工业互联网工业超脑智能制造智慧工厂解决方案

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工业超脑数字化工厂解决方案目录 PART 01 背景和目标 PART 04 结束语 PART 02 总体设计 PART 03 详细设计背景和目标 01 效益国家效益： 20 年 3 万亿美金 GDP 。企业效益：效率 20 ，成本 20 ，节能减排 10 十大重点领域五大工程核心关键创新驱动、智能转型数字化、网络化、智能化突出特点互联网 + 信息化与工业化深度融合智能制造第一步目标 30 年，三步走新一代信息技术电力装备航空航天装备海洋工程装备及高技术船舶先进轨道交通装备节能与新能源汽车高档数控机床和机器人新材料生物医药及高性能医疗器械农业机械装备制造业大国制造业强国世界强国中国制造 2025 中国制造 2035 中国制造 2045 强国之列强国之中强国领先地位《中国制造 2025 》 + “1+X” 实施方案和规划体系 + 高端领域技术线路图绿皮书国家制造业创新中心建设工程大力推进智能制造工业强基工程绿色发展工程高端装备创新工程为什么建设智能工厂—政策的推动国家政策驱动 - 国家智能制造总体规划智能化生产过程生产方式新业态新模式管理服务装备产品智能传感技术自动控制技术计算机网络技术人工智能技术智能装备技术现代管理技术自动化模型化数字化集成化可视化生产过程智能化服务智能化装备和产品智能化管理、决策智能化新业态新模式智能化生产管控设备管理安全环保能源管理 …… 为什么建设智能工厂—新兴技术的推动为什么建设智能工厂—企业发展的内在需求生产供应链能源设备安全与环保  原料价格波动剧烈  市场需求与产品价格变化频繁  无法有效地评估和衡量供应链绩效企业的经营发展过程面临着众多困难，智能工厂的建设迫在眉睫  市场多变，需要灵活、高效、智能的生产管理方式  生产要求及生产实际状况未能及时反馈和传递  能源监管粗放、无法精准识别节能因素  缺少降本增效的数据支撑  人员安全重视程度不断提高  需要满足绿色低碳的要求  传统设备管理模式效率低下  设备管理成本居高不下智能制造是指将物联网、大数据、云计算等新一代信息技术与设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节融合，具有信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等功能的先进制造过程、系统与模式的总称，具备以智能工厂为载体，以关键制造环节智能化为核心，以端到端数据流为基础、以网络互连为支撑的四大特征，可有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗，对推动制造业转型升级具有重要意义。 —— 《国家智能制造标准体系建设指南 (2018 年版 ) 》一条主线：新一代信息技术与产品全生命周期各环节及先进制造技术的深度融合两个目的：智能地实现产品，实现智能的产品三大功能：信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行四个特征：智能制造、关键制造环节智能化、端到端数据流、网络互连智能制造的定义化工企业的四大挑战企业本质安全风险分级管控隐患排查治理重大危险源监测预警生产过程安全监管安全标准化管理内外部管理协同协同办公 O A 流程管理知识管理人力资源移动办公化工生产业务上下游产业链外延并购品牌建立工业互联网产业链协同生态协同风险分级管控隐患排查治理重大危险源监测预警生产过程安全监管安全标准化管理协同办公流程管理知识管理人力资源移动办公生产管理供应链管理设备管理能耗管理质量管理外延并购品牌建立工业互联产业链协同生态协同 2 3 4 5 7 1 6 数字化工厂企业总体设计、工艺流程及布局建立数字化模型自动化投用自控投用率达到 90 以上，关键生产环节实现安全连锁经营运行管控建立企业资源计划系统，实现企业经营、管理和决策的智能优化通信保障建立企业通信网络架构，实现各环节之间的信息互联互通。在线监测监控建立数据采集和监控系统，生产工艺数据自动数采率达到 90 以上安全环保与应急在安全与环境风险区域实现自动检测监控，建立在线应急指挥联动系统生产运行管控建立生产执行系统，生产计划、调度实现模型控制 8 信息安全建设工业信息安全管理制度和技术防护体系智能工厂总体目标总体设计 02 总体架构设计理念—数据集成与流转数字化研发数字化生产数字化调度数字化能源数字化质控数字化仓储数字化物流数字化供应链数字化客户数字化办公数字化安环数字化应急数字化绩效工厂建模数据能源建模数据质控建模数据设备建模数据供应商管理数据客户管理数据用户管理数据权限管理数据规则管理数据 ..... . 