當(dāng)精益智能落地有色金屬

周珣｜文

由中冶賽迪信息承建的中色大冶弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)整體規(guī)劃、全新建設(shè)的數(shù)字精益銅冶煉全流程智能工廠(chǎng)。基于中冶賽迪CISDigital 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，項(xiàng)目建設(shè)了生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一數(shù)字平臺(tái)，構(gòu)建起一系列智能應(yīng)用，在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅冶煉生產(chǎn)全流程的一體化智慧操控和智慧管控。

早上9點(diǎn)，是中色大冶弘盛銅業(yè)收集昨日數(shù)據(jù)日?qǐng)?bào)的時(shí)間。而一小時(shí)前，晚班的班組才剛剛結(jié)束工作。這意味著前一天4個(gè)區(qū)域、8個(gè)班組的生產(chǎn)數(shù)據(jù)需要在1小時(shí)內(nèi)完成匯總、統(tǒng)計(jì)、分析。

“這么快的速度在以前是無(wú)法想象的，”負(fù)責(zé)日?qǐng)?bào)上報(bào)的火冶片區(qū)技術(shù)員介紹道，“在智能工廠(chǎng)系統(tǒng)上線(xiàn)之前，我得到分布在各個(gè)生產(chǎn)區(qū)域的主控室，從一張張生產(chǎn)數(shù)據(jù)表格上把我要的數(shù)據(jù)拍下來(lái)。”再經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)的謄寫(xiě)、篩選、計(jì)算，往往一上午的時(shí)間就過(guò)去了。而現(xiàn)在，線(xiàn)上系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、流轉(zhuǎn)、計(jì)算。“以前半天的工作，現(xiàn)在快的時(shí)候40分鐘就能完成。”

在一線(xiàn)工作人員親歷的變化背后，是智能制造體系建設(shè)在弘盛銅業(yè)引發(fā)的深刻升級(jí)與變革。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)是全球最大的銅冶煉和銅加工生產(chǎn)國(guó)，銅產(chǎn)業(yè)規(guī)模居全球首位。而銅作為我國(guó)緊缺戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，其產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定和發(fā)展與國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全息息相關(guān)。目前，行業(yè)正處于由數(shù)量規(guī)模擴(kuò)張，向質(zhì)量效益提升轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵期，銅業(yè)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

管控平臺(tái)集成了豐富的智能應(yīng)用

由中冶賽迪信息技術(shù)（重慶）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中冶賽迪信息”）承建的中色大冶弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)整體規(guī)劃、全新建設(shè)的數(shù)字精益銅冶煉全流程智能工廠(chǎng)。基于中冶賽迪CISDigital 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，項(xiàng)目建設(shè)了弘盛銅業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一數(shù)字平臺(tái)，并在平臺(tái)之上構(gòu)建起一系列智能應(yīng)用，在業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)銅冶煉生產(chǎn)全流程的一體化智慧操控和智慧管控，為弘盛銅業(yè)穩(wěn)定、高效生產(chǎn)注入數(shù)智化新動(dòng)能。

弘盛銅業(yè)智能工廠(chǎng)融合了中冶賽迪系信息在冶金智能制造領(lǐng)域多年的成功實(shí)踐，基于中冶賽迪信息“1平臺(tái)+N應(yīng)用+1中心”的數(shù)字精益創(chuàng)新架構(gòu)打造了有色冶金行業(yè)智能制造新標(biāo)桿。在“平臺(tái)+應(yīng)用”基礎(chǔ)上，中冶賽迪信息發(fā)揮了在冶金領(lǐng)域打造集控模式的大量成功經(jīng)驗(yàn)，攜手弘盛銅業(yè)打造出集中化、協(xié)同化和扁平化生產(chǎn)組織模式，建立了面向全廠(chǎng)生產(chǎn)操控的智慧中心，進(jìn)一步降本增效，構(gòu)建了以成本最優(yōu)為目標(biāo)的全新一代數(shù)字精益銅冶煉智能工廠(chǎng)。

從人工計(jì)算到全局自動(dòng)呈現(xiàn)：基于統(tǒng)一平臺(tái)的數(shù)字化管控

走進(jìn)弘盛銅業(yè)智慧中心，這個(gè)1 000多平方米的大廳已成為整個(gè)工廠(chǎng)的智慧大腦。實(shí)時(shí)監(jiān)控畫(huà)面、數(shù)據(jù)滾動(dòng)更新，跟隨數(shù)字孿生的視角，人們能在三維數(shù)字工廠(chǎng)中穿梭，一窺工廠(chǎng)全貌。

