智慧冶煉行業(yè)信息化解決方案

智慧冶煉行業(yè)信息化解決方案----融合互聯(lián)智慧冶煉一、項目概況項目背景30待提高等一系列問題。 |工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)先進應(yīng)用案例集 工廠”項目。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)的支撐下，在中國制造2025的政策指導(dǎo)下，推進貴冶“兩化”深度融合。以智能裝備為前提、以智能熔煉為重點、以智能監(jiān)控和異常智能預(yù)警及智能分析決策為重要手段；在“生產(chǎn)管理、質(zhì)檢管理、供應(yīng)鏈管理、設(shè)備管理、能源管理、安環(huán)管理、輔助決策”七大業(yè)務(wù)領(lǐng)域，實現(xiàn)生產(chǎn)裝備自動化、公共服務(wù)平臺化、生產(chǎn)過程透明化、能源管理精細化、質(zhì)檢管理標(biāo)準(zhǔn)化、設(shè)備管理科學(xué)化、安全環(huán)保數(shù)據(jù)化、供應(yīng)管理高效化、輔助決策可視化等9大特征的智能工廠建設(shè)。通過感知、監(jiān)測、控制、整合、協(xié)同等方式，使各工序信息實體連接和融合的更緊密，進而實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級、提質(zhì)增效，打造智能高效、節(jié)能環(huán)保，具有銅冶煉特色的智能工廠，實現(xiàn)全面的精細化、精準(zhǔn)化、自動化的管理控制。打造中國首家銅冶煉智能工廠，包括生產(chǎn)管理、供應(yīng)鏈管理、設(shè)備管理、能源管理、安環(huán)管理、輔助決策。島；IT傳輸，實現(xiàn)資源大共享；人替代，完成自動化提升及智能裝備試點實施，提高勞動生產(chǎn)率。二、項目實施概況貴冶智能工廠基于用友精智工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺搭建，系統(tǒng)整體架構(gòu)如下：圖1貴冶智能工廠整體架構(gòu)采集層：包括DCS/PLC/WMS，通過各種通訊手段接入各種控制系統(tǒng)、數(shù)字化產(chǎn)品和設(shè)備、物料等，采集海量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)向平臺的匯集。數(shù)據(jù)層：包括關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實時數(shù)據(jù)庫，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，物聯(lián)數(shù)據(jù)保存在實時數(shù)據(jù)庫中。技術(shù)平臺：iUAP務(wù)器、開發(fā)框架（移動/前端/服務(wù)端、消息服務(wù)、調(diào)度服務(wù)等。應(yīng)用層：管理、物料管理、汽運管理、鐵運管理等。數(shù)據(jù)存儲區(qū)南昌總部機房物理資源應(yīng)用服務(wù)器區(qū)

圖2貴冶應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)部署方案關(guān)鍵應(yīng)用一：智能物聯(lián)智能物聯(lián)的范圍包括：控制系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)、質(zhì)檢設(shè)備數(shù)據(jù)、電子秤計量數(shù)據(jù)、汽車GPS數(shù)據(jù)、巡檢數(shù)據(jù)、現(xiàn)場作業(yè)數(shù)據(jù)、調(diào)度指令及作業(yè)指令數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等。圖3智能物聯(lián)PI實時數(shù)據(jù)庫獲取實時數(shù)據(jù)；系統(tǒng)支持將視頻數(shù)據(jù)集成到系統(tǒng)中的多種顯示終端顯示；GPS定位設(shè)備，實現(xiàn)汽車行駛軌跡的實時監(jiān)視和預(yù)警；原料和中間產(chǎn)品、產(chǎn)品通過電子秤（地磅或臺秤）統(tǒng)從電子秤獲取數(shù)據(jù)；不同質(zhì)檢設(shè)備，有不同的接口協(xié)議，支持這些不同協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；專屬接口定制不同類型的。關(guān)鍵應(yīng)用二：智慧監(jiān)視——實現(xiàn)全廠綜合調(diào)度指揮通過綜合調(diào)度指揮平臺實現(xiàn)廠級的綜合調(diào)度指揮能力，實時多角度監(jiān)視全廠的生產(chǎn)、安環(huán)、能源、設(shè)備、供應(yīng)鏈和廠級重點經(jīng)濟指標(biāo)運行狀況，尤其針對各種異常的監(jiān)視、分析與處置，發(fā)揮綜合調(diào)度的優(yōu)勢針對問題多部門現(xiàn)場聯(lián)動分析與處置。