韓俊峰，區(qū)興華，楊文峰

(中國(guó)重型機(jī)械研究院股份公司,陜西 西安 710032)

0 前言

當(dāng)前,隨著“中國(guó)制造2025”上升為國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,我國(guó)制造業(yè)正經(jīng)歷著由大向強(qiáng)、由分散向聚集的深刻轉(zhuǎn)變。而智能制造作為中國(guó)制造2025戰(zhàn)略的主攻方向，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、物聯(lián)網(wǎng)、智能化等基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，已為其提供了技術(shù)和環(huán)境支撐。對(duì)我國(guó)制造業(yè)迎來(lái)不可避免的制造模式轉(zhuǎn)型，智能制造關(guān)鍵在智，這就要求制造企業(yè)、制造工序、生產(chǎn)線、生產(chǎn)設(shè)備等不僅僅是高精度、高質(zhì)量、高效率執(zhí)行終端，更要求這些單元本身是具有信息感知、自我分析優(yōu)化、決策、信息交互的智能單元，是信息技術(shù)、智能技術(shù)與裝備制造技術(shù)的深度融合。

智能制造本身是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施路徑，在制造業(yè)企業(yè)實(shí)施中，是一個(gè)混合探索，持續(xù)優(yōu)化的過(guò)程。目前典型的ERP-MES-PCS三層架構(gòu)在企業(yè)智能化改造中提供了一個(gè)總體規(guī)劃、分層實(shí)施的參考模式，也解決了信息化過(guò)程中互聯(lián)互通、管理控制一體化的問(wèn)題，但其分層實(shí)施，環(huán)節(jié)較多，對(duì)制造企業(yè)實(shí)施起來(lái)，難度較大且周期較長(zhǎng)。

智造單元的實(shí)施，正是根據(jù)制造企業(yè)智能制造的實(shí)施對(duì)象而提出，作為智能制造的企業(yè)落地方案，它是一個(gè)最小的數(shù)字化智能化單元，企業(yè)可以根據(jù)實(shí)際情況將功能相近的設(shè)備進(jìn)行組合劃分成各個(gè)智造單元，在局部實(shí)現(xiàn)智能制造，各智造單元進(jìn)行組裝，拓展到車間、分廠、企業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)企業(yè)的智能制造。

冶金裝備制造業(yè)是我國(guó)制造業(yè)中的最重要的基礎(chǔ)行業(yè)，其智能化實(shí)施起步較早，各項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)一直緊跟國(guó)際領(lǐng)先水平。以下主要以鋼鐵企業(yè)煉鋼廠一個(gè)精煉工序作為的實(shí)施對(duì)象，探討智造單元的實(shí)施，以期探索出一個(gè)先局部智能，再擴(kuò)展企業(yè)智能的智能制造落地路線圖。

1 精煉智造單元機(jī)理

精煉爐智造單元SMU(Smart Made Unit)是以煉鋼廠精煉工序?yàn)橹悄苤圃煅芯繉?shí)施對(duì)象，立足于解決現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化提升,建立具有完善的生產(chǎn)管理、設(shè)備感知、智能決策與實(shí)時(shí)控制的智造單元平臺(tái)。該平臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)精煉工序多功能模塊的集成，可鏈接企業(yè)ERP及相關(guān)管理模塊。每臺(tái)單體設(shè)備是一個(gè)小的智能單元，將全廠的單機(jī)智能單元連接起來(lái)構(gòu)建全廠智能化系統(tǒng)，將所有工廠智能化系統(tǒng)連接起來(lái)可構(gòu)建企業(yè)級(jí)智能化系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 智造單元實(shí)施體系

精煉爐智造單元實(shí)現(xiàn)企業(yè)職能部門(如安全、消防、生產(chǎn)、設(shè)備、物流、倉(cāng)儲(chǔ)、成本核算、環(huán)保、動(dòng)力、人力等)的動(dòng)態(tài)敏捷管理與實(shí)施監(jiān)控和調(diào)度，可通過(guò)智能化系統(tǒng)的公開(kāi)接口連接到任意一臺(tái)單機(jī)智能化單元，讀取相關(guān)數(shù)據(jù)和下達(dá)相關(guān)指令，達(dá)到優(yōu)化和提升各職能部門所對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)管理水平，實(shí)現(xiàn)數(shù)字工廠所需要的設(shè)備自動(dòng)化、智能化控制，管理信息化、人員高效化，提高企業(yè)生產(chǎn)和管理水平，降低企業(yè)成本。

