编者按
4月17日,主题为 “有色冶金行业的智能制造创新”的在线论坛如期举行。本次论坛是继第一期 “新基建及数字经济助力复工复产”、第二期 “钢铁行业数字化转型的新发展”之后举办的第三期在线论坛。论坛由中国工业报社、中关村科技园区石景山管委会联合主办,中关村工业互联网产业联盟、中关村大数据产业联盟协办。
有色金属行业智能化建设需求旺盛
作为基础原材料工业,有色金属行业的重要地位无须多言。然而,行业在智能化发展方面还有待更进一步。
在4月17日举行的 “有色冶金行业的智能制造创新”在线论坛上,中国有色金属工业协会兼科技部主任张洪国表示,目前有色金属行业多数企业处于自动化阶段,信息化和数字化正在开展,智能化建设正在起步。
当前,围绕智能制造,行业所面临的形势和问题主要是四个方面:一是节能降耗减排任务艰巨。二是提质提产提效目标紧迫。三是高端产品品种单一,附加值低,急需产业结构调整。四是数字化、信息化、智能化建设需求旺盛。
张洪国说,在工业互联网和行业智能化方面,有色行业存在以下几个方面的重大需求:一是全流程的数据共享,这个需求比较大。二是行业在从中低端向高端材料产业发展,高端材料的定制化需求比较大。三是基于数字孪生的管理模型优化的需求。四是稳定生产与质量控制的需求。五是运维服务能力提升的需求。六是安全环保健康水平提高的需求。
据悉,受工信部委托,中国有色金属工业协会于2019年组织开展智能矿山、智能冶炼、智能加工的工厂矿山建设指南,预计将于5月份发布。该指南提出了推动有色行业智能化建设的目标:争取在3~5年内,建设5~6个智能工厂或智能车间,发布和审定10项左右智能建设标准,形成5~10个行业智能制造骨干技术支撑企业,显著提高行业的生产效率、产品质量、产品的一致性,降低企业用工及管理成本,提高企业发展质量和现代化水平。
张洪国表示,指南发布以后,协会将组织全行业进行贯彻落实,推动一批企业的智能化项目建设,推出一批智能化企业试点,牵头组建行业智能制造联盟,同时还将依托联盟建设有色金属行业智能化的信息与技术服务平台,为行业特别是为中小企业提供智能化的信息和技术服务。
张洪国透露,2020年中国有色金属工业协会将围绕以下几个方面开展工作:一是总体设计,整体规划。二是开展调研、明确思路,深入分析行业现状,了解需求,服务企业,助力骨干企业向智能科技业务拓展,推动行业整体智能制造发展。三是指南宣贯,对标补强。四是落实项目,推动示范。五是要加强标准引领,规范建设。目前行业智能化标准缺失较多,很多标准都是在起步阶段。六是组织行业智能化技术攻关,推动技术创新,争取在一些关键技术方面有突破。七是搭建平台、交流成果。八是围绕服务中小企业,建立一批目录,对列入目录的技术装备及产品方案开展推介活动。九是组织开展国际交流,推动合作共赢。
(周宝冰)
中国有色金属工业协会兼科技部主任 张洪国
江西铜业智能工厂:业务需求优先、效益优先
江西铜业股份有限公司信息中心副主任 吴伟东
业务需求优先,不盲目追求高大上,以点带面,严控投资,效益优先——这是江铜智能工厂建设的首要原则。
在4月17日举行的 “有色冶金行业的智能制造创新”在线论坛上,江西铜业股份有限公司信息中心副主任吴伟东强调说: “怎么保护已有的IT投资?收益比较明显的项目,我们是放在第一位的。”
进入信息化、智能化新阶段
江铜集团是中国有色金属行业特大型集团公司,是铜行业和江西省首家世界500强企业,在铜和相关有色金属领域拥有完整的产业链。当前,江铜集团秉持以铜为本,做强有色,多元相关,全球布局,重点打造铜、铅锌、稀土、黄金、稀贵金属、硫化工、金融、贸易、物流、技术的十大业务板块。
