智慧工廠應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方案

1、智慧工廠應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方案智慧工廠應(yīng)用系統(tǒng)建設(shè)方案1智能工廠設(shè)計思路1.1智能工廠建設(shè)目標(biāo)為積極響應(yīng)國家創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的五大發(fā)展理念，貫徹落實中國制造2025、鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃（2016-2020年）、國務(wù) 院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+ ”行動的指導(dǎo)意見相關(guān)政策要求，結(jié)合鋼鐵企業(yè)自身面臨的形 勢、生產(chǎn)現(xiàn)狀、存在的問題，以及對未來發(fā)展規(guī)劃需求，擬對其工藝流程、綠色環(huán)保、智能 制造等方面進行全面優(yōu)化升級改造，將企業(yè)打造成國內(nèi)一流、綠色、智能的生產(chǎn)基地，實現(xiàn) 質(zhì)量與效益的雙提升。企業(yè)進行智能工廠建設(shè)后，從原料到產(chǎn)成品整條生產(chǎn)線實現(xiàn)調(diào)度集中 管控，智能化扁平管理，生產(chǎn)組織簡單高效，能源消

2、耗和污染物排放全面穩(wěn)定達標(biāo)，產(chǎn)品質(zhì) 量穩(wěn)定性和可靠性水平大幅提高，全工序噸鋼成本下降，提高公司的競爭力。智能工廠建設(shè) 的目標(biāo)如下：（1）通過企業(yè)信息化，引進先進管理模式，實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化管理。（2）以 精簡高效的業(yè)務(wù)架構(gòu)為基礎(chǔ)、合理流暢的管理流程為導(dǎo)向，以規(guī)范先進的管理標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)， 實現(xiàn)管理過程的高度規(guī)范化、科學(xué)化。（3）實現(xiàn)精細化管理、規(guī)范化操作、準(zhǔn)時化生產(chǎn)， 實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營活動全過程的動態(tài)實時可觀、可控，提高企業(yè)的響應(yīng)能力和應(yīng)變能力，全方位 提高企業(yè)整體的市場綜合競爭力。（4）通過企業(yè)信息系統(tǒng)的完善，逐步建立兩化深度融合 的“數(shù)字化智能工廠”。1.2智能工廠整體設(shè)計理念基于“綠色、智能”的建設(shè)

3、理念，按照國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南的建設(shè)思路與目 標(biāo)，同時借鑒德國工業(yè)4.0” ，美國智能制造生態(tài)系統(tǒng)”的建設(shè)思路，對智能制造工廠 進行信息化總體規(guī)劃。智能制造系統(tǒng)采用一個中心、一張地圖、一個平臺”的整體設(shè)計理隴噩 腐甑 imta a懂琪1-鋼鐵企業(yè)智能制造體系架構(gòu)圖一個中心：指提供企業(yè)信息化、智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐平臺，包含企業(yè)的管控中心、云數(shù)據(jù) 中心、網(wǎng)絡(luò)中心。管控中心實現(xiàn)企業(yè)主要生產(chǎn)運營業(yè)務(wù)的智能化調(diào)度管理，以管控中心的 監(jiān)控大屏幕，智能化的信息系統(tǒng)為載體，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、能源、設(shè)備、物流等多種業(yè)務(wù)的扁 平化、集中化的公司級管控。云數(shù)據(jù)中心將充分利用云技術(shù)、虛擬化技術(shù)實現(xiàn)對智慧工廠信 息

4、、化系統(tǒng)的硬件支撐，提供各智能化信息系統(tǒng)所需的服務(wù)器資源。網(wǎng)絡(luò)中心將實現(xiàn)對公司所 有智能化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一管理，保障公司整體信息網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通和安全可靠。上 述三個中心（管控中心、云中心、網(wǎng)絡(luò)中心）最終將在公司級的管控中心大樓內(nèi)實現(xiàn)合并統(tǒng) 為一個中心，該中心將作為公司日常生產(chǎn)運營的核心大腦所在，公司的管控調(diào)度人員將在 此統(tǒng)籌管理整個公司的日常生產(chǎn)運營信息。圖2智能工廠調(diào)度監(jiān)控中心一張地圖：是整個智能制造體系框架的基礎(chǔ)，充分結(jié)合三維BIM技 術(shù)，建立和實際工廠同比例大小的三維數(shù)字化工廠地圖，重點體現(xiàn)廠房建筑信息、設(shè)備信 息、管網(wǎng)信息等內(nèi)容，為構(gòu)建最終的數(shù)字化運營管控平臺奠定基礎(chǔ)。三維數(shù)字化