智造單元的實(shí)施路線是將精煉爐工序的軟硬件一體化，圍繞設(shè)備執(zhí)行的要素及約束，從管理、資源和執(zhí)行三個(gè)維度進(jìn)行智能化功能實(shí)施，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模型如圖2所示。

圖2 精煉智造單元設(shè)計(jì)模型

精煉爐智造單元的實(shí)施，立足于建立一套標(biāo)準(zhǔn)化的智能煉鋼單元管控系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)以生產(chǎn)計(jì)劃為主線，從生產(chǎn)計(jì)劃集成、調(diào)度、預(yù)警，計(jì)劃執(zhí)行過(guò)程的自動(dòng)識(shí)別，智能控制，生產(chǎn)結(jié)果的智能預(yù)報(bào)，將生產(chǎn)全過(guò)程所涉及的所有因素以資源體為定義對(duì)象(設(shè)備、計(jì)劃、人員、物料等)進(jìn)行全要素跟蹤管理、做到計(jì)劃實(shí)績(jī)智能判定預(yù)警，持續(xù)優(yōu)化。智能化系統(tǒng)向外提供標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)接口，可與企業(yè)ERP系統(tǒng)、前后工序智造單元及各管理系統(tǒng)進(jìn)行信息集成。

2 精煉智造單元結(jié)構(gòu)

2.1 功能體系

本系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)“一鍵煉鋼”為目標(biāo)，結(jié)合精煉爐本身工藝流程特點(diǎn)，深入分析每一個(gè)工藝步驟和工藝過(guò)程，并對(duì)工藝步驟界面進(jìn)行技術(shù)參數(shù)描述，將人工經(jīng)驗(yàn)及判定規(guī)則等知識(shí)進(jìn)行可識(shí)別化描述，實(shí)現(xiàn)智能化系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容。在分析了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化、設(shè)備信息化、管理智能化的目標(biāo)后，主要實(shí)現(xiàn)智能工序的生產(chǎn)計(jì)劃管理，生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控，過(guò)程控制管理，設(shè)備管理，成本管理，能源管理，質(zhì)量管理，人員管理，環(huán)境管理等。功能模塊結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2.2 系統(tǒng)實(shí)施架構(gòu)

作為一個(gè)功能完備的基本智能化實(shí)施單元，精煉爐智造單元在實(shí)現(xiàn)功能體系所要求的各模塊的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前軟件工程的發(fā)展，考慮將系統(tǒng)建設(shè)成為對(duì)外接口標(biāo)準(zhǔn)可自定義、對(duì)內(nèi)各功能之間松耦合的應(yīng)用系統(tǒng)，實(shí)施架構(gòu)如圖4所示。

圖3 功能結(jié)構(gòu)圖

圖4 智造單元實(shí)施架構(gòu)

2.3 通訊架構(gòu)

精煉爐智能化系統(tǒng)配置有數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、操作客戶端、工程師客戶端等，考慮到系統(tǒng)響應(yīng)的穩(wěn)定性，采用C/S結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)使用千兆以太網(wǎng)為主干，內(nèi)部使用以太網(wǎng)鏈接；與ERP系統(tǒng)和自動(dòng)化系統(tǒng)之間的鏈接通過(guò)光通訊以減少通訊干擾竄入。系統(tǒng)與MES系統(tǒng)使用當(dāng)前成熟的通訊方式，提供數(shù)據(jù)庫(kù)接口表/WCF服務(wù)/WebService/電文定制等方式進(jìn)行通訊，保證通訊的穩(wěn)定性,提供以XML、JSION格式的高效自定義數(shù)據(jù)交互格式與外部系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)通訊架構(gòu)如圖5所示。

圖5 智造單元通訊架構(gòu)

