面向有色行业的智能制造运营管理平台.docx

面向有色行业的智能制造运营管理平台基于工业互联网平台的业务优化和模式创新一、项目概况本项目是在复晟铝业原有装备工艺智能化的基础上，通过打造“纵向集成， 横向贯通”的锦江集团云平台，构建全方位智能制造体系架构，解决企业生产管控平台缺失、厂级自动化优化系统缺失问题的同时，升级改造公司各工艺段自动化，实现设备管理及预测性维护系统提升，完成复晟铝业智能制造顶层设计及实施，从而打造氧化铝行业智能制造标杆1. 项目背景（1） 企业背景复晟铝业发展面临以下几个突出问题与需求：a 生产管控平台缺失、厂级自动化优化系统缺失；b. 各工艺段有自动化升级改造空间；c. 设备管理及预测性维护需要系统提升2） 行业背景工信部编制发布了《有色金属工业发展规划（2016－2020 年）》，提出“以加强供给侧结构性改革和扩大市场需求为主线，以质量和效益为核心，以技术创新为驱动力，以高端材料、绿色发展、两化融合、资源保障、国际合作等为重点， 加快产业转型升级，拓展行业发展新空间，到 2020 年底我国有色金属工业迈入世界强国行列”3） 项目的可行性与优势锦江集团高层对智能制造战略方向已经达成共识且高度重视，复晟铝业装备工艺智能化有所布局，具备良好的智能化实施基础。

2. 项目简介本项目从氧化铝生产全流程出发，进行智能工厂集成，通过规范信息化和工业化应用，将传统的生产流程、工艺流程与信息化系统相结合，立足于基础业务、着眼于管理提升、放眼于智能生产，形成集全流程监视、全过程控制、全方面分析、全环节跟踪的管理系统，构建新一代工业大数据平台和智能制造运营管理平台（MOM）图 1 有色金属流程型智能制造建设路径主要分为以下几个实施阶段：（1） 智能制造顶层规划项目：根据企业痛点，完成从设备层、控制层、执行层、运营层、决策层的整体规划；（2） 机房扩建项目：根据网络规划、新建信息化及自动化项目，增加相应机柜、交换机、中心路由器、散热系统、不间断供电系统等；（3） 网路规划及信息工控安全项目：对工厂整体信息化办公网络及工控网络进行整体规划、布局和设置，保证稳定性及冗余性，增加系统和安全设备，对VPN 设备进行两网及信息交互隔离；（4） 数据标准化项目：提供统一、标准化的对外数据接口，可为多个系统提供源数据，实时监控生产情况，所有系统数据同一平台呈现，所有报表自动生产，数据源统一，实时环保报警；（5） 工艺自动化控制项目：增加自动控制系统、防碰撞传感器、三维扫描器等自动化装备；（6） 设备 EAM 管理系统项目：通过传感器信号预测设备故障类型，完成设备相关全部信息采集、梳理、备品备件、工单流转等；（7） 集成管控平台项目：通过工业互联网无线传感器、采集器、数据服务器，对高温高湿环境下的重型设备运转数据进行层层透传，互通 DCS 服务器大数据，同时整合执行层 ERP、MOM、PLM 等多级数据，最终实现企业现场控制层、操作管理层、企业协同层的扁平化管理；（8） MOM 生产运营管理项目：以物联网、云计算、大数据等信息技术为支撑控制系统，自动采集设备运行状态及生产全流程数据；（9） 大数据分析系统项目：依托生产业务模型、专家经验，建成生产执行平台，实现各控制和监控系统的智能化管理。

3. 项目目标（1） 打通各系统之间的数据流程，实现互联互通，形成完整、操作性强、且对智能工厂建设具有指导性的集成框架和标准；（2） 通过研制智能工厂集成标准并推广应用，实现智能制造所要求的横向集成和综合集成，满足企业甚至是行业产业链生产、质量管理全过程自动化、生产进度可视化、信息化系统持续发展的需要，实现氧化铝产业生产过程信息系统和过程控制系统无缝对接；（3） 提高企业运营管理水平、提高设备利用率、提高产品生产效率，打造氧化铝智能制造标杆二、项目实施概况该项目利用华制智能工业互联网平台优势，借助华制智能自主研发的“一平台多应用”体系产品，导入工业自动化优化控制项目、机房扩建项目、实时数据库项目、设备预测性维护系统及设备 EAM 管理系统、MOM 制造运营管理项目等，为复晟铝业构建全方位智能制造体系架构，解决了企业数据交互不畅、机房容量不足、网络故障无从监控处理、工控控制存在风险等痛点1. 项目总体架构和主要内容有色金属智能制造模型参考工业互联网体系架构，制定了工业互联网总体方案，从基础架构、现场、控制执行、管理 4 个方面进行了规划，如下图图 2 有色金属流程型智能制造总体方案（1） 基础架构层包括办公网络、工业网络和无线网络规划。