5、工廠地圖從 企業(yè)的規(guī)劃階段開始籌建，貫穿規(guī)劃、設(shè)計、施工建設(shè)、竣工交付、運維等整個生命周期， 實現(xiàn)數(shù)字化全生命周期管理。一張地圖配合數(shù)字化工廠管理系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)的全流程作業(yè) 管控，智能化設(shè)備運維管理等，有效提高企業(yè)管控和調(diào)度效率。通過一張地圖實現(xiàn)鋼鐵企 業(yè)的全面數(shù)字化管理，包括工廠數(shù)字化、車間數(shù)字化、設(shè)備和管線數(shù)字化，通過打造與實際 工廠相同的虛擬化工廠，實現(xiàn)全生命周期的工廠三維綜合展示、全流程的生產(chǎn)管控、智能化 的設(shè)備運維管理、智能化的管網(wǎng)安全監(jiān)控管理、浸入式的操作培訓(xùn)和考核管理以及應(yīng)急演 練仿真管理等內(nèi)容。創(chuàng)新性的改善鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)的工作方式，建立起資產(chǎn)管理新觀念，有 效的優(yōu)化運營管理制度，

6、提高事故處理效率。圖3智能工廠運理平臺一個平臺：即建立公司級的生產(chǎn)、能源、物流、設(shè)備等主要業(yè)務(wù)的集中數(shù)字化運營管控平 臺，融合企業(yè)的各級信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，以三維的數(shù)字化工廠地圖為基礎(chǔ)，作為公司級 的管理看板為各級管理層提供企業(yè)重點的生產(chǎn)指標(biāo)運營信息，是智慧工廠的運營管理核心。 該數(shù)字化平臺將作為企業(yè)的全方位運營數(shù)據(jù)來源，整合提取經(jīng)營、生產(chǎn)、能源、設(shè)備、物流 等各業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為構(gòu)建企業(yè)的大數(shù)據(jù)管理和分析系統(tǒng)提供全方位的數(shù)據(jù)支撐。圖3智能工廠運營管控平臺1.3智能工廠系統(tǒng)體系架構(gòu)基于智能制造、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+”以及“集中、簡單、直接、連續(xù)、流暢、高效”的 原則，在企業(yè)戰(zhàn)略地圖和流程管理需求總體框架

7、下，搭建起穩(wěn)定可靠的設(shè)備控制系統(tǒng)、高 度自動化的過程控制系統(tǒng)、連續(xù)高效的精益生產(chǎn)系統(tǒng)、集中統(tǒng)一的ERP系統(tǒng)、科學(xué)嚴(yán)謹?shù)?決策支持系統(tǒng)以及協(xié)同協(xié)作的網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)，實現(xiàn)供產(chǎn)銷一體化的計劃體系、供產(chǎn)銷一體化 的執(zhí)行體系、供產(chǎn)銷一體化的跟蹤體系、供產(chǎn)銷一體化的平衡體系、互動快捷雙贏的營銷 體系、至誠共贏進取的服務(wù)體系、動態(tài)高效透明的監(jiān)控體系、科學(xué)精細嚴(yán)謹?shù)臎Q策體系。（1）公司管理模式的要點1）適應(yīng)集團運營管控的高效復(fù)合管控模式。2）公司對核心業(yè) 務(wù)單元實施集中管控的運營管控模式。3）對核心業(yè)務(wù)單元按“公司-專業(yè)廠-作業(yè)區(qū)”三 級設(shè)置管理架構(gòu)，實施管理。4）公司為生產(chǎn)經(jīng)營管控中心；各專業(yè)廠為成本中心，主

8、要負 責(zé)執(zhí)行生產(chǎn)計劃，同時保證品種、產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、安全、設(shè)備運行等各項技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 的實現(xiàn)。5）建設(shè)與企業(yè)同步發(fā)展的信息化系統(tǒng)。通過建設(shè)覆蓋全公司各個領(lǐng)域的信息化系 統(tǒng)，在公司各個領(lǐng)域管理模式推進的同時，配套實施公司信息系統(tǒng)，為公司現(xiàn)代化管理提供 有效支撐手段。（2 ）智能工廠系統(tǒng)總體架構(gòu)智能工廠管理系統(tǒng)功能分為：第五級商務(wù) 智能系統(tǒng)（L5）;第四級企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（L4）; 第三級生產(chǎn)管理系統(tǒng)圖3-（L3）;第二級為過程控制系統(tǒng)（L2）;第一級為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（L1）。1智能工廠系統(tǒng)總體功能架構(gòu)圖第五層為企業(yè)經(jīng)營決策層，主要是企業(yè)決策支持系統(tǒng)，利用信息化的手段提取企業(yè)采購、銷 售以及生產(chǎn)