3 功能實(shí)施

精煉爐智能單元是一套單體工序全信息集成綜合分析的智能化系統(tǒng)，涵蓋了精煉智造工序的所有資源的管理與控制，是一個(gè)實(shí)時(shí)過(guò)程智能控制與管理系統(tǒng)，是企業(yè)管控一體化體系實(shí)現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，是實(shí)施設(shè)備智能化生產(chǎn)的主要平臺(tái)。從體系結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)以MES為核心接收生產(chǎn)計(jì)劃，并把精煉工序的運(yùn)轉(zhuǎn)信號(hào)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送給管理系統(tǒng)，從化驗(yàn)室獲得鋼水成分分析結(jié)果，從上道工序獲得鋼水基本信息使用智能優(yōu)化模型進(jìn)行控制工藝優(yōu)化。同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程管理數(shù)據(jù)的監(jiān)視和參數(shù)設(shè)定。存儲(chǔ)工藝過(guò)程數(shù)據(jù)及生產(chǎn)實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)，為工藝模型計(jì)算提供輸入?yún)?shù)，做到準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備、人員、質(zhì)量、能源、成本、安全等生產(chǎn)要素進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)精煉爐智能化準(zhǔn)確精細(xì)的過(guò)程控制目標(biāo)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與其他智造單元和前后工序的信息智能交互。

3.1 生產(chǎn)計(jì)劃管理

在分層管理的模式下，根據(jù)管理系統(tǒng)下達(dá)的日生產(chǎn)訂單數(shù)據(jù)、連鑄澆次、爐次生產(chǎn)計(jì)劃，按質(zhì)量生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備狀況確定具體的生產(chǎn)工藝路線。廠級(jí)系統(tǒng)制訂出鋼計(jì)劃，完成前工序的生產(chǎn)計(jì)劃后通知、并下達(dá)到精煉爐智造單元。制造命令和出鋼計(jì)劃的制訂將可在本單元內(nèi)實(shí)現(xiàn)。生產(chǎn)計(jì)劃的內(nèi)容包括：計(jì)劃到達(dá)時(shí)間、爐次號(hào)、鋼種、計(jì)劃開(kāi)始時(shí)刻和計(jì)劃結(jié)束時(shí)刻、計(jì)劃生產(chǎn)時(shí)間、上工序號(hào)、下工序號(hào)、工藝路徑、計(jì)劃種類、計(jì)劃員等信息。

如果管理系統(tǒng)因故無(wú)法下發(fā)生產(chǎn)計(jì)劃時(shí)，為了不影響精煉爐的正常作業(yè)，可由指定操作人員在精爐系統(tǒng)的煉鋼計(jì)劃畫(huà)面中進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃的排定，系統(tǒng)將自動(dòng)在操作中標(biāo)注該生產(chǎn)計(jì)劃的來(lái)源及錄入者。接受生產(chǎn)計(jì)劃后，系統(tǒng)自動(dòng)校驗(yàn)該生產(chǎn)計(jì)劃格式及內(nèi)容是否合法，若不合法則認(rèn)為計(jì)劃無(wú)效并報(bào)警。對(duì)有效的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行整理，生成/修正數(shù)據(jù)庫(kù)中的各個(gè)爐次的生產(chǎn)計(jì)劃信息。生產(chǎn)中每一爐次的生產(chǎn)計(jì)劃有效期從計(jì)劃排定(接受)到處理結(jié)束(或該計(jì)劃取消)。生產(chǎn)計(jì)劃有關(guān)鍵字，依靠關(guān)鍵字進(jìn)行數(shù)據(jù)的檢索，生產(chǎn)計(jì)劃有三種處理規(guī)則，即新規(guī)、消除和變更，生產(chǎn)處理流程如圖6所示。