数字化资产数字化设备数数字字化化仿仿真真数据上传数据总线数据上传数据下载数据上传数据分析数据决策数据挖掘基于工业互联网标识解析体系物料建模数据工艺建模数据数据清洗高效产品制造模式智慧企业模式创新商业模式物联网技术数据挖掘仿真技术化工工艺生产管理质量管理能源管理设备管理安全管理成本管理生产有序提升质量降低能耗设备可靠本质安全降低成本生产工艺商业智能供应链管理生产执行管理 DCS PL C 云计算人工智能九大核心价值之一技术、产品、业务深度融合，打造化工工业升级生产调度中心计划与执行原材料采购、库存、耗用台账成品产量、库存、出厂台账半成品产量、库存、出厂台账能耗台账技术与保设备运行状态生产工艺执行情况采购计划调整成品生产计划调整半成品生产计划调整监控预测与优化调度经济维护确保设备可靠、安全工艺、配方改进质量控制与追溯指标调整与优化集中、灵活的生产调度，优化生产资源配置，确保生产计划完成九大核心价值之二 “ ” 通过坚强的数据采集平台，掌握全面生产情况 PLC/ DCS 工艺参数能源管理能耗数据质量检测样品 / 质量数据产量进度物料 / 产量数据安全环保安全 / 环保数据工设计产质能物安艺备划量量耗耗环监监监监监监监监控控控控控控控控生产过程可视化监控工序 1 产量统计质量检测 DCS/PLC 工艺参数物料消耗能源消耗设备状态工序 n 产量统计质量检测设备状态 DCS/PLC 工艺参数物料消耗能源消耗 … … 九大核心价值之三实现质量事件的过程追溯，为质量优化提升提供支撑数据中心九大核心价值之四能耗指标设备指标数据支撑质量结果原因分析控制测定质量分析质量抽查质量事件质量事件原因分析设备原因材料原因人员因素工艺情况质量事件参数情况质量事件工况发生的时间能耗优化工艺优化设备运行优化管理改进原因追溯优化提升故障与数据关联性分析故障概率分析结果设备数据分析结构化数据运行数据气象信息缺陷报告试验数据投运信息非结构化数据图片视频流基于设备实时，实现设备故障诊断识别九大核心价值之五优化能源、节能减排 • 智能化测量 • 智能化采样、制样、化验 • 智能化结算 • 电子招标与采购，降低运输成本 • 实时监测设备能耗与高能耗设备 • 能源使用过程各环节平衡分析 • 动态的反应企业用能情况能源供应能源生产消费 √ 能源质量与数量 √ 能耗实时监测煤炭电商煤矿经销商物流公司银行用煤企业 √ 诊断优化 • 智能化的能耗分析，性能优化分析。 • 指导生产人员优化能源使用效率 • 历史寻优，大数据分析。能效诊断能效分析 √ 智能化分析 • 能效对标。 • 能效统计分析。 • 能效标准提升。标准优化结论指导体系方法评估建议九大核心价值之六数据源工艺数据设备数据生产数据质量数据能耗数据安全数据 …… 形成大数据中心，支撑辅助决策数据获取数据管理数据使用数据集市 O LA P 数据挖掘数据迁移数据仓库抽取转化过滤加载数据转换即时查询多维分析数据挖掘 Portal 报表信息展现 W eb 用户移动用户 O LAP 用户三维用户仿真用户业务用户数据监视九大核心价值之七重大危险源监测预警接入重大危险源企业的实时监控视频和安全参数等实时数据，实现动态监管、自动预警采集企业非实时数据，形成“一园一档”、 “一人一档”、 “一企一档”、 “一设备一档” ，提高精细化监管水平基于对园区、企业、装置的数字孪生，实现监测和预警的可视化管理支持动态预警、风险分布、在线巡查和监管反馈、安全承诺等企业本质安全重点应用九大核心价值之八安全风险综合分析与研判重大事故风险评估 RBI 设备风险评估系统风险评估系统能够为企业工艺研发、工艺风险评估、工艺风险管控的系统分析、数据解析提供在线服务，为企业工艺安全技术管理及体系建设提供帮助。 HAZOP 工艺风险评估  池火灾  蒸气云爆炸  沸腾液体扩展蒸汽爆炸  喷射火灾  凝聚相含能材料爆炸  压力容器物理爆炸  有毒有害物质泄漏扩散  水体污染扩散模拟  ……  设备风险分析为基础  固有风险、潜在风险、事故后果  定性分析、定量 / 半定量分析  风险等级划分，发现主要问题和薄弱环节  制定针对性检测计划，提出对策  基于可靠性的维修分析（ RCM ）  设备的安全完整性等级评估（ SIL ）  可靠性，可用性和可维护性分析（ RAM ）  LOPA 风险评估  QRA 定量风险评价  设备运行状态分析  设备故障分析  设备缺陷分析  完整性策略分析  …… 九大核心价值之九详细设计 03 数字化研发项目与产品组合管理阶段关卡产品组合管理产品创新管理成本管理产品数据管理数据模型版本管理设计 BOM 供应商协同工作流管理标签管理类别管理规范包装管理数字资产（结构、设计图 ) 实验迭代配比工具优化提前确保合规数字化生产生产配方编码质量设计管理方法知识质量标准  基于配方的产品生命周期管理  