划和优化解决方案，以安排 7 个带坯连铸机、冷轧机、箔轧机和下游活动。

该计划在 Tuzla 工厂分三个阶段推出。第一阶段是为卷板、板材和箔材规划所有传入的原材料和生产流程，并创建所有作业订单。第二阶段是安排这些作业订单并优化操作。第三阶段使用 DELMIA Quintiq 软件生成到期日期，并提前 1-3 个月创建生产计划。

Assan Aluminum 总裁 Mehmet Kahya说，“Assan Aluminum 的愿景显然是成为一家需求驱动型公司，以及将整个企业范围的流程转变为更加以客户为中心的策略，同时降低成本和提高盈利能力。通过部署 DELMIA Quintiq，我们希望提高敏捷性以响应客户不断变化的需求，并且能够通过减少库存和处理成本，在供应链中实现显著节省，同时提高工厂产出。”

Assan Aluminum项目实施后，公司产出增加 10%、交付性能提高 20%、产量已显著提高，因为无需额外的原材料输入来提高产量。

案例13：Constellium（前身为 Alcan）是铝土矿、氧化铝和铝的全球供应商。它还为广泛的市场和应用生产铝产品。Constelium 有三个部门，分别代表该公司的三个主要关注领域：全球航空、运输和工业（全球 ATI）、特种板材、压出成型加工和汽车。Constellium 拥有 9,000 多名员工，2011 年创造了36 亿美元的收入。Constelium 在德国、瑞士和法国的基地使用 DELMIA Quintiq 供应链规划和优化平台。其流程和机器经过优化，可提高效率和利用率。

战略采购 IT 经理Carlos Cruz 说，“我们之所以选择 DELMIA Quintiq，是因为他们具有一流的软件技术，并且深入了解我们的业务流程。DELMIA Quintiq 已在 Constellium 轧厂实施 APS 解决方案多年，我们已经取得了良好的业务成果。DELMIA Quintiq 无疑是供应链规划和生产优化解决方案方面的可靠合作伙伴。”

案例14：Hydro 是全球第三大集成铝材供应商。公司总部位于挪威，在 40 个国家/地区拥有23,000 名员工。Hydro 每年生产一百万吨轧铝产品。

多年来，DELMIA Quintiq 已为 Hydro 的制造厂提供了各种规划解决方案，包括战略网络优化、销售和运营规划、可用承诺量和能力承诺量功能、有限产能规划、短期规划和事件管理。

Hydro 金属与资源规划主管 Michael Wimmer 博士说，“DELMIA Quintiq 项目在缩短交付周期和控制库存方面非常有用。”

案例15：Logan Aluminum Inc. 生产铝板产品，包括刚性容器板、建筑产品、汽车板、分配器板和食品罐。它由 ARCO Aluminum Inc. 和 Novelis Corporation 共同拥有。Logan 拥有一流的制造设施，在铰接铸件、热轧、冷轧和抛光的操作区域配备了现代高速设备。

Logan Aluminum 实施 DELMIA Quintiq 供应链规划和优化解决方案的具体目标是，通过提高整个供应链的可见性和实现自动规划来全面优化其工厂。

通过这种方式，Logan 将能够更高效、更可靠地满足客户需求和最后期限，降低库存水平和最大程度地提高产能。它还寻求解决一个更重要的规划限制：根据合同协议分配产能。

Logan Aluminum 材料经理 Candy Hardiman说，“许多软件供应商告诉我们，他们可以为我们的合资企业需求建模，但 DELMIA Quintiq 是第一个使用我们的实际数据在概念验证中成功证明这一点的供应商。”

案例16：Ma,aden Aluminium 是高质量的原始和轧制产品解决方案的供应商。它是沙特阿拉伯 Ma’aden的子公司，运营着世界上最大、最高效的垂直集成铝合金生产基地之一。为了实现目标，Maaden Aluminum 公司需要从数量驱动型产品规划转变为需求驱动型产品规划。除此之外，他们还需要能够集成内部规划流程、改善信息流和支持最佳决策的规划软件。

他们选择了 DELMIA Quintiq 来满足 Maaden Aluminum 的需求，因为DELMIA Quintiq具有平台可扩展性、优化功能和成功的业绩。此外，Ma，aden能够从更好的供应链可见性中获益，识别和纠正生产中的瓶颈并有效处理中断 - 所有这些都着眼于规划决策将如何影响 KPI。

Maaden Aluminum 铝战略业务部高级副总裁 Tom Walpole 说，“我们之所以选择 DELMIA Quintiq，是因为它是供应链规划和优化方面的领先专家，在铝行业拥有骄人的业绩。DELMIA Quintiq 在一周的实地挑战中已证明，他们了解我们的难题，并能在很短的时间内为我们构建规划解决方案。”

案例17：Novelis Inc. 是一家市值 80 亿美元的公司，它是一家跨国集团的母公司，该集团在铝材和包装行业的多个领域开展业务。Novelis 的独特优势在于其遍布 12 个国家/地区的广泛运营网络，拥有12,500 名专职员工、全球客户群、创新产品和先进技术。

