水泥产业智能制造相关技术探讨及应用

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Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 水泥产业智能制造相关技术探讨 交流会 穆加会 中国中材国际工程股份有限公司 ( 南京） Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 • 水泥产业智能制造及智能化水泥工厂 • 智能化水泥工厂与数字化智能型控制 • 智能化水泥工厂的元数据与数字化工厂 • 智能化水泥工厂的工业互联网架构探讨及案例分享 水泥产业智能制造相关技术探讨及应用 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 水泥产业智能制造及智能化水泥工厂 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 设备基础：可靠 设备 原燃材料 控制系统 检测仪表 原燃材料基础： 稳定 检测仪器、仪表基础： 稳定、准确 自动化基础： 可靠、稳定 实施水泥产业智能制造的基础条件 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 目标 1 改善劳动条件 减少人工干预 2 3 提高产品质量 降低产品能耗 4 5 提升管理效能 水泥产业智能制造的目标 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 水泥产业 智能制造 准确感知企 业、车间、设 备、系统的运 行管理状态 自感知 对获取的数据进行 快速、准确的加 工、识别、处理等 自学习 执行决策对设 备状态、车间 和生产线的计 划做出调整 自执行 根据数据分析的 结果按照设定的 规则自动做出判 断和选择 自决策 智能分析 智能服务 智能物流 智能控制 智能管理 智 能 规 划 水泥产业智能制造 水泥产业智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术的深度融合，贯穿于设计、生 产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自控制、自决策、自执行等功能的新 型生产方式。智能化水泥工厂是水泥产业智能制造的主要载体。智能化水泥工厂建设主要包括从智能 规划开始，涵盖了智能控制、智能管理、智能物流、智能分析和智能服务等方面内容，实现水泥产业 的智能制造。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理  实现智能化水泥工厂整体架构及功能设计  实现工厂的数字化设计  实现网络联通、数据互通及业务打通，消 除信息孤岛  完成生产过程数据及相关管理数据的采集  奠定大数据分析的基础条件。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 智能控制结合了工艺设计、电气自动化设 计、水、暖通等专业设计要求，实现了多 种技术的综合应用，涵盖了质量控制要 求、 DCS 系统控制要求、智能设备选择、 智能传感及智能检测应用、专家优化等多 种技术的综合设计，是实现提质、增效、 降耗的重要措施 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 信息化管理 + 智能分析 = 智能生产 涵盖采购、销售、生产管理、能源管理、 质量管理、设备管理、库存管理、备品备 件、矿山、移动发布等。 提升劳动生产率、降低管理成本 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 智能物流系统实现了采购、销售、质量、 控制及财务的无缝集成，实现了地磅房无 人值守，减少了水泥厂由于人员或流程的 因素出现的作弊现象和操作问题。 作用：减少了人员配置，提高了称重效 率，提高了企业的经济效益。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 智能服务包含了生产远程服务平台（包含 远程生产诊断、设备诊断）及工业数字化 智能视频监控系统。生产远程服务平台改 变生产运维方式及服务模式。 工业数字化智能视频监控系统对部分生 产、安全等场景利用智能识别技术，自动 实现预警功能，进一步减少了人工干预， 提高了实时性。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 多维度智能分析，助力水泥企业经营管理决策包含且不局限于下列分 析：  生产主题：生产完成率及排名、生产主要经营指标对标、生产质量 日、月报表、熟料生产能耗分析、水泥生产能耗分析、维修费用分 析、绩效考核。  库存主题：原料库存、生产库存、熟料库存、水泥库情况；  质量主题：生产过程化验、燃料化验、物检、出厂水泥化验、自动 生成各类分析报表，包括质量日报表、 SPC 趋势图等，为生产、质 量部门的决策提供依据。  设备主题：设备台账、设备维修、设备保养、备品备件管理、大小 修、设备监控关停机、 OEE 分析等综合分析。  供应主题：原燃材料采购完成率及经济指标分析、备品配件完成率 及经济指标分析。  销售主题：销售完成率排名表、计划与实际销售对比表、销售开票 平均价分析、销售同期对比、销售主要经济指标分析。  