9、經(jīng)營的重要數(shù)據(jù)，為企業(yè)決策者提供支持；第四層為企業(yè)資源管理層，針對公 司業(yè)務(wù)層面的管理，包括公司ERP、辦公自動化OA，電子商務(wù)平臺等，實現(xiàn)對研發(fā)、工 藝、財務(wù)、成本、人事、資產(chǎn)、客戶等信息處理；在現(xiàn)代企業(yè)管理理論的指導(dǎo)下，通過信 息、系統(tǒng)把先進的管理理念和方法固化下來，對企業(yè)的內(nèi)、夕卜部供應(yīng)鏈進行系統(tǒng)、高效的整合 和管理。第三層為智能制造層，主要負責(zé)公司各個業(yè)務(wù)生產(chǎn)單元的制造執(zhí)行全過程，從工廠 接受產(chǎn)品訂單至產(chǎn)品入庫整個生產(chǎn)過程的管理，重點是生產(chǎn)管理，是企業(yè)信息化和過程自動 化之間的核心銜接層。第二層為過程控制層，是連接生產(chǎn)管理層和基礎(chǔ)自動化層的關(guān)鍵控制層，主要實現(xiàn)計劃管理、跟蹤及數(shù)據(jù)采集、

10、設(shè)定值計算、停機管理和質(zhì)量管理等功 能，是機組控制的有效手段。第一層為基礎(chǔ)自動化層，是直接面向設(shè)備的控制層，主要完成各機組的設(shè)定值設(shè)定、各項參數(shù)控制、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制和設(shè)備診斷系統(tǒng)，可獨立進 行生產(chǎn)，是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。4應(yīng)用系統(tǒng)功能4.1.1 決策支持系（ DSS ）決策支持系統(tǒng)的實施目標(biāo)，是設(shè)定公司應(yīng)該爭取的管理業(yè)績目標(biāo)以及各分支機構(gòu)的核心目 標(biāo)。同時對公司目標(biāo)的達到程度提供考核的依據(jù)，并向管理層和股東匯報業(yè)績。通過將公司 戰(zhàn)略和公司動作相結(jié)合，為以公司價值為取向的管理提供支持；建立財務(wù)及非財務(wù)指標(biāo)相結(jié) 合的業(yè)績管理機制。DSS將企業(yè)的ERP系統(tǒng)和多個業(yè)務(wù)交易系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總在一起，提

11、供 跨越整個企業(yè)的共享視圖，整合財務(wù)和績效管理過程，使得個人目標(biāo)或者部門目標(biāo)與整個公 司的目標(biāo)相一致。主要功能：績效計分卡系統(tǒng)；戰(zhàn)略財務(wù)系統(tǒng)；商務(wù)智能系統(tǒng)。4.3智能制造-生產(chǎn)管理系統(tǒng)1. 4.3.1 系統(tǒng)特點智能制造系統(tǒng)將銷售和生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起，以銷售合同為驅(qū)動，以生產(chǎn)訂單為主 線，以產(chǎn)品規(guī)范和冶金規(guī)范為核心，形成訂單錄入一計劃一現(xiàn)場執(zhí)行一回饋一調(diào)整全過程 的信息回路，將產(chǎn)銷計劃落實到現(xiàn)場執(zhí)行，同時掌握準(zhǔn)確、及時的信息來進行實時的調(diào)整和 優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)能力和效率的最大化。系統(tǒng)具有以下特點：（1）建立統(tǒng)一代碼體系（2） 建立產(chǎn)品規(guī)范、冶金規(guī)范體系，實現(xiàn)按合同進行設(shè)計與生產(chǎn)（3）實時動態(tài)訂

12、單跟蹤（4） 實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)供需平衡（5）實現(xiàn)全流程一級計劃管理（6）實現(xiàn)煉軋一體化實時動態(tài)調(diào)度 系統(tǒng)（7）實現(xiàn)監(jiān)、管、控一體化（8）實現(xiàn)全流程質(zhì)量管理（9）財務(wù)成本信息收集4.3.2業(yè)務(wù)流程（1）生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)流程生產(chǎn)管理主要業(yè)務(wù)是：從公司接受銷售訂單開始，包括原燃料管 理、生產(chǎn)管制、生產(chǎn)合同管理、材料申請、生產(chǎn)作業(yè)計劃編制、生產(chǎn)過程控制與調(diào)整、在制 品庫存管理、生產(chǎn)實績收集與整理、生產(chǎn)物流所涉及的倉儲管理，直到產(chǎn)品準(zhǔn)發(fā)出廠為止。 生產(chǎn)管理流程總圖如下：T廣牛研：I電ITT坪早儺理l-.rik-ll-!園炭IWM 坦5財弭 廿育司幼凰抱業(yè)Bt擔(dān)生產(chǎn)踱抱業(yè)管現(xiàn)工器用指業(yè)皆坦商刊Hf埋圖4-1生產(chǎn)管