基于中冶賽迪信息CISDigital工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)架構(gòu)，弘盛銅業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一數(shù)字平臺(tái)覆蓋了銅生產(chǎn)火冶、化工、渣選、電解、動(dòng)力等所有生產(chǎn)板塊，讓各個(gè)工序的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)清晰、準(zhǔn)確地呈現(xiàn)在一張張監(jiān)控圖表、曲線(xiàn)、報(bào)表中。當(dāng)前生產(chǎn)狀況一目了然，長(zhǎng)期數(shù)據(jù)趨勢(shì)準(zhǔn)確分析，系統(tǒng)的上線(xiàn)不僅減少了工作人員的溝通成本、重復(fù)勞動(dòng)，更廣泛地釋放出數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的價(jià)值，為精準(zhǔn)操控、協(xié)同管控提供了支撐。

弘盛銅業(yè)技術(shù)員表示，從前紙質(zhì)記錄塞滿(mǎn)了整個(gè)辦公柜，要完成以月為單位的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、預(yù)測(cè)都需要很大的工作量。現(xiàn)在隨著數(shù)據(jù)的積累，長(zhǎng)時(shí)間的趨勢(shì)分析輕而易舉，也讓數(shù)據(jù)創(chuàng)造更大價(jià)值成為可能。

智慧作業(yè)系統(tǒng)、智慧管控系統(tǒng)、智慧分析系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、三維數(shù)字工廠(chǎng)……中冶賽迪信息打造的一系列智能應(yīng)用上線(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)深入到弘盛銅業(yè)的生產(chǎn)與管理當(dāng)中。目前應(yīng)用日平均瀏覽量超4 000次，用戶(hù)平均瀏覽時(shí)長(zhǎng)達(dá)到3小時(shí)。

從“人找數(shù)”到“數(shù)找人” 強(qiáng)化工序聯(lián)動(dòng)與無(wú)邊界協(xié)同

作為環(huán)環(huán)相扣的長(zhǎng)流程工業(yè)，一塊高質(zhì)量陰極銅板的誕生要經(jīng)歷配料、熔煉、吹煉、精煉、電解等一系列環(huán)節(jié)。各個(gè)環(huán)節(jié)之間生產(chǎn)節(jié)奏如何緊密配合，并提高工廠(chǎng)整體的生產(chǎn)負(fù)荷率，是銅冶煉工廠(chǎng)創(chuàng)造效益的關(guān)鍵抓手。

以生產(chǎn)流程為脈絡(luò)，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)統(tǒng)一數(shù)字平臺(tái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程數(shù)字化，工藝參數(shù)、檢化驗(yàn)信息、操作數(shù)據(jù)等信息隨著一個(gè)個(gè)環(huán)節(jié)在工序間同步流轉(zhuǎn)，為數(shù)字化管理、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

在智控大廳的工位上，生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)中心主控員正開(kāi)始一天的工作，他面前的兩個(gè)屏幕呈現(xiàn)著工作所需的各類(lèi)數(shù)據(jù)圖表。指著陽(yáng)極爐生產(chǎn)時(shí)序圖，主控員介紹道：“我們兩座陽(yáng)極爐是交替工作的，完成氧化還原反應(yīng)之后它們就要進(jìn)行澆鑄。”而兩座爐的澆鑄不能同時(shí)進(jìn)行，一旦“撞車(chē)”，其中一爐等待進(jìn)入澆鑄機(jī)的銅水將無(wú)處存放，工作人員就不得不壓低上游吹煉爐的工作負(fù)荷。對(duì)于追求高生產(chǎn)負(fù)荷、低加工成本的銅冶煉生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，這樣的情況是非常不利的。

曾經(jīng)，要了解陽(yáng)極爐以及上游工序的生產(chǎn)狀況，主控員往往得找各個(gè)工序要數(shù)據(jù)、頻繁溝通。而現(xiàn)在兩座陽(yáng)極爐的生產(chǎn)狀態(tài)、順序一目了然，上游數(shù)據(jù)聚合，異常數(shù)據(jù)自動(dòng)標(biāo)紅閃爍，主控人員能夠及時(shí)地對(duì)生產(chǎn)的方方面面進(jìn)行及時(shí)糾偏，協(xié)同管控。