圖6 生產(chǎn)計(jì)劃管理流程

3.2 生產(chǎn)計(jì)劃監(jiān)控

對(duì)當(dāng)前庫(kù)存的生產(chǎn)計(jì)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、調(diào)度處理，對(duì)計(jì)劃的實(shí)時(shí)性要求進(jìn)行判定給出預(yù)警及發(fā)布。提供根據(jù)實(shí)際自動(dòng)或手動(dòng)調(diào)度計(jì)劃處理信息?？筛鶕?jù)計(jì)劃的到站溫度、成分計(jì)算出站時(shí)間，并能給出不能滿足下道工序要求時(shí)間的預(yù)警，調(diào)整措施建議報(bào)警?？筛鶕?jù)下工序(連鑄機(jī))要求到站時(shí)間、精煉工序標(biāo)準(zhǔn)處理時(shí)間計(jì)算應(yīng)到時(shí)間，不能滿足時(shí)給出預(yù)警。對(duì)當(dāng)前在線爐次，根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程模型，自動(dòng)調(diào)度處理過(guò)程步驟，協(xié)調(diào)統(tǒng)一調(diào)度各冶金工藝模型，過(guò)程跟蹤模型、實(shí)際收集處理、和各專家子系統(tǒng)，控制L1過(guò)程控制系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的控制步驟的實(shí)現(xiàn)。可實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警各庫(kù)存計(jì)劃的符合性，根據(jù)進(jìn)度要求預(yù)警計(jì)劃的正確率。對(duì)計(jì)劃的執(zhí)行結(jié)果進(jìn)行匯總分析，給出執(zhí)行結(jié)果判斷，時(shí)間的滿足性，質(zhì)量的合格率，成本控制的符合率，能源消耗和設(shè)備使用情況，環(huán)保設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等，形成完備的爐次執(zhí)行實(shí)績(jī)，計(jì)劃調(diào)度流程如圖7所示。

圖7 計(jì)劃調(diào)度流程

3.3 過(guò)程控制管理

精煉爐的核心管理控制模塊，完成精煉工序生產(chǎn)的過(guò)程實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)，與PLC控制系統(tǒng)及各控制子系統(tǒng)實(shí)時(shí)通訊，按照工藝標(biāo)準(zhǔn)實(shí)時(shí)控制各子系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行，完成生產(chǎn)過(guò)程處理。主要跟蹤生產(chǎn)過(guò)程事件信息、過(guò)程計(jì)算、加料實(shí)績(jī)、測(cè)溫實(shí)績(jī)和成份實(shí)績(jī)信息。系統(tǒng)在收到各種狀態(tài)變化信息后要進(jìn)行相應(yīng)的處理，如：數(shù)據(jù)初始化、設(shè)備使用次數(shù)累計(jì)、初始值設(shè)定和實(shí)際值計(jì)算累計(jì)等。所收集的實(shí)績(jī)數(shù)據(jù)經(jīng)處理后送往MES系統(tǒng)，功能結(jié)構(gòu)如圖8所示。

圖8 過(guò)程控制系統(tǒng)功能圖

3.4 設(shè)備管理

設(shè)備管理把設(shè)備按類型進(jìn)行分類，如機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備等；每個(gè)單獨(dú)的設(shè)備都具有詳細(xì)的信息，包括，生產(chǎn)廠家、尺寸、投入時(shí)間點(diǎn)、檢修周期、在線使用時(shí)間、維修時(shí)間及次數(shù)、維修原因、報(bào)廢時(shí)間點(diǎn)等。設(shè)備管理模塊會(huì)根據(jù)以上信息及該設(shè)備上發(fā)生的故障事件進(jìn)行分析，提供給用戶維修和更換的建議；當(dāng)故障發(fā)生時(shí)，會(huì)給用戶建議檢查方向。同時(shí)提供設(shè)備狀態(tài)管理界面，維護(hù)設(shè)備狀態(tài)信息。

設(shè)備管理主要包含：對(duì)精煉區(qū)域的在線/離線設(shè)備進(jìn)行類別劃分，根據(jù)重要程度，易耗程度分級(jí)別劃分設(shè)備種類；設(shè)備基礎(chǔ)信息管理，對(duì)設(shè)備的規(guī)格、尺寸、廠家、投用狀態(tài)、使用年限(周期)、巡檢周期等信息進(jìn)行錄入，可提供外部接口，從外部設(shè)備系統(tǒng)登錄數(shù)據(jù)；根據(jù)過(guò)程控制系統(tǒng)的執(zhí)行信息，自動(dòng)更新各設(shè)備的使用次數(shù)，使用時(shí)間，實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)各設(shè)備的使用負(fù)荷。利用可工作流引擎實(shí)現(xiàn)設(shè)備定期檢查過(guò)程，可根據(jù)設(shè)備的保養(yǎng)檢修要求，自動(dòng)或人工制定檢修計(jì)劃，在檢修周期到達(dá)前可自動(dòng)提示；可與設(shè)備巡檢系統(tǒng)進(jìn)行集成，自動(dòng)記錄巡檢結(jié)果，預(yù)防巡檢拖期或檢查不規(guī)范造成的故障漏檢；記錄每次設(shè)備的故障發(fā)生時(shí)間、原因、修復(fù)手段、改進(jìn)措施，形成知識(shí)庫(kù)，以便預(yù)防設(shè)備故障的重現(xiàn)。