2012年6月,江铜启动ERP建设。历经三年,基本实现了业务财务一体化的ERP系统。与此同时,江铜还陆续投建了两地数据中心,以及协同办公、视频会议、全面预算信息管理平台、BI、党建信息化等项目。目前,江铜信息化已经具备相当的基础。
信息技术、智能技术、工艺技术与传统制造技术的融合,催生出一系列先进制造技术,使得原材料转化为产品的过程效率更高、成本更低,数字化、网络化、智能化成为制造业发展的未来方向。
2018年,江铜启动了新一轮的信息化总体规划,主要包括信息化和智能化两个方面,包括了智能矿山、智能冶炼、智能加工等内容。该规划明确了2019年到2023年江铜信息化、智能制造的发展战略、目标和路径。
新一轮信息化规划的重点之一是冶炼智能工厂建设试点,这就是江铜贵溪冶炼厂。贵溪冶炼厂是世界最大的单体铜冶炼工厂。据介绍,其智能工厂建设总体目标主要是:主线流程工艺实现智能化控制、生产过程实现高度自动化以及管理决策实现数字化和网络化。
贵溪智能工厂建设分两期,一期重点是建立智能工厂系统框架,构建生产、设备、能源、供应链、安环等集成智能化管控平台和数据中心、网络建设的应用系统支撑平台,加快智能装备的应用。二期从2020年到2022年,重点建设大数据中心,建立全厂各生产数据采集系统。建成1~2个具备行业代表性的数字化车间,覆盖全厂的智能装备、机器人得到广泛使用。
智能工厂一期建设效果显著
江铜贵溪冶炼厂是工信部确定的铜冶炼行业首家智能工厂试点示范项目。2018年上半年启动招标,到2019年年底,一期基本实施完毕。据介绍,一期项目实施经费约两亿多元。
智能工厂一期项目分为16个子项,包括应用系统、硬件设备、生产指挥中心、GIS和三维、PI数据库的升级扩容、视频监控网络、铁运智能化等。总体上,这16个项目可以分为三块:数据中心和基础硬件网络建设、集中管控平台建设以及智能化项目。在一期建设过程中,智能化项目占了比较大的比例,其效果非常显著,这体现在两个方面:
基础设施方面,构建了国家B级标准机房;形成了智能安防以及包括环保、安全能源监测的网络;通过管理网、控制网、视频网和无线网四网合一,实现了工厂网络的全覆盖;实现了数据自动和智能采集,夯实了工业互联网基础。
信息管理方面,通过顶层设计形成了智能工厂1.0整体解决方案,初步构建了智能工厂的主体框架;建设统一的信息系统集中集成平台,打破了信息孤岛;建设数据自动和智能采集系统,打通了数据通道,实现数据归集、融合,奠定了大数据分析和建设基础;建设统一生产管理业务操作平台,逐步实现一体化协同管控平台的建设目标;初步形成了铜冶炼智能工厂1.0标准体系。
前文所述,在贵溪冶炼厂智能工厂一期项目实施中,务实、问题导向,是排在前位的重要原则。 “经2019年底评估,16个子项目中的八、九个比较大的智能化改造项目,每年经济效益达2500万元以上,甚至有些项目的投资年效益达到30%。”吴伟东说。
如铁运智能化项目就是实施相对比较成功也是见效最快的项目之一,该项目投资几百万元,但每年可以节约成本200多万元,实现减员20多人。
下一步:全流程集成管控平台
根据疫情防控和保障正常生产的需要,江铜自主开发了疫情调查报告表和疫情健康登记系统,这两个平台可以对接全国网络疫情数据,覆盖全公司的交通、二级单位,社区、家庭和个人的立体化疫情防控体系。此外,公司通过视频会议系统等形式,有力支撑了生产和企业运营。