多个 Novelis 办公地点选择了 DELMIA Quintiq 的规划和调度解决方案。除实施了战略规划解决方案的 Novelis Europe 外，在欧洲五个工厂的 12 个生产区域还运用了中期和短期规划解决方案。Novelis 在美国和加拿大的工厂使用 DELMIA Quintiq 优化其运营。优化后的好处包括：按时生产率提高 45%、库存周转率提高 20%、积压减少20%。

Novelis Europe 供应链流程副总裁Procyon Mukherjee说，“这向着实现我们的愿望迈出了坚实的一步，即在 Rolled Products 供应链中就交付表现制定行业标准。目标还在于通过由 DELMIA Quintiq Company Planner 设计的闭环决策支持系统，同时改善库存周转。”

Novelis 副总裁兼总经理 Buddy Stemple说，“DELMIA Quintiq 是实现卓越成果的推动因素。它允许您衡量多个 KPI 并推动关键 KPI 的改进。迭代开发流程对于拥有该系统的Novelis 至关重要。DELMIA Quintiq 所做的每一步都超出了我们的预期。”

铝在所有元素中是循环利用率最高的材料之一，是100%可循环利用的材料，并且在整个循环处理过程中性能和质量方面均不会损失。甚至有人说，迄今为止，人类最早冶炼的铝，还在使用中。

以废铝饮料罐（UBS，Used Beverage Can）为例，铝饮料罐的循环利用可以是一个闭环的循环过程，即材料来源是饮料罐，最终的产品仍然是饮料罐。我国UBC的回收率达85%，是世界上回收率最高的国家之一。回收的UBS如果能够还原为3004铝合金，就能够避免铝的降级使用。

在铝业元宇宙中，我们可以验证完整的铝循环经济模式。正如达索系统和建筑师Arthur Mamou-Mani在伦敦设计博物馆的Aurora项目演示的那样，在电脑中设计出产品，用3D打印机利用循环材料打印出来。如果产品用旧了，就直接破碎成原材料，再送回3D打印机的材料箱。

图：各种对电解铝惰性阳极的表述（来自谷歌搜索）

1886年，美国大学生霍尔和法国大学生埃鲁几乎同时独立发明了铝的电解熔盐提取工艺，并分别取得了专利。两年之后，霍尔建设的铝厂投产，并生产出了原铝。自此以后，人们把这种冰晶石–氧化铝熔盐电解法称为霍尔–埃鲁法。

在这个过程中，氧化铝（Al2O3）和冰晶石（Na3AlF6）混合物作为电解质，通过熔盐电解将铝矾土（Al2O3·3H2O）中的铝离子还原成金属铝。这一工艺过程确实存在较高的碳排放问题。

理论上，采用惰性阳极可以实现氧化铝的直接还原，不会排放CO2。大约在2006年，25kA惰性阳极电解槽采用金属惰性阳极进行生产，从而证实了采用惰性阳极这种方法是可行的。

2019年，美国铝业和力拓成立的合资企业Elysis公司生产出了世界上首批零碳排放的原铝。大约在前后相差1年或更长些时间内，俄罗斯联合铝业公司和海德鲁铝业公司也分别生产出零碳排放铝。

铝业对惰性阳极技术的追求，不亚于材料学上对常温常压超导材料的追求。在惰性阳极技术的实现方面，多尺度多学科建模与仿真技术功不可没。

3DEXPERIENCE 可以通过多种方式帮助实现惰性阳极铝电解技术：

设计和优化：3DEXPERIENCE 可用于设计和优化惰性阳极结构。 这可以通过使用 3D 建模和模拟来研究熔融铝的流动和阳极表面的电化学反应来完成。

材料选择：3DEXPERIENCE BIOVIA 可用于选择惰性阳极材料。 这可以通过使用3D材料建模和仿真来研究不同材料在铝冶炼的恶劣条件下的性能来完成。

工艺仿真：3DEXPERIENCE DELMIA可用于模拟惰性阳极的熔炼过程。 这可以通过使用 3D 工艺建模和仿真来研究阳极、熔融铝和电解质之间的相互作用来完成。

正如著名科幻作家威廉·吉布森所言，未来已来，只是分布得还不太均匀。对于未来铝业的发展，我们需要打造基于虚拟孪生体验的可持续铝业元宇宙，并在这个元宇宙中去验证各种可能性、优化各种方案、预演各种场景，最终将其中最具可持续性的、给消费者带来最佳体验的产品在现实世界中予以实现。

2023中国绿色铝业国际峰会由上海希为（ECV International）主办，本届国际峰会以“双碳”目标下的铝业发展为主题，结合最佳案例和实践分享，探讨绿色铝业发展路径和最新技术，致力于打造一个绿色可持续的铝行业，助力中国实现“碳中和”目标。

正如会议官方介绍，铝行业属于能源高度密集型行业，我国原铝产量自2001年以来一直占据世界首位，连续7年产量占比超过全球50%。与国际先进铝生产企业相比，我国铝生产企业单位原铝碳排放强度是欧盟铝排放强度的3倍，全球平均排放强度的1.11倍，这直接导致了我国铝生产企业的能源成本高于国际其他先进企业。

我国铝业向绿色低碳零碳转型的需求已日益紧迫。随着中国“双碳”进程的加速推进，低碳绿色发展蔚然成风，绿色铝业将会是未来的大势所趋和行业发展的必然选择。打造全产业链的铝业虚拟孪生体验，是实现绿色铝业的必由之路。

（制造元宇宙转载）