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文档简介
1、f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 耗和污染物排
2、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。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。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”的建设理念,按照国家智能制造
3、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”的整体设计理念。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
4、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一为一个中心,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
5、、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,提高事故处理效率。钢镜首幅制造有/中心图3一智能工厂运营管理平
6、台一个平台:钢镜首幅制造有/中心图3一智能工厂运营管理平台一个平台: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3一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
7、图和流程管理需 求总体框 架下,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“公司一专业厂一作业区”三级设置 管理架构,实施管理。4)公司为生产经营管
8、控中心;各专业厂为成本中心,主要 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(L3);第二级为过程控制系统(L2);第一级为基础自动化系统(L1)。盐/肉部顺1户可!,:时可四村T.敢客F蜜事E订单交愣质分布与制锐fira略所AECJfAWI室E!
9、新客户跖熊愦隹产醐番技安全叩置也控ift备技ift备技M图3-1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、外部供应链进行系统、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
10、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、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决策支持系统(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
11、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
12、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实现监、管、控一体化实现全流程质量管理财务成本信息收集4.3.2业务流程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
13、管理流程总图如下:限村甘理待闭克当他发麒噩誓理仕炬推业瞥您图4-1生产管理流程图原料管理;洋切时少帮雌略刊吐1LKW作业管型生产作业计划管理;生产合同管理; 在制品管理;生产管制;现场作业管理。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 理流程总图如下:-SA. 7?K R*庠FS俱运苴姓目序-SA. 7?K R*庠FS俱运苴姓目序图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
14、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。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
15、、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
16、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
17、)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、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设备管理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
18、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;外购外销管理。(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
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