智慧工厂应用系统建设方案

1、智慧工厂应用系统建设方案智慧工厂应用系统建设方案1智能工厂设计思路1.1智能工厂建设目标为积极响应国家创新、协调、绿色、开放、共享”的五大发展理念，贯彻落实中国制造2025、钢铁工业调整升级规划（2016-2020年）、国务 院关于积极推进“互联网+ ”行动的指导意见相关政策要求，结合钢铁企业自身面临的形 势、生产现状、存在的问题，以及对未来发展规划需求，拟对其工艺流程、绿色环保、智能 制造等方面进行全面优化升级改造，将企业打造成国内一流、绿色、智能的生产基地，实现 质量与效益的双提升。企业进行智能工厂建设后，从原料到产成品整条生产线实现调度集中 管控，智能化扁平管理，生产组织简单高效，能源消

2、耗和污染物排放全面稳定达标，产品质 量稳定性和可靠性水平大幅提高，全工序吨钢成本下降，提高公司的竞争力。智能工厂建设 的目标如下：（1）通过企业信息化，引进先进管理模式，实现企业现代化管理。（2）以 精简高效的业务架构为基础、合理流畅的管理流程为导向，以规范先进的管理标准为依据， 实现管理过程的高度规范化、科学化。（3）实现精细化管理、规范化操作、准时化生产， 实现生产经营活动全过程的动态实时可观、可控，提高企业的响应能力和应变能力，全方位 提高企业整体的市场综合竞争力。（4）通过企业信息系统的完善，逐步建立两化深度融合 的“数字化智能工厂”。1.2智能工厂整体设计理念基于“绿色、智能”的建设

3、理念，按照国家智能制造标准体系建设指南的建设思路与目 标，同时借鉴德国工业4.0” ，美国智能制造生态系统”的建设思路，对智能制造工厂 进行信息化总体规划。智能制造系统采用一个中心、一张地图、一个平台”的整体设计理陇噩 腐甑 imta a懂琪1-钢铁企业智能制造体系架构图一个中心：指提供企业信息化、智能化系统的基础支撑平台，包含企业的管控中心、云数据 中心、网络中心。管控中心实现企业主要生产运营业务的智能化调度管理，以管控中心的 监控大屏幕，智能化的信息系统为载体，实现企业生产、能源、设备、物流等多种业务的扁 平化、集中化的公司级管控。云数据中心将充分利用云技术、虚拟化技术实现对智慧工厂信 息

4、、化系统的硬件支撑，提供各智能化信息系统所需的服务器资源。网络中心将实现对公司所 有智能化系统网络的统一管理，保障公司整体信息网络、物联网的互联互通和安全可靠。上 述三个中心（管控中心、云中心、网络中心）最终将在公司级的管控中心大楼内实现合并统 为一个中心，该中心将作为公司日常生产运营的核心大脑所在，公司的管控调度人员将在 此统筹管理整个公司的日常生产运营信息。图2智能工厂调度监控中心一张地图：是整个智能制造体系框架的基础，充分结合三维BIM技 术，建立和实际工厂同比例大小的三维数字化工厂地图，重点体现厂房建筑信息、设备信 息、管网信息等内容，为构建最终的数字化运营管控平台奠定基础。三维数字化

5、工厂地图从 企业的规划阶段开始筹建，贯穿规划、设计、施工建设、竣工交付、运维等整个生命周期， 实现数字化全生命周期管理。一张地图配合数字化工厂管理系统，实现动态的全流程作业 管控，智能化设备运维管理等，有效提高企业管控和调度效率。通过一张地图实现钢铁企 业的全面数字化管理，包括工厂数字化、车间数字化、设备和管线数字化，通过打造与实际 工厂相同的虚拟化工厂，实现全生命周期的工厂三维综合展示、全流程的生产管控、智能化 的设备运维管理、智能化的管网安全监控管理、浸入式的操作培训和考核管理以及应急演 练仿真管理等内容。创新性的改善钢铁企业传统的工作方式，建立起资产管理新观念，有 效的优化运营管理制度，

6、提高事故处理效率。图3智能工厂运理平台一个平台：即建立公司级的生产、能源、物流、设备等主要业务的集中数字化运营管控平 台，融合企业的各级信息化系统数据信息，以三维的数字化工厂地图为基础，作为公司级 的管理看板为各级管理层提供企业重点的生产指标运营信息，是智慧工厂的运营管理核心。 该数字化平台将作为企业的全方位运营数据来源，整合提取经营、生产、能源、设备、物流 等各业务数据，为构建企业的大数据管理和分析系统提供全方位的数据支撑。图3智能工厂运营管控平台1.3智能工厂系统体系架构基于智能制造、大数据、互联网+”以及“集中、简单、直接、连续、流畅、高效”的 原则，在企业战略地图和流程管理需求总体框架