3.5 質(zhì)量管理

本文主要對(duì)精煉爐的產(chǎn)品質(zhì)量、原材料質(zhì)量及生產(chǎn)過(guò)程中的介質(zhì)質(zhì)量等進(jìn)行綜合管理。對(duì)各鋼種的出鋼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，可接收質(zhì)量管理或工藝管理部門的標(biāo)準(zhǔn)要求，作為生產(chǎn)控制的目標(biāo)進(jìn)行過(guò)程控制。主要有：鋼種元素成分目標(biāo)控制范圍，主要控制成分，出鋼溫度，出鋼周期等；對(duì)工序使用的各種合金成分，來(lái)料成分(可從采購(gòu)配料系統(tǒng)登錄數(shù)據(jù))進(jìn)行管理，用于準(zhǔn)確控制各種原料的使用標(biāo)準(zhǔn)使用率；對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的鋼水采樣、鋼渣采樣經(jīng)分析后，數(shù)據(jù)進(jìn)入質(zhì)量系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)(模型優(yōu)化及控制)；對(duì)處理完成的爐次質(zhì)量信息進(jìn)行綜合判定，從處理周期、控制目標(biāo)合格率(成分、溫度等)進(jìn)行綜合判定爐次處理質(zhì)量結(jié)果。

3.6 能源管理

本文建立能源臺(tái)賬，對(duì)精煉工序使用的各種能源介質(zhì)進(jìn)行綜合管理。對(duì)精煉工序所使用的能源介質(zhì)進(jìn)行定義，包括：名稱、代碼、使用點(diǎn)、統(tǒng)計(jì)來(lái)源等基本信息，能源介質(zhì)主要包括水、電、氣(氬氣、氮?dú)獾?；通過(guò)能源采集系統(tǒng)自動(dòng)采集各能源介質(zhì)的使用量，使用時(shí)間等信息，對(duì)于不能夠自動(dòng)采集的消耗量可通過(guò)采集系統(tǒng)人工錄入使用信息；根據(jù)生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合能源使用量，分析統(tǒng)計(jì)能源的使用率，包括單位出鋼量能源耗量、班組消耗量，日消耗量等。有利于進(jìn)行各種維度的消耗對(duì)比分析；對(duì)能源耗量和分析結(jié)果，系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口可對(duì)外部系統(tǒng)發(fā)布數(shù)據(jù)，可以標(biāo)準(zhǔn)格式導(dǎo)出文件TXT、XML等。

3.7 成本管理

成本管理模塊主要對(duì)精煉爐生產(chǎn)過(guò)程中的各種直接成本(物料、能源)進(jìn)行收集分析，與成本管理部門的成本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實(shí)時(shí)比對(duì)統(tǒng)計(jì)分析。接受成本控制部門或工序擬定的成本控制標(biāo)準(zhǔn)，如噸鋼電耗、合金耗量、氬氣耗量等作為爐次核算基準(zhǔn)；接收過(guò)程控制模塊對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的成本發(fā)生項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)；根據(jù)給定條件(爐次、班次、月)統(tǒng)計(jì)成本變化，分析成本異常(超限/優(yōu)質(zhì))的爐次數(shù)據(jù)，結(jié)合爐次跟蹤(處理過(guò)程步驟)分析節(jié)省成本的工藝方法。根據(jù)設(shè)定的時(shí)機(jī)，系統(tǒng)可將成本統(tǒng)計(jì)信息(當(dāng)期或指定條件)通過(guò)接口發(fā)布到外部系統(tǒng)等。

3.8 人員管理

人員管理模塊主要對(duì)精煉工序的人員信息、生產(chǎn)業(yè)績(jī)、工況統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行管理?？山邮杖耸虏块T的數(shù)據(jù)信息，在系統(tǒng)建立每個(gè)人員的工號(hào)及相關(guān)基本信息(名稱、職稱、職務(wù)等)?？膳c車間門禁打卡系統(tǒng)集成，記錄每個(gè)人員的班次打卡信息，有效考核工時(shí)?？梢耘c人員定位系統(tǒng)集成，對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員實(shí)時(shí)監(jiān)控，預(yù)警提示。與過(guò)程統(tǒng)計(jì)模塊集成，可統(tǒng)計(jì)人員的生產(chǎn)量、成本控制水平、質(zhì)量控制水平，準(zhǔn)確評(píng)價(jià)人員生產(chǎn)業(yè)績(jī)。掌握員工的工作效率，增強(qiáng)對(duì)員工的管理。