圖4智能監(jiān)視關(guān)鍵應(yīng)用三：智慧調(diào)度——流程行業(yè)高效協(xié)同基于熔煉裝備的自動化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，構(gòu)建智能化生產(chǎn)作業(yè)的熔煉系統(tǒng)。通過系統(tǒng)實時反饋作業(yè)狀態(tài)，實現(xiàn)生產(chǎn)作業(yè)指令自動化，智能計算熔煉作業(yè)的物耗能耗，精準(zhǔn)判斷熔煉作業(yè)終點，實現(xiàn)熔煉系統(tǒng)全程智能化控制。圖5智慧調(diào)度系統(tǒng)的核心包括：1）熔煉節(jié)奏智能控制；2）行車智能調(diào)度；3）銅酸協(xié)同4）閃速爐智能控制（數(shù)字控制、協(xié)同作業(yè)、智能調(diào)節(jié)；5）煉（精準(zhǔn)投料、終點預(yù)測、數(shù)字控制；6）陽極爐智能精煉（終點預(yù)測、用能平衡、數(shù)字控制。關(guān)鍵應(yīng)用四：智能物流智能物流以冶煉廠這一生產(chǎn)主體為核心，以滿足生產(chǎn)及經(jīng)營需要為前提，管理包括鐵路運輸、汽車運輸?shù)任锪鳂I(yè)務(wù)各環(huán)節(jié)的管理應(yīng)用。圖6智能物流通過智能物流管理實現(xiàn)如下應(yīng)用效果：駐廠時間，節(jié)約運力，加快物流周轉(zhuǎn)；違規(guī)行駛、貨運作弊情況；無人值守減員增效：軟硬件結(jié)合優(yōu)化汽車衡計量工作，自動采集磅秤數(shù)據(jù)，提高計量時效與精度，減輕司磅工作；效、過程透明、數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，為生產(chǎn)上下游環(huán)節(jié)做好銜接服務(wù)；與浪費；減少資金積壓。關(guān)鍵應(yīng)用五：智能配料通過智能配料，對不同品質(zhì)的銅精礦合理搭配使用，保障產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定。庫存質(zhì)量發(fā)生重大變化時，主動提醒，實現(xiàn)配料業(yè)務(wù)主動安全。實現(xiàn)配料執(zhí)行的對比分析，優(yōu)化配料控制指標(biāo)。圖7智能配料智能配料系統(tǒng)記錄配料相關(guān)的各種約束（約束條件在使用過程中進行迭代優(yōu)化規(guī)劃輸出。關(guān)鍵應(yīng)用六：能源優(yōu)化調(diào)度基于企業(yè)設(shè)備、工藝明確的運行策略，通過對生產(chǎn)運行情況持續(xù)跟蹤監(jiān)節(jié)約成本等。包括：總降壓主變運行臺數(shù)優(yōu)化總降壓主變運行負荷優(yōu)化透平發(fā)電機組低壓透平投運停運優(yōu)化圖8能源平衡優(yōu)化能源管理系統(tǒng)是智能工廠重要組成部分，通過對能源計量信息匯總平衡及計劃預(yù)測數(shù)據(jù)的管理，實現(xiàn)企業(yè)能源運行狀況、指標(biāo)執(zhí)行等的監(jiān)視，及時發(fā)現(xiàn)異常、處理異常，優(yōu)化能源運行調(diào)度，滿足企業(yè)穩(wěn)定生產(chǎn)提供能源保障及能源高效利用。同時，利用數(shù)據(jù)分析手段進行數(shù)據(jù)挖掘，追蹤能耗影響因素，為工藝改善提供數(shù)據(jù)支撐。關(guān)鍵應(yīng)用七：熔煉時序節(jié)奏管理根據(jù)熔煉作業(yè)數(shù)據(jù)自動按熔爐組實時狀態(tài)形成節(jié)奏時序圖，提升整個熔煉系統(tǒng)調(diào)度指揮管理的智能化水平，以信息共享、過程可控、科學(xué)預(yù)判為重心，構(gòu)建閃速爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐的生產(chǎn)管控的智能化支撐，共享三大爐完整的作業(yè)進度，及時、準(zhǔn)確調(diào)整作業(yè)要求，實現(xiàn)作業(yè)預(yù)期判斷和產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)控制。圖9熔煉時序用友iUAP企業(yè)互聯(lián)網(wǎng)開放平臺承載著企業(yè)關(guān)鍵業(yè)務(wù)的運行，其安全性是實現(xiàn)服務(wù)價值的基本保障。在企業(yè)環(huán)境中，安全體系建設(shè)應(yīng)該全面考慮應(yīng)用安全、基礎(chǔ)架構(gòu)安全、業(yè)務(wù)安全、安全管理、安全合規(guī)等多個方面，其中應(yīng)用安全是整個保障的核心。iUAP技術(shù)平臺中的安全組件及框架為應(yīng)用安全架構(gòu)提供了完整的解決方案，為整個安全體系建設(shè)提供必要的支撐。安全組件及框架iUAP技術(shù)平臺安全組件主要包括幾個部分的內(nèi)容：用戶認證鑒權(quán)組件、服務(wù)認證鑒權(quán)組件、安全日志組件、安全編碼框架、安全加解密框架。在這些組件及框架的基礎(chǔ)上，應(yīng)用開發(fā)可以快速實現(xiàn)包括身份鑒別、訪問控制、會話安全、數(shù)據(jù)安全、安全日志、安全審計、服務(wù)安全、編碼安全等應(yīng)用所需的基礎(chǔ)安全能力。