7、下，搭建起稳定可靠的设备控制系统、高 度自动化的过程控制系统、连续高效的精益生产系统、集中统一的ERP系统、科学严谨的 决策支持系统以及协同协作的网络办公系统，实现供产销一体化的计划体系、供产销一体化 的执行体系、供产销一体化的跟踪体系、供产销一体化的平衡体系、互动快捷双赢的营销 体系、至诚共赢进取的服务体系、动态高效透明的监控体系、科学精细严谨的决策体系。（1）公司管理模式的要点1）适应集团运营管控的高效复合管控模式。2）公司对核心业 务单元实施集中管控的运营管控模式。3）对核心业务单元按“公司-专业厂-作业区”三 级设置管理架构，实施管理。4）公司为生产经营管控中心；各专业厂为成本中心，主

8、要负 责执行生产计划，同时保证品种、产量、质量、成本、安全、设备运行等各项技术经济指标 的实现。5）建设与企业同步发展的信息化系统。通过建设覆盖全公司各个领域的信息化系 统，在公司各个领域管理模式推进的同时，配套实施公司信息系统，为公司现代化管理提供 有效支撑手段。（2 ）智能工厂系统总体架构智能工厂管理系统功能分为：第五级商务 智能系统（L5）;第四级企业资源计划系统（L4）; 第三级生产管理系统图3-（L3）;第二级为过程控制系统（L2）;第一级为基础自动化系统（L1）。1智能工厂系统总体功能架构图第五层为企业经营决策层，主要是企业决策支持系统，利用信息化的手段提取企业采购、销 售以及生产

9、经营的重要数据，为企业决策者提供支持；第四层为企业资源管理层，针对公 司业务层面的管理，包括公司ERP、办公自动化OA，电子商务平台等，实现对研发、工 艺、财务、成本、人事、资产、客户等信息处理；在现代企业管理理论的指导下，通过信 息、系统把先进的管理理念和方法固化下来，对企业的内、夕卜部供应链进行系统、高效的整合 和管理。第三层为智能制造层，主要负责公司各个业务生产单元的制造执行全过程，从工厂 接受产品订单至产品入库整个生产过程的管理，重点是生产管理，是企业信息化和过程自动 化之间的核心衔接层。第二层为过程控制层，是连接生产管理层和基础自动化层的关键控制层，主要实现计划管理、跟踪及数据采集、

10、设定值计算、停机管理和质量管理等功 能，是机组控制的有效手段。第一层为基础自动化层，是直接面向设备的控制层，主要完成各机组的设定值设定、各项参数控制、数据采集、质量控制和设备诊断系统，可独立进 行生产，是生产过程中的重要环节。4应用系统功能4.1.1 决策支持系（ DSS ）决策支持系统的实施目标，是设定公司应该争取的管理业绩目标以及各分支机构的核心目 标。同时对公司目标的达到程度提供考核的依据，并向管理层和股东汇报业绩。通过将公司 战略和公司动作相结合，为以公司价值为取向的管理提供支持；建立财务及非财务指标相结 合的业绩管理机制。DSS将企业的ERP系统和多个业务交易系统的数据汇总在一起，提

11、供 跨越整个企业的共享视图，整合财务和绩效管理过程，使得个人目标或者部门目标与整个公 司的目标相一致。主要功能：绩效计分卡系统；战略财务系统；商务智能系统。4.3智能制造-生产管理系统1. 4.3.1 系统特点智能制造系统将销售和生产环节紧密联系在一起，以销售合同为驱动，以生产订单为主 线，以产品规范和冶金规范为核心，形成订单录入一计划一现场执行一回馈一调整全过程 的信息回路，将产销计划落实到现场执行，同时掌握准确、及时的信息来进行实时的调整和 优化，实现生产能力和效率的最大化。系统具有以下特点：（1）建立统一代码体系（2） 建立产品规范、冶金规范体系，实现按合同进行设计与生产（3）实时动态订

12、单跟踪（4） 实现钢铁生产供需平衡（5）实现全流程一级计划管理（6）实现炼轧一体化实时动态调度 系统（7）实现监、管、控一体化（8）实现全流程质量管理（9）财务成本信息收集4.3.2业务流程（1）生产管理业务流程生产管理主要业务是：从公司接受销售订单开始，包括原燃料管 理、生产管制、生产合同管理、材料申请、生产作业计划编制、生产过程控制与调整、在制 品库存管理、生产实绩收集与整理、生产物流所涉及的仓储管理，直到产品准发出厂为止。 生产管理流程总图如下：T广牛研：I电ITT坪早傩理l-.rik-ll-!园炭IWM 坦5财弭 廿育司幼凰抱业Bt担生产踱抱业管现工器用指业皆坦商刊Hf埋图4-1生产管

13、理流程图原料管理；生产作业计划管理；生产合同管理；在制品管理；生 产管制；现场作业管理。（2）质量管理业务流程质量管理是指从满足用户需求出发， 围绕设计、生产、服务以及与客户和供应商关系等一系列过程的质量管理活动。质量管理流务立持悴度耳序程总图如下: 图4-2质量管理流程图质量控制管理由以下管理业务组成：订单质量设计；质量检 验；工序质量控制；质量判定；产品制造履历管理；产品质量证明书管理； 用户质量异议管理；质量水平管理。质量体系管理由以下管理业务组成：质量方针 目标；产品供货标准管理；规程体系管理；过程审核；产品审核；质量会 议；质量攻关管理；产品质量异议纠正和预防；内部用户满意度调查评价