当前,有色金属行业智能制造还处于起步发展阶段,贵溪冶炼厂智能工厂的成功实施,既为江铜智能化发展奠定了基础,也为有色金属等流程行业智能工厂建设提供了可以借鉴的经验。
吴伟东表示,在贵溪冶炼厂智能工厂实施过程中有以下几点体会,也是几个难点:
首先,顶层设计方面需要通盘考虑。不仅信息系统建设涉及面比较大,而且二级单位信息化、智能化要跟集团公司的整体规划一致。其次是IT基础配套设施需要完善,底层的数字化、自动化要优先实施。第三,信息化、智能化是一把手工程,需要企业领导亲自挂帅、部门全员参与,同时要有高素质、高水平的管理团队进行统筹管理。第四是人才的问题,企业要建立自己的人才队伍,加强人才体系的建设。
吴伟东表示,下一步在智能工厂方面,江铜将采取先固化再优化的原则,把智能工厂一期的效果真正发挥出来,打造1~2个具有行业代表性的数字化车间,加快云计算、大数据、工业互联网、智能装备的应用,推进从矿山到冶炼到加工全流程的集成管控平台的建设。
(周宝冰)
以核心能力全面服务流程行业
流程行业与离散行业在工业互联网建设与应用上存在较大的差别,这已经是业界共识。在4月17日举行的 “有色冶金行业的智能制造创新”在线论坛上,徐工信息工业互联网事业部总经理黄凯表示,流程行业更在意绿色制造、能耗、过程质量控制、产品召回等。工业互联网服务的主攻方向在安全环保、能源管控、过程控制、追溯召回等方面。
以徐工信息汉云平台为例,原来是服务于离散制造业,以提质增效、降本降耗为核心目标,使交期更准确,并提高设备OEE(整体设备效率)、提高工艺优化、实现质量追溯。
离散和流程,其实都是从大规模生产转向精益制造,从产品到服务。原来做信息化服务是管人,管进销存,管流程,现在是管设备。
全面服务流程行业
据悉,在服务有色金属等流程行业过程中,汉云平台在设备-控制层-车间层-企业层-协同层,都有自己的服务内容。
一是打造江铜集中采购管控平台。通过该平台,把需求方、采购方、供应方三方拉到平台,与ERP、招标系统、供应商库、金融中心等进行深度集成。搭建覆盖供应商管理、需求管理、采购寻源等在内的全业务链的云平台管控。
二是打造江铜大数据分析平台,为企业领导决策提供分析和支撑,促使企业从传统的经验管理者变为精确的数字分析,把事后管理变为事中管理、实时管理。
三是江铜厂内的物流车辆管理平台。以前,物流运输调度效率比较低,车辆和人员没有绑定,车辆小修无提示,小修拖到大修,导致整体的维修费用和维修工时都无法保证。通过车辆管理平台,做到了人、车的实时监控;通过油耗的管理、维修成本的管理,实现成本控制;报警更加及时,降低了设备的维修成本,提高了设备的维修效率等。
四是与江铜贵溪冶炼厂合作,打造了国内首条自动化拨片智能生产线。通过自动化产线,贵冶厂提高了生产效率,提高了生产质量、物流效率,降低了人员成本。
五是产线设备上云。在流程行业,当前的重要目标是要提高设备从自动化到智能化到数据化的实时展现。汉云平台通过云端云组态的无码化开发形式,帮助江铜做了一个实时的一比一的数字孪生。
不确定性下企业要练内功
由于疫情的影响,未来存在很多不确定性。为此,企业要提高预测性和判断能力,做到开源节流,很核心的一点就是要练内功,提速智能化转型,推动数字化进程。
疫情过后,中国制造业将向 “新型价值网络转换”,企业一方面要逐渐向数字化、网络化、智能化发展;另一方面,企业需要走向扁平化和虚拟化,扁平化是供应链集成创新、推动上下游协作日益实时化;与此同时是虚拟化。