圖10應(yīng)用安全組件框架應(yīng)用系統(tǒng)的安全體現(xiàn)在：用戶、權(quán)限控制數(shù)據(jù)權(quán)限控制計。服務(wù)器性能監(jiān)控及預(yù)警移動應(yīng)用安全機制考慮到移動應(yīng)用需要在貴冶廠外使用，為應(yīng)對移動化面臨的安全風(fēng)險，建議采用用友移動應(yīng)用平臺提供覆蓋端到端的安全機制，具體如下：設(shè)置反向代理服務(wù)器；應(yīng)用服務(wù)器；實時數(shù)據(jù)采集安全機制實時數(shù)據(jù)采集有數(shù)據(jù)采集專網(wǎng)，數(shù)據(jù)采集專網(wǎng)采集數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫。智能工廠軟件從實時數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，不主動寫數(shù)據(jù)到實時數(shù)據(jù)庫。只允許智能工廠應(yīng)用服務(wù)器訪問實時數(shù)據(jù)庫，不允許其他服務(wù)器訪問。數(shù)據(jù)應(yīng)用安全機制在數(shù)據(jù)應(yīng)用時要考慮數(shù)據(jù)應(yīng)用的安全，數(shù)據(jù)應(yīng)用安全體現(xiàn)在：數(shù)據(jù)權(quán)限控制，不同的崗位的人員可以查看不同的數(shù)據(jù)權(quán)限，避免不同非授權(quán)人員看到敏感數(shù)據(jù)。環(huán)保數(shù)據(jù)，安環(huán)數(shù)據(jù)，需要在后期配置數(shù)據(jù)時有安環(huán)部把關(guān)控制質(zhì)檢數(shù)據(jù)展示時需要有質(zhì)量計量部把關(guān)控制金屬平衡等方面的數(shù)據(jù)需要有計劃部把關(guān)控制網(wǎng)絡(luò)安全安全域：采用物理墻實現(xiàn)各功能區(qū)的安全隔離，保障各功能區(qū)的安全性（生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫區(qū)、生產(chǎn)應(yīng)用區(qū)和開發(fā)測試區(qū)。網(wǎng)絡(luò)安全防護：采用虛擬防火墻技術(shù)增強功能區(qū)內(nèi)部即云內(nèi)應(yīng)用間的隔離和訪問控制。IPS等監(jiān)控設(shè)備，提升對威脅的感知能力。WEBWEB防護及入侵檢測與防御。通過應(yīng)用安全檢測，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用安全開發(fā)或者部署漏洞。系統(tǒng)前端的網(wǎng)絡(luò)可靠性靠網(wǎng)絡(luò)冗余來防止網(wǎng)絡(luò)中斷系統(tǒng)異常。主機安全系統(tǒng)后臺服務(wù)器，遠程在線熱備方式防止主機停機給系統(tǒng)應(yīng)用帶來影響。同時，系統(tǒng)基于內(nèi)部專屬云部署，硬盤，內(nèi)存等硬件資源靠專屬云保障系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。三、下一步實施計劃設(shè)的效果充分發(fā)揮出來。1-2自動化裝備的推廣應(yīng)用。四、項目創(chuàng)新點和實施效果將GIS技術(shù)與汽車行駛軌跡，能源管網(wǎng)管理相融合，數(shù)字化可視化管理實物位置，危險發(fā)生時可以實時定位。以工業(yè)APP的方式將配料相關(guān)的各種約束，動態(tài)調(diào)用最新原料的存量和元素含量，最優(yōu)計算等固化在程序中，實現(xiàn)了工業(yè)知識的程序化沉淀?；谏窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化算法，預(yù)測轉(zhuǎn)爐吹煉終點，精準(zhǔn)指導(dǎo)排渣、排銅等運輸工具的安排。采用云原生架構(gòu)（微服務(wù)、容器云、DevOps、敏捷研發(fā)團隊）保障項目技術(shù)領(lǐng)先性。實施效果通過本項目實施，實現(xiàn)如下成果：大數(shù)據(jù)應(yīng)用~10萬點/秒實時數(shù)據(jù)集>多種類型的物聯(lián)DCS/PLC/SCADA電子秤/天車質(zhì)檢設(shè)備GIS數(shù)據(jù)電子看板倉庫條碼/……生產(chǎn)效率、管控能力、分析判斷水平大幅提高。實時時序預(yù)測監(jiān)控，提高生產(chǎn)率，降低能耗，提供產(chǎn)品合格率根據(jù)熔煉作業(yè)數(shù)據(jù)自動按熔爐組實時狀態(tài)形成節(jié)奏時序圖，提升整個熔煉系統(tǒng)調(diào)度指揮管理的智能化水平，以信息共享、過程可控、科學(xué)預(yù)判為重心，構(gòu)建閃速爐、轉(zhuǎn)爐、陽極爐的生產(chǎn)管控的智能化支撐，共享三大爐完整的作業(yè)進度，及時、準(zhǔn)確調(diào)整作業(yè)要求，實現(xiàn)作業(yè)預(yù)期判斷和產(chǎn)品質(zhì)量最優(yōu)控制。選礦緩冷場綜合管理，提高效率減少故障選礦車間緩冷場模塊實現(xiàn)渣包緩冷作業(yè)管理無紙化，信息共享化，作業(yè)可視化。現(xiàn)在緩