14、。4.3.3 系统功能（1）一体化质量管理质量标准管理；质量设计管理；质量跟踪管理； 质量判定管理；质量证明书；质量统计管理；质量分析管理。（2）铁前生产管理系统铁前生产计划管理；铁前生产计划调整及下达；质量跟踪 管理；原料场管理；全厂作业管理。（3）钢后生产管理系统订单管理；生产 计划管理；生产管制；生产订单进程管理；质量跟踪管理；作业管理；设备 状态管理；磨辊间管理；工器具管理；生产作业统计；生产成本管理。（4）仓 库管理仓库管理包括：原辅料、废钢库管理、坯库管理、精整半成品、成品库管理。包括出 入库、库内相关作业、物料库位以及相关库存统计等。4.4智能制造-专业管理系统1. 4.4.1智

15、能化三维工厂系统集成三维BIM技术和GIS动态定位技术，在三维工厂模型上实现能源、设备、仪表、 管线的动态管理和监控，用户可以借助系统实现企业资产的透明化管理，运维的高效化管 理，图纸资料的精准化管理，智能设备和检定仪表的智能化点巡检管理。用户可以在三维模 型上实时监控各用能设备和用能单元的能耗变化；可以通过输入相关设备和仪表编号实现 快速的设备和仪表定位，方便点检维修人员快速找到设备安装位置，当局部管道出现故障 时，系统可以快速定位到上游的仪表和阀门，进行关停提示。系统可导入设备的相关文档图 纸资料及三维单体模型，结合设备的运行参数曲线变化以及点检定修实绩实现设备的全生命 周期管理，对于复杂

16、设备，系统可以集成设备的装备动画，方便后期的设备检修和保养工 作。（1）能源监视基于3D场景，模型实现360度自旋转，处于当前视角内的物体基本 属性、当前工作状态以标签形式展现。对于重要部位能源监视数据通过统计图展示可动态跟 踪该处能源变化趋势、幅度。同时还可以查看不同管道制造材质、介质流向等信息。（2 ） 三维设备模型查看重要用能设备的3D模型，直观展示模型外观，各个不同部位名称及作 用，集成设备的操作参数标准及实际运行参数变化监控；（3）设备安装基于设备模型，可 以通过按钮控制设备拆分和安装动画播放，帮助设备维护人员了解设备拆分安装步骤。（4）设备定位可以在3D场景中通过设备编号、设备名称

17、、设备类型等多种查询条件定位目前设备安装位置，系统通过切换场景摄像机位置定位到目标设备。（5）视频监控 视频监控系统在3D场景真实展示功能，用户可以通过点击模型中不同位置的视频监控模型 查看当前位置视频监控内容；重大事故发生时，与视频、定位自动联动，快速找到故障点， 节省事故处理的时间，减少能源浪费。4.4.2设备管3系统设备管理系统以重大设备管理工作为中心，通过点检、巡检、维保及仓储管理等工作，规 范相应操作流程，提高设备利用率和可靠性保障企业生产的顺利进行。设备管理系统通过建 立企业统一的设备目录、对设备的运行记录和运行参数进行有效的分析，预防和提前发现设 备故障隐患，合理制订点检、维保工

18、作计划，从而保障设备的安全运行、降低设备维保的成 本。（1）设备技术档案设备基础信息管理；标准管理；制度规程管理；图纸 档案管理；周期性检验设备管理。（2）设备运行监视管理 SCADA运行监视；数 据分析。（3）设备产能、耗能管理能源消耗实绩管理；能源生产实绩管理；夕卜购 夕卜销管理。（4 ）设备点巡检管理点检计划管理；点检实绩管理；设备隐患管理。（5）设备故障管理设备故障管理；设备故障统计。（6 ）设备维修管理维修作业 通知单管理；维修工单管理；维修质量管理；维修验收管理。（7）设备润滑管理 润滑计划管理；润滑实绩管理；油料回收管理。（8）备品备件管理计划管理。入库管理出库管理。盘库管理。修旧利废管理（9） 设备资产管理设备资产折旧管理；设备评估管理；设备封存/启封管理；设备闲 置/启用管理；设备移装管理；设备调拨管理；设备报废管理。4.4.3能源管理能源管理系统以全厂能源管网为对象，直接调度和监控全厂各种能源介质的供应和分配；监 控电、水、煤气、氧、氮、氩、蒸汽、压缩空气等各类介质；监控全厂各变配电站、自发 电、煤气混合站、煤气加压站、各种煤气柜和煤气放散系统，并对现场允许无人值守的能源 站点进行远程监控。为企业量身打造的先进能源管控平台。该产品结合先进的设计理念，通 过对铁、钢