为系统提供基础硬件网络系统及系统软件支持，是企业构建信息化、智能化的基础2） 现场层用以实现智能装备，包括 DCS 控制系统、集中控制、局部多变量模型动态智能控制（APC）规划通过智能装备实现生产数据的自动采集、分析，并充分利用智能机器人降低人工成本，提升工作效率图 3 智能设备管理平台通过传感器将核心设备数据采集，可以准确预测设备运行状态，实现对异常设备的预警和故障的精准定位，并根据当前运行工况事先进行设备故障劣化趋势预判，实现检测、远程监控与故障诊断图 4 基于模型的预测控制 APC（4） 控制执行层用以实现智能生产，包括 MES 生产控制、生产建模仿真决策、人事测评互联、配电室智能温控点巡检、设备点巡检、互联管控系统、企业一卡通、客商物联平台系统规划从业务集成、设备集成、生产过程集成等关键环节出发，搭建制造运营管控平台（MOM）、虚拟工厂集成平台、质量管理集成平台，实现氧化铝智能工厂全部业务流程模拟通过构建企业综合自动化建设的中枢系统，为企业提供生产过程透明化管控， 提高生产效率、产品质量，降低能耗物耗及生产成本该方案具有很强的复制性， 可广泛应用于有色金属行业智能化车间建设图 5 生产运营管控平台 MOM（5） 管理层用以实现智能管理，包括 ERP、NC 用友财商管理、OA 办公、人力 HER、商务采购招标平台系统规划。

2. 网络、平台或安全互联架构图 6 有色金属智能制造平台网络架构三、下一步实施计划计划 1：实施无人值守地磅项目，通过建设无人地磅值守系统、客商平台系统、APP 系统，配合硬件设施，完成原料进厂、成品出厂的无人信息流转系统，实现客商平台与 ERP 信息交互，完成订单信息采集与采样系统、实验室系统信息交互及验证解决人员监控及计量存在人为因素影响、不同供应商的批次和样本存在等待情况、车辆插队造成车辆堵塞的问题计划 2：图 7 无人值守称重系统构成实施全自动取样、制样、合样、送样项目采用机器人自主无人巡航定位方式实现采样的公正客观性；采用自动合制样机完成自动合制样；采用集放线完成样品由料厂至质检厂的流转消除所有人为干扰因素、提高工作效率、增加车辆送料时间和样、制样、送样完全自动化，提高工作效率降低工作强度计划 3：图 8 自动取样、制样、合样、送样系统构成实施无人化实验室项目，通过自动称重、自动融样、机械臂协同抓取样本， 完成检测仪器自动测量，测量结果自动流转系统建设行业标杆，提高工作效率， 完成化验室固相操作，解决人力资源浪费等问题计划 4：图 9 无人化实验室系统构成建设自动包装码垛系统，按照预订方式完成码垛垛形。

装车根据订单，机械装置自动完成完成堆取料机全自动化，人工只需监控故障和预警，只在故障下人工干预，其他运行工况下设备全自动运行，提高工作效率图 10 自动包装码垛系统构成计划 5：建设工艺自动优化系统项目，通过先进控制算法，完成最佳参数设定值设定， 解决人工控制不够精准、全流程工艺衔接不够完善、未达到最佳工况的痛点，实现全流程工艺自动化控制最优、工艺设定值最佳、控制稳定、控制平稳、效益最优图 11 工艺自动优化系统构成四、项目创新点和实施效果1. 项目先进性及创新点（1） 无码智能工厂平台（免代码构建应用）摒弃传统企业应用系统由于发展时间不同步产生的高耦合、高冗余、低集成的弱点，将系统还原为小颗粒度的业务功能集，根据客户需求对业务功能进行定制和构装，打造完全量身定做的高集成度协同方案2） 生产运营管控平台 MOM生产运营管控平台 MOM 是根据客户的发展战略，结合生产管理现状，借鉴国内外成熟的行业经验建立统一的信息管理平台图 12 MOM 系统整体功能构架该平台可提升企业生产管理水平，实现设备自动化向软件智能化的无缝链接、企业资源信息的有力整合、企业信息由孤岛化向一体化的跨越和生产过程可追溯 化管理。

3） 预测性维护系统检测预测性维护项目，每个周期会对关键设备进行设备故障预测，2017 年 1 月报告中，发现磨机的震动及温度出现异常，趋势曲线出现异常波动，判断磨机出现不“对中”的情况，给相关设备维修人员提供数据报告，并告知按照预测报告及时准备备品备件，安排检修，切换设备机调整生产，避免由于设备非计划停车和间接生产而引起的减产损失达几百万元项目投资不到五十万元，效果显著，投资回报率极高下图为现场维修技术人员为项目写的确认函图 13 现场检修反馈3. 实施效果：高质量、高效率、低成本、低能耗本项目将复晟铝业打造成为氧化铝行业智能制造标杆，并将该模式推广到了锦江集团其他下属企业，达成了以下项目成果：（1） 设备 100%互联：打通设备孤岛、实现底层数据采集上传；（2） 数据标准化：解决系统建设独立、功能兼顾性差、接口和数据表不统一的痛点；（3） 机房扩容：建设 T2 级支撑厂内全部自动化、信息化系统稳定，高效运行，同时具备后续扩容空间的机房；（4） 信息安全：一改初期网络无防护、异常无监控状态，保证厂内办公系统与工业生产系统的独立运行，建立网络攻击防御体系，主动监控；（5） 实时数据库：构建集团级的基础数据平台，满足企业生产管理、过程监控、经营管理之间对实时信息完整性、一致性、安全共享的需求；（6） 制造运营管理系统：构建集团级运营管理系统，集营销分析、过程管控、经验分析三大板块功能，全面支撑企业信息化；（7） 减员增效：针对流程行业高温高湿户外设备的保养监控，导入设备监测系统，大量减少人员监测和维护成本，实现无人巡检、数据透传和预测维护、减员增效的同时主动防御，大量减少设备非计划停机造成的损失。