当前,新型数字基础设施广受关注,与传统的基建相比,数字基建的边界更广,科技的附加值更高,规模效益更大。工业互联网作为数字新基建的代表,未来与5G的结合将有八大重点方向,这就是:5G+超高清视频,5G+AR,5G+VR,还有5G+无人机,5G+云端机器人,5G+远程操控,5G+机器视觉,以及5G+云化AGV。
据介绍,目前,汉云平台具备以下能力,能服务于各个行业。
一是有自己的核心业务组件。从底层的物联引擎到数据中台、业务中台,到运维监控、安全防护,汉云平台通过组件化的服务,把设备的维修、点检、保养、备件都通过微服务的形式呈现,各个组件之间通过微服务调用,以积木化的部署做快速的应对。
二是汉云平台实现全连接和新型技术的应用,融合了包括5G新技术、边缘云、标识体系、区块链、AI等。
据悉,汉云平台的标识解析技术,提供丰富的APP连接能力,包括从设备画像到机械快修服务到MES、车辆运营优化,实现从研发到生产、供应、销售、服务以及数据分析为一体的、丰富的APP服务能力。 (周宝冰)
徐工信息工业互联网事业部总经理 黄凯
新基建下有色行业如何极致降本
当前,原材料价格严重下滑甚至出现倒挂,这种情况下,包括有色金属行业在内的原材料工业企业怎么办?
需要极致降本——这是多年服务原材料基础工业的优也信息科技CEO傅源的建议。极致降本怎么降?这就是工业智能化,而这离不开各种新技术,其中就包括工业互联网。
“工业知识软件化平台是工业智能化发展的核心路径。在这个过程中,工业业务知识作为规则或模型被封装,现场数据流入后变成最后的优化决策,也可迭代更新原有的规则和模型,所以核心是数据价值,以及IT的使能价值,最后是工业互联网平台的价值。”傅源说。
据悉,2016年成立以来,优也信息科技已经发展了三位一体的产品体系。一是工业数据操作系统也就是ThingswiseiDOS平台,用户可以基于平台进行编程、计算,它是一个各种智能应用生发的平台。二是平台上的工业智能应用系统。三是平台沉淀了行业知识与管理洞见,可以提供运营咨询和服务。
该平台整个技术栈非常有特点,比如可以做敏捷开发、插入算法、在线分析,以及数字孪生。还是一个低代码开发的平台。另外,平台在最底层还能打通所有的异构数据,形成统一的时钟,解决整个数据流的问题,从而为上层的计算、应用赋能。
“这个平台非常核心的一点,是要解决流程工业的多流、多态、多因素、非线性的关系。”傅源表示。在流程工业中,因为工业机理是非常精准的,因此使能计算时需要进行解耦,不同的物料、系统、工序、角色、维度等,这是数字孪生技术要解决的问题。
ThingswiseiDOS平台的数字孪生不是3D,主要是基于物和基于关系建模,以及进行实时调度计算,优也称之为DigitalMachine,它可以持续进行实时模拟仿真,这也是后面环节实时计算推送的基础。
当前,有色金属行业数字化、智能化需求旺盛,但真正要建设产业互联网,或形成相应的标准,需要解决一些基本的问题:第一是孤岛,第二是标准化,第三是优化。
对于流程行业智能化降本,她建议一定要有要有体系化的思维。只有大系统最优,整体成本才最低,这时候利润才最好,而不是只改单点。很多时候单点好像是降本了,但可能给后面挖了坑,这是流程工业的一个特点。体系化建设要坚持分两个维度,一个是软件架构,另一个是管理条线。
从应用角度看智能化,则体现在:首先数据一定要一体化,尤其是在流程工业;其次数据源要统一;第三注重各种可复用;第四是各种灵活的搭建。
(周宝冰)
优也信息科技CEO傅源