3.9 環(huán)境管理

本模塊主要針對(duì)精煉工序的環(huán)保設(shè)備，主要監(jiān)控區(qū)域的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以進(jìn)行動(dòng)態(tài)綜合管理。

對(duì)精煉工序劃分區(qū)域，制定各區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，如溫度、濕度、粉塵濃度、有害氣體量等的國(guó)標(biāo)及企業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)。主要對(duì)精煉的環(huán)保設(shè)備(除塵等凈化設(shè)備)、各區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)檢測(cè)設(shè)備(溫濕度檢測(cè)、粉塵檢測(cè)、有害氣體)，將環(huán)境設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)采集到環(huán)境管理系統(tǒng)存儲(chǔ)分析，根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)預(yù)警和制定控制措施。根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)的異常變化，結(jié)合生產(chǎn)過(guò)程的控制步驟，統(tǒng)計(jì)分析引起異常的操作因素、設(shè)備因素等。對(duì)高壓室、變壓器室、液壓站引入溫度監(jiān)控，在監(jiān)控終端上以獨(dú)立界面顯示、報(bào)警，提供語(yǔ)音報(bào)警支持，方便操作人員了解設(shè)備運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)。

3.10 系統(tǒng)功能

提供支持智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)支持功能，主要包括：對(duì)不同操作級(jí)別人員分配不同功能操作權(quán)限，只能操作權(quán)限范圍內(nèi)的功能；對(duì)不同角色人員賦予不同的關(guān)注點(diǎn)和操作界面；記錄系統(tǒng)的操作日志；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理是控制系統(tǒng)內(nèi)部生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)功能，主要對(duì)精煉爐生產(chǎn)所需的基本標(biāo)準(zhǔn)信息進(jìn)行處理。所有與處理過(guò)程相關(guān)的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在系統(tǒng)中，以便能夠以最佳方式存取數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)：對(duì)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)可異地備份，保障數(shù)據(jù)安全。在需要時(shí)可恢復(fù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

4 系統(tǒng)特點(diǎn)

智能化系統(tǒng)建立在智能傳感器、智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)和專家系統(tǒng)等基礎(chǔ)上的精煉過(guò)程智能生產(chǎn)管控系統(tǒng)，是“智能制造2025”和“互聯(lián)網(wǎng)+”在煉鋼廠精煉區(qū)域的具體實(shí)踐，具有智能化、模塊化、實(shí)時(shí)性、工藝性強(qiáng)等技術(shù)特點(diǎn)，將精煉爐生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)的物質(zhì)流、信息流、能量流互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)一體化，推動(dòng)精煉爐智能化單元落地實(shí)施。

本智能單元具有以下特點(diǎn)：

(1)具有標(biāo)準(zhǔn)化自描述的交互接口(互聯(lián))功能的標(biāo)準(zhǔn)化智造工序。

(2)具有獨(dú)立功能的精煉工序?yàn)樘幚韺?duì)象，以功能標(biāo)準(zhǔn)化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、對(duì)象自描述基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的智造單元具有獨(dú)立可實(shí)施，單元可組裝，系統(tǒng)可裝配的特點(diǎn)，使精煉智造工序成為企業(yè)智能化的基本實(shí)施單元，并具有示范推廣價(jià)值。

(3)保證生產(chǎn)與計(jì)劃的一致性：通過(guò)智能管理系統(tǒng)的實(shí)施，工序生產(chǎn)信息匯報(bào)，可以及時(shí)獲悉生產(chǎn)過(guò)程的進(jìn)度信息，從而了解進(jìn)度與計(jì)劃的偏離程度，方便及時(shí)采取糾正偏差的行動(dòng)，保證出鋼準(zhǔn)確性。

(4)降低成本，最優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程：根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置，提高資源利用率，挖掘設(shè)備/工藝/操作