13、理流程圖原料管理；生產(chǎn)作業(yè)計劃管理；生產(chǎn)合同管理；在制品管理；生 產(chǎn)管制；現(xiàn)場作業(yè)管理。（2）質(zhì)量管理業(yè)務(wù)流程質(zhì)量管理是指從滿足用戶需求出發(fā)， 圍繞設(shè)計、生產(chǎn)、服務(wù)以及與客戶和供應(yīng)商關(guān)系等一系列過程的質(zhì)量管理活動。質(zhì)量管理流務(wù)立持悴度耳序程總圖如下: 圖4-2質(zhì)量管理流程圖質(zhì)量控制管理由以下管理業(yè)務(wù)組成：訂單質(zhì)量設(shè)計；質(zhì)量檢 驗；工序質(zhì)量控制；質(zhì)量判定；產(chǎn)品制造履歷管理；產(chǎn)品質(zhì)量證明書管理； 用戶質(zhì)量異議管理；質(zhì)量水平管理。質(zhì)量體系管理由以下管理業(yè)務(wù)組成：質(zhì)量方針 目標(biāo)；產(chǎn)品供貨標(biāo)準(zhǔn)管理；規(guī)程體系管理；過程審核；產(chǎn)品審核；質(zhì)量會 議；質(zhì)量攻關(guān)管理；產(chǎn)品質(zhì)量異議糾正和預(yù)防；內(nèi)部用戶滿意度調(diào)查評價

14、。4.3.3 系統(tǒng)功能（1）一體化質(zhì)量管理質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)管理；質(zhì)量設(shè)計管理；質(zhì)量跟蹤管理； 質(zhì)量判定管理；質(zhì)量證明書；質(zhì)量統(tǒng)計管理；質(zhì)量分析管理。（2）鐵前生產(chǎn)管理系統(tǒng)鐵前生產(chǎn)計劃管理；鐵前生產(chǎn)計劃調(diào)整及下達；質(zhì)量跟蹤 管理；原料場管理；全廠作業(yè)管理。（3）鋼后生產(chǎn)管理系統(tǒng)訂單管理；生產(chǎn) 計劃管理；生產(chǎn)管制；生產(chǎn)訂單進程管理；質(zhì)量跟蹤管理；作業(yè)管理；設(shè)備 狀態(tài)管理；磨輥間管理；工器具管理；生產(chǎn)作業(yè)統(tǒng)計；生產(chǎn)成本管理。（4）倉 庫管理倉庫管理包括：原輔料、廢鋼庫管理、坯庫管理、精整半成品、成品庫管理。包括出 入庫、庫內(nèi)相關(guān)作業(yè)、物料庫位以及相關(guān)庫存統(tǒng)計等。4.4智能制造-專業(yè)管理系統(tǒng)1. 4.4.1智

15、能化三維工廠系統(tǒng)集成三維BIM技術(shù)和GIS動態(tài)定位技術(shù)，在三維工廠模型上實現(xiàn)能源、設(shè)備、儀表、 管線的動態(tài)管理和監(jiān)控，用戶可以借助系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)的透明化管理，運維的高效化管 理，圖紙資料的精準(zhǔn)化管理，智能設(shè)備和檢定儀表的智能化點巡檢管理。用戶可以在三維模 型上實時監(jiān)控各用能設(shè)備和用能單元的能耗變化；可以通過輸入相關(guān)設(shè)備和儀表編號實現(xiàn) 快速的設(shè)備和儀表定位，方便點檢維修人員快速找到設(shè)備安裝位置，當(dāng)局部管道出現(xiàn)故障 時，系統(tǒng)可以快速定位到上游的儀表和閥門，進行關(guān)停提示。系統(tǒng)可導(dǎo)入設(shè)備的相關(guān)文檔圖 紙資料及三維單體模型，結(jié)合設(shè)備的運行參數(shù)曲線變化以及點檢定修實績實現(xiàn)設(shè)備的全生命 周期管理，對于復(fù)雜