能源主题：主要经济指标分析、成本量化分析、能耗分析、环境指 标分析 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 三维与安全、维修、工艺、运行、设备结合，提供全方位的可视化管理 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能 生产 控制 层 经营 管控层 设备管理 能源管理 智能物流 智能质控 安全环保 财务管理 人力资源 管理 销售管理 OA 协同 电子 商务 设备资产 管理 智能矿山 智能生产 生料粉磨 水泥粉磨 煤磨系统 烧成系统 余热发电 质量控制系统 专家故障诊断系统 专家智能控制系统 数据仓库 智 能 生 产 智 能 控 制 智能 装备层 智能传感 摄像头 移动巡检 4G 网络 物联网 水泥产业智能制造 动态建模平台 应用集成平台 应用开发平台 应用管理平台 云技术运行平台 平台层 智能规划 整体规划 数据中心 及 数据分析 网络及 安全规划 与主体 专业的 规划设计 数字化 工厂 规划设计 智能应用 移动应用 智能分析 智能服务 三维工厂 智能设备 智能 决策层 经营 大数据中心 … 质量 大数据中心 制造 大数据中心 采购管理 为管理者提供 真正的智能化决策 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 • 数字化智能型控制技术指标 • 新型干法水泥示范生产线技术要求 智能化水泥工厂与数字化智能型控制 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化智能型控制技术要求及第二 代新型干法水泥示范生产线技术要 求包含了数据采集、智能控制、质 量控制、能源管理、信息化管理等 部分智能化水泥工厂的技术要求。 比较 实施范围 实施内容 实施效果 。。。。 指标？ 智能化水泥工厂与数字化智能型控制 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 影响岗位定员的可能因素： 1 、工厂管理模式 2 、智能装备水平 设备可靠性、安全性、智能传感器等 3 、智能控制水平 自动化控制水平、质量控制水平、关键工艺段的智能软件应用等 4 、信息化管理水平 5 、人员素质 6 、其他因素 关于岗位定员 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 智能化水泥工厂元数据问题探讨 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据  数据基础？  数据的有效性、数据质量、 数据完整性、代表性？  数据及业务的联通性？  大数据分析的基础条件？  数字化  网络化  大数据  智能化 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据 1. 对现有工厂 DCS 进行数据采集就是数字化工厂了？ 2. 现有数据采集有没有用？肯定有用 ! IEC 给出的数字工厂的定义是：数字工厂是数字模型、方法和工具的综合网络（包 括仿真和 3D 虚拟现实可视化），通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。 它是以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过 程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方 式，是现代数字制造技术与计算机仿真技术相结合的产物。 数字工厂是以产品全生命周期的相关数据为基础的数字模型、方法和工具的综 合网络。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据 《国家智能制造标准体系建设指南》（ 2018 年版）指出“元数据和数据字 典标准用于规定智能制造产品设计、生产、流通等环节涉及的元数据命名 规则、数据格式、数据模型、数据元素和注册要求、数据字典建立方法， 为智能制造各环节产生的数据集成、交互共享奠定基础。” 根据《国家智能制造标准体系建设指南》（ 2018 年版）文件精神，在智能制造产 品设计、生产、流通等环节所产生的数据，称之为元数据。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据  水泥工厂的元数据？  元数据 的广度及深度？ 因此，如何打造智能化水泥工厂的元数据和数据字典是我们面临的一项 很重要的基础工作。 水泥工厂的元数据是指能够准确反应水泥工厂的设计、工艺过程、设备、 质量、生产、采购、销售、管理等整个生产活动过程的数据要求。具体的 数据表现：直接数据、视觉感知数据及文本数据等等。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据  方法和要求 用于获得测量、分析、控制等水泥工业生产过程数据的手段采用智能传 感器、自动识别系统等以及非接触式感知设备自动识别目标对象及数据采 集，处理好数据采集与交换过程中的数据格式、程序接口的统一问题，确 保编码的一致性。处理好数据交互时，所使用的智能传感器、自动识别系 统、工业机器人等智能装备的信息模型、数据字典、通信协议、接口、集 成和互联互通、优化等的技术要求，处理好智能生产过程中智能装备之间， 以及智能装备与智能化产品、物流系统、检测系统、工业软件、工业云平 台之间数据共享和互联互通的问题。 Sinoma International Engineering Co., Ltd. 中材国际（南 数字化水泥工厂 - 元数据 智能化水泥工厂元数据的实现需结合工艺、设备、电气自动化、水、暖 动、土建（建筑、结构）余热发电等专业设计要求，采购、销售、财务、 人员等管理数据要求，结合智能传感、智能识别、在线检测、软件集成等 多种采集设备与产品，保证数据的实用性、有效性、代表性、数据质量及 数据的关联性。实现基础数据的定义与规划，是实现数字化工厂、智能化 及水泥产业智能制造大数据分析的一个非常重要的基础条件，专业设计数 据和管理数据的规范化要求，对于老的水泥工厂智能化改造以及新工厂的 智能化设计及相关设备的选型、采购具有非常重要的意义。 信息