流程工业智能工厂建设的探索与实践
中国经济变革已经迫在眉睫,投资主导增长模式正在失去动力,推动经济发展更要注重提高发展质量和效益,生产力主导型发展模式正在成为中国经济发展的新动力。
(1)智能机构层:在适合的生产单元、工序中进行智能化操作改造,最大限度地利用机械臂、码垛机、巡检机器人、无人引导小车(AvG)小车、自动化仓储、定量装车等装备,替代人的体力劳动,提高生产运行的工作效率和质量。
(2)智能检测层:对生产资源、运行状态的检测进行系统化的设计和建设,包括泄漏、火灾、消防、视频、电子巡更、一卡通、全球定位系统( GPS )、在线检测仪等内容,并实现这些系统的互联互通、智能联动,为安全的生产环境提供保障和服务。
(3)智能控制层:对生产工艺的控制提供系统的解决方案,包括分布式控制系统(DCS)、数据监测控制与采集系统(SCADA ) ,控制回路比例积分微分(PID)性能评估等内容,实现生产工艺控制的高度自动化。
(4)智能操作层:为生产、质量、设备、能源、安全等业务管理提供智能操作系统与平台,包括先进控制(Apa)、仿真培训系统(OmS)、制造执行系统(MES )、能源管理系统(EMB)、企业资产管理系统(EAM)安全评价系统(SES)、质量健康安全环境管理系统(QHSE)等内容,优化生产管控的业务流程,丰富操作优化的指导工具,提升生产操作的业务协同水平。
(5)智能运营层:为供应商关系管理、客户关系管理、企业资源计划、工程项目管理、科研管理等、欧冠务提供智能化服务平台,包括企业资源计划(ERP)、供应链管理系统(eaM)、客户关系管理系统(CRM)等内容。
(6)智能决策层:构建企业级专家知识库,搭建面向主题的工业大数据分析决策平台,通过建立拟合不同模型研究不同关系,发现有用信息,用于分析原因解决间题;发现潜在价值,预见可能发生的某种“坏的未来”井且给出相关建议,即预测井提供解决方案。
1.2.2“四步骤”行动策略
流程工业是一个很大的范畴,不同行业差异很大,同一行业的企业差异也很大,且企业处在发展变化的不同阶段,所以每个具体企业建设智能工厂的基础条件、建设目标、建设内容,均应该具体间题具体分析,不能采取“一个模子”、“一刀切”的实施方案。
鉴于各企业的差异,我们提出了具有一定共性和普适性的智能工厂“四步骤”行动策略,如图2所示。
第1步,立足自动化。以企、!十生产的工艺流程为主线,分析各设备、工序、工段、车间的仪表及自动化系统,对人工操作、机械控制等环节进行自动化改造,使数据自动采集率>90%,提升控制回路自控率,提升区域优化控制平稳率,在生产工艺过程控制层面,实现高度自动化与优化控制,充分挖掘装置产能,提升产品质量井降低物耗能耗。本阶段建设的关键是互通。
第2步,做足电子化。结合中国大多数企业管理还处在人工记录,开会制订方案,文本形成报告的管理阶段的实际情况,我们建议以流程梳理优化为抓手,规范、固化企业管理业务流程,并通过电子化的信息系统进行支撑,做到管控流程的透明和可追溯。本阶段建设的关键是适用。
图2 流程工业企业智能工厂建设的行动策略
第3步,特色数字化。通过建立企业的数字化模型,整合工厂设计的静态数据和工厂运行的业务数据,将MES , ERP , EAM、全生命周期管理( PLM ) , SCM , CRM、工厂设计等系统进行集成,建设以企业数字化模型为核心的业务应用及展示平台。本阶段建设的关键是集成。