通過(guò)感知、監(jiān)測(cè)、控制、整合、協(xié)同等方式，智能工廠(chǎng)讓各工序信息實(shí)體連接和融合得更緊密，使曾經(jīng)分散在各個(gè)工序現(xiàn)場(chǎng)的操控人員匯聚到集控中心，不僅遠(yuǎn)離了存在危險(xiǎn)源的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，還通過(guò)工序、崗位間的邊界消融，讓各個(gè)操作片區(qū)單元有機(jī)聚合成集中操控、管控整體，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模集控和無(wú)邊界協(xié)同，將生產(chǎn)組織和管理效能提升到了一個(gè)新的高度。

從經(jīng)驗(yàn)相傳到模型算法 智能輔助決策成為現(xiàn)實(shí)

在數(shù)據(jù)融合的基礎(chǔ)之上，中冶賽迪信息創(chuàng)新打造了工藝制度優(yōu)化模型、生產(chǎn)指標(biāo)關(guān)聯(lián)分析等智能應(yīng)用，運(yùn)用當(dāng)前先進(jìn)的算法和分析技術(shù)，讓數(shù)據(jù)融入生產(chǎn)技術(shù)和組織不斷優(yōu)化改善的過(guò)程當(dāng)中，充分釋放數(shù)據(jù)的價(jià)值。

“氧化期望時(shí)長(zhǎng)0.5～1小時(shí)，每爐進(jìn)料總量600～680 噸。”在工藝制度優(yōu)化模型中輸入氧化時(shí)長(zhǎng)的期望值，系統(tǒng)就能基于已有的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算出詳細(xì)的推薦工藝制度，為作業(yè)水平的不斷提升提供了強(qiáng)有力的支撐。這些智能化創(chuàng)新技術(shù)讓老師傅口口相傳的工藝經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚩焖傧路诺矫總€(gè)操作崗位的具體操作環(huán)節(jié)中，使全員的精準(zhǔn)作業(yè)成為日常。

數(shù)據(jù)的能量改變著現(xiàn)在，更預(yù)測(cè)著未來(lái)。系統(tǒng)不僅能顯示熔煉、吹煉、精煉目前的爐次配合狀態(tài)，更能通過(guò)歷史數(shù)據(jù)與操作數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)節(jié)奏進(jìn)行預(yù)測(cè)，讓生產(chǎn)調(diào)度與管理防患于未然。

數(shù)字化轉(zhuǎn)型與升級(jí)，不僅讓生產(chǎn)過(guò)程更加透明可控，也讓各個(gè)班組、層級(jí)、工序的能耗、業(yè)績(jī)數(shù)據(jù)得到高效統(tǒng)計(jì)。工廠(chǎng)全員能夠以數(shù)據(jù)為坐標(biāo)，完成對(duì)標(biāo)、找差、優(yōu)化的改善閉環(huán)，讓精益智能、持續(xù)提升成為可能。

中冶賽迪信息在弘盛銅業(yè)的實(shí)踐中，構(gòu)建了基礎(chǔ)數(shù)字化、過(guò)程自動(dòng)化、管理可視化、分析多端化四大特征的智能工廠(chǎng)。通過(guò)管理創(chuàng)新、組織變革、流程再造、信息共享，實(shí)現(xiàn)扁平化管理、大規(guī)模集控、無(wú)邊界協(xié)同、大數(shù)據(jù)決策。

據(jù)悉，在一系列智能制造舉措下，弘盛銅業(yè)的人均年產(chǎn)能達(dá)到600噸，超出全國(guó)行業(yè)企業(yè)人均年產(chǎn)能先進(jìn)水平270噸2倍以上，弘盛銅業(yè)人均年產(chǎn)值更是達(dá)到3 500萬(wàn)元。

基于冶金智能制造的長(zhǎng)期積淀，中冶賽迪信息全流程智能化解決方案正在呈現(xiàn)出跨行業(yè)、跨領(lǐng)域的共性?xún)r(jià)值。中冶賽迪信息也將持續(xù)奮斗在數(shù)實(shí)融合、動(dòng)能轉(zhuǎn)換的道路上，為新型工業(yè)化進(jìn)程作出更多貢獻(xiàn)。