金川集團鎳成品智能車間建設研究與應用

鎳鈷資源綜合利用國家重點實驗室 金川集團鎳冶煉廠 金 巖

鎳鈷資源綜合利用國家重點實驗室 金川鎳鈷研究設計院 呂蘇環 郭 奇

鎳鈷資源綜合利用國家重點實驗室 金川集團信息與自動化工程公司 楊鶴年

在現階段工業不斷發展的過程當中，智能車間的發展尤為迅速，其中在車間作業的過程當中充分借助于其產生的數據，來判斷車間管理當中存在的問題以及質量問題，從而建立起可視化的平臺進行展示。在本文當中，借助于金川集團鎳成品的智能化生產車間來進行了分析，對于其系統功能的架構進行了建設，并且對于各個模塊的實際功能做出了詳細的描述，最終使得模塊內部可以達到清晰明確的現象。

在現階段當中，我國的國民經濟主體為制造業，屬于立國之本、興國之器、強國之基，屬于我國“創新驅動、轉型升級”的主戰場。在現階段人工智能、大數據以及物聯網技術的不斷發展下，制造業的發展也展現出了全新的活力，在制造業當中，提出了智能制造這一個方向。

1 智能車間

在智能化的車間概念當中，屬于智能化的展示和管理，更加直觀的對車間的運行狀態進行體現，實現作業人員以及管理者可以及時動態的跟進生產過程。在生產車間當中，存在各種電子看板，可以對生產進度、實時質量監控和計劃調度等內容做出實時監控。智能車間內部，可以實現對車間工序的全方位掌控。對于車間操作者來說，主要關心的是日常生產的計劃與排產信息、電子作業指導書和生產品質等信息。

制造業視角下的智能車間當中，屬于車間實現的最好載體物質。制造業可以借助于自動化的手段，實現管理模式的自動化運行。企業需要對自動化的裝備進行購置，車間內簡單的操作可以利用機器來進行代替，實現自動化的運行。在制造業的車間內部包含自動化設備的同時，還要將各類設備進行連接，實現智能神經系統的鋪設，從各維度取得與管理系統相關的數據，建立功能更為豐富的PLC裝置，從而可以借助于云平臺來實現信息的交換和共享。對于智能車間來說，可以建立起超出人工管理的控制效，以此來提升加工過程的智能化水平。

2 智能車間建設

在本文當中，對金川集團鎳成品的智能車間建設進行了研究，主要對其平臺的設計和實現應用做出了分析。

2.1 平臺總體設計

在平臺設計當中，主要實現目標質量的數據分析和可視化平臺的建設，借助于分布式的結構可以實現對不同信息數據源的科學有效管理，從而為企業的管理者日常的管理決策提供意見建議。對于該集團的智能車間的建設當中，可以借助于可視化的平臺來實現對產品生產作業過程當中的動態監控，對產生的不同數據源信息數據做出統一的整理收集。在該功能當中，數據管理需要借助于關系型數據庫和非關系型數據庫來對信息數據的存儲進行實現。在數據的分析當中，需要對數據處理、模型管理和模型評估做出分析。在算法管理方面需要對基礎統計、回歸、分類以及聚類等多個方面的管理做出研究。

2.2 關鍵技術研究

在該集團的鎳成品智能車間建設過程當中，需要應用到多個關鍵技術：其一，需要在人機交互的基礎上實現數據的可視化顯示體現，其中數據分析屬于關鍵性的部分，借助于前端顯示與后端的算法處理來實現對數據的展現。在人機交互的數據可視化系統內部，包含了數據采集、數據劃分、數據存儲、數據提取、計算處理和可視化等模塊。在該智能車間的系統當中，主要利用數據采集模塊來對其不同設備當中的數據進行收集，之后將其數據進行分類存儲與不同的模塊內，并且將其以數據庫的方式存儲。其二，在智能車間的系統框架內部需要在SSM的基礎上實現前后端分離。其中SpringMVC可以對視圖進行管理，對請求進行轉發，在應用的過程當中，主要是對請求利用HandlerMapping尋找Controller去處理請求，對于請求來說，Controller的邏輯處理返回ModelAndView，DispacherSerclet內部可以進行視圖的查找并且解析。利用數據庫的地層操作來實現數據接口的創建。硬件設計如圖1所示。

圖1 硬件設計

2.3 智能車間系統實現

在該智能車間的平臺系統建設過程當中，需要進行數據管理模塊的建設和研究，主要對數據進行管理和維護，其中包含著數據源集成、數據源信息管理等功能。在權限設計方面需要根據不同等級的數據源和數據庫的信息來實現對數據的操作控制，比如增刪改查操作。在對數據分析的模塊建設方面需要根據其現階段存在的業務數據源和計算方式，來對其進行數據的預測處理分析。整體功能設計如圖2所示。

圖2 整體功能設計

針對數據準備來說，對于智能車間當中的業務人員需要對數據進行分析和采集，以此來對系統當中的數據源進行接入和預處理操作。在這一步當中，可以為數據分析提供一些輕量級別的數據準備功能前提基礎條件，最大限度的滿足對數據預處理的需求和要求。在對數據的處理過程當中，需要根據不同的權限來實現信息數據的一系列操作，其中包含了新建數據源、查詢已存儲的數據、刪除無用或失效的數據、更改數據工程配置信息等多個方面的數據操作功能。

對于該集團的鎳成品的智能車間創建的系統來說，其算法管理模塊屬于其數據分析的基礎理論模塊，包含了對數據的算法管理和算法集成功能。在算法管理方面主要針對于所需算法的添加、刪除、查詢、修改和禁止進行操作，從而實現對算法定義的審核和制定。在這個過程當中，需要根據不同的算法功能來實現對用戶需求的審核，從而進行對應的增刪改查工作。

結束語：綜上所述，智能化的車間建設屬于一個系統推進的過程。對于其職能制造的道路當中，需要對其智能車間建設的多個誤區進行把握，根據實際情況來探索出智能化的轉型升級之路，最終實現企業的數字化、網絡化以及智能化，為企業本身的經濟效益和社會效益帶來全面的改善和優化，促進經濟發展。