16、設(shè)備，系統(tǒng)可以集成設(shè)備的裝備動畫，方便后期的設(shè)備檢修和保養(yǎng)工 作。（1）能源監(jiān)視基于3D場景，模型實現(xiàn)360度自旋轉(zhuǎn)，處于當(dāng)前視角內(nèi)的物體基本 屬性、當(dāng)前工作狀態(tài)以標(biāo)簽形式展現(xiàn)。對于重要部位能源監(jiān)視數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計圖展示可動態(tài)跟 蹤該處能源變化趨勢、幅度。同時還可以查看不同管道制造材質(zhì)、介質(zhì)流向等信息。（2 ） 三維設(shè)備模型查看重要用能設(shè)備的3D模型，直觀展示模型外觀，各個不同部位名稱及作 用，集成設(shè)備的操作參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)及實際運行參數(shù)變化監(jiān)控；（3）設(shè)備安裝基于設(shè)備模型，可 以通過按鈕控制設(shè)備拆分和安裝動畫播放，幫助設(shè)備維護人員了解設(shè)備拆分安裝步驟。（4）設(shè)備定位可以在3D場景中通過設(shè)備編號、設(shè)備名稱

17、、設(shè)備類型等多種查詢條件定位目前設(shè)備安裝位置，系統(tǒng)通過切換場景攝像機位置定位到目標(biāo)設(shè)備。（5）視頻監(jiān)控 視頻監(jiān)控系統(tǒng)在3D場景真實展示功能，用戶可以通過點擊模型中不同位置的視頻監(jiān)控模型 查看當(dāng)前位置視頻監(jiān)控內(nèi)容；重大事故發(fā)生時，與視頻、定位自動聯(lián)動，快速找到故障點， 節(jié)省事故處理的時間，減少能源浪費。4.4.2設(shè)備管3系統(tǒng)設(shè)備管理系統(tǒng)以重大設(shè)備管理工作為中心，通過點檢、巡檢、維保及倉儲管理等工作，規(guī) 范相應(yīng)操作流程，提高設(shè)備利用率和可靠性保障企業(yè)生產(chǎn)的順利進行。設(shè)備管理系統(tǒng)通過建 立企業(yè)統(tǒng)一的設(shè)備目錄、對設(shè)備的運行記錄和運行參數(shù)進行有效的分析，預(yù)防和提前發(fā)現(xiàn)設(shè) 備故障隱患，合理制訂點檢、維保工

18、作計劃，從而保障設(shè)備的安全運行、降低設(shè)備維保的成 本。（1）設(shè)備技術(shù)檔案設(shè)備基礎(chǔ)信息管理；標(biāo)準(zhǔn)管理；制度規(guī)程管理；圖紙 檔案管理；周期性檢驗設(shè)備管理。（2）設(shè)備運行監(jiān)視管理 SCADA運行監(jiān)視；數(shù) 據(jù)分析。（3）設(shè)備產(chǎn)能、耗能管理能源消耗實績管理；能源生產(chǎn)實績管理；夕卜購 夕卜銷管理。（4 ）設(shè)備點巡檢管理點檢計劃管理；點檢實績管理；設(shè)備隱患管理。（5）設(shè)備故障管理設(shè)備故障管理；設(shè)備故障統(tǒng)計。（6 ）設(shè)備維修管理維修作業(yè) 通知單管理；維修工單管理；維修質(zhì)量管理；維修驗收管理。（7）設(shè)備潤滑管理 潤滑計劃管理；潤滑實績管理；油料回收管理。（8）備品備件管理計劃管理。入庫管理出庫管理。盤庫管理。修舊利廢管理（9） 設(shè)備資產(chǎn)管理設(shè)備資產(chǎn)折舊管理；設(shè)備評估管理；設(shè)備封存/啟封管理；設(shè)備閑 置/啟用管理；設(shè)備移裝管理；設(shè)備調(diào)撥管理；設(shè)備報廢管理。4.4.3能源管理能源管理系統(tǒng)以全廠能源管網(wǎng)為對象，直接調(diào)度和監(jiān)控全廠各種能源介質(zhì)的供應(yīng)和分配；監(jiān) 控電、水、煤氣、氧、氮、氬、蒸汽、壓縮空氣等各類介質(zhì)；監(jiān)控全廠各變配電站、自發(fā) 電、煤氣混合站、煤氣加壓站、各種煤氣柜和煤氣放散系統(tǒng)，并對現(xiàn)場允許無人值守的能源 站點進行遠程監(jiān)控。為企業(yè)量身打造的先進能源管控平臺。該產(chǎn)品結(jié)合先進的設(shè)計理念，通 過對鐵、鋼