基于工业互联网标识解析体系定义标签规则数字化仿真通用模型库设备模型库零件模型库建筑模型库工艺模型库仿真工具包展示交互层基础建模层产品建模业务应用层常规交互三维可视化虚拟现实工厂建模工艺建模知识库规划类工艺规划物流规划布局规划管理类文档管理流程管理协同管理质量类参数分析检测仿真工艺优化生产类生产仿真布局仿真人机工程包装仿真机器人安全管理分析层计划层业务层核算层启业云平台资产战略规划与绩效分析 BPM 资产配置计划采购计划调剂计划维修计划供应商管理招投标管理价格管理合同管理采购管理库存管理控制人力资源管理项目管理安装调试维修管理工单管理日历管理工作清场文档管理排程管理维修成本缺陷故障点巡检资产维修维护管理出库申请管理领用、借用资产租赁资产调拨资产盘点资产出售资产报废资产保险资产抵押 ...... 资产实物管理资产核算（固定资产管理）资产档案一致、统一数据模型、统一树结构 ...... 存货核算应收、应付、网上报销流程配置核销现金流管理平台凭证动态会计平台凭证凭证凭证成本管理总账报表工作流平台、审批流平台、预警平台、系统配置平台、数据交互平台、动态建模工具等入库数字化资产数字化生产—业务架构生产优化智能决策安全研判能效提升调度计划调度指令应急指挥 … … 交接班管理开停工生产调度生产跟踪调度可视化异常处置生产监视计划编制生产计划计划发布计划跟踪数字化供应链数字化工艺数字化设备数字化质控数字化绩效数字化安环数字化物流实时数据数字化仓储数字化能源决策支持生产信息生产信息决策支持决策支持生产信息数字化计量计划约束计划反馈调度指令下达操作管理操作监控操作指令执行结果反馈操作指令下达执行结果反馈安元工业互联网 qPaaS 平台数字化生产—工艺管理工艺管理关注生产过程中工艺参数和操作规程，通过对这些方面的管控和优化达到“提高台时率，发挥最大产能”的作用。同时还关注工艺、能耗、设备参数、生产计划等。系统能够对于工艺基础、工艺过程、工艺分析、工艺考核进行一体化管理。工艺基础  配方管理  工艺标准  工艺台帐  工艺路线  操作规程工艺过程  工艺监视  工艺变更  工艺优化工艺分析  工艺指标分析  工艺告警分析  工艺变更分析  工艺平稳度分析工艺考核  工艺执行统计  工艺执行报告  工艺执行考核数字化生产—物料平衡建立涵盖整个厂区生产工艺流程的物料平衡模型，通过物料平衡模型，实现全厂物料日平衡计算。平衡计算的结果，作为各类生产统计报表、以及装置投入产出、产品收率、装置转化率、原料单耗、装置加工损失、储运损失等指标计算的依据。系统内置强大的物料平衡计算算法，提供图形化平衡展示工具，支持单装置、单物料、多装置及全厂的物料平衡。信息编码管理平衡模型配置物料平衡计算（每日）生产信息查询平台物料路由开关信息维护手动位号信息维护装置物料生产信息维护罐运行信息维护信息编码管理平衡报表生产日报数字化生产—生产概览通过生产概览，让生产管理人员实时掌握当日的产品产量、能源消耗、关键指标的趋势、异常情况、主要生产情况、以及主要设备的运行情况，从而为生产管理人员提供管理支撑，做到生产“一目了然”。生产概览 > 产品产量； > 能源消耗； > 关键参数趋势； > 异常情况； > 主要生产情况； > 主要设备运行情况；系统数据数字化生产—设备状态分析通过数据采集，进行全方位监视设备实时 / 历史运行状态，统计分析启停记录、参数越限记录，通过定位、再现异常时间段的生产过程及相关参数越限趋势，为设备检修提供决策依据，指导设备“按需检修”。设备状态分析  工艺参数监测数据  运行、停运时间统计  启停次数统计  越限数据分析  设备可靠性分析数字化生产—异常告警阈值配置  根据设备类型 / 设备人工配置  智能阈值配置告警推送  短信、站内通知、邮件、声光  告警逐级推送  告警分级推送告警处理闭环  告警生成工单  告警复归验证数字化设备—全生命周期管理数字化设备—预防性维护设备预防性维护按照预防为主的原则，有计划地对设备进行日常维护保养、检查和检修，以保证设备经常处于良好状态。这种预防性维护方式可以及时发现设备隐患，避免了设备的剧烈磨损，延长了设备的使用寿命。同时，也有利于缩短修理时间，提高维修效率。设备点检设备巡检设备保养设备检修点检标准点检项目巡检标准巡检项目保养标准保养项目检修标准检修计划点检路线点检计划巡检路线巡检计划保养计划保养工单外委管理检修进度点检工单点检记录巡检工单巡检记录保养提醒保养记录检修质量检修成本数字化设备—预测性维护数据收集数据处理状态指标自动化模型模型输出与应用预测性维护是通过对设备状况实施周期性或持续监测，基于机器学习算法和模型来分析评估设备健康状况的一种方法，以便预测下一次故障发生的时间以及应当进行维护的具体时间。国家行业集团历史标准标准标准先进指标体系指标设备报表能流图流程建立模型工艺工序设备指标规则能量平衡运行参数限值运行规程工艺特性设备模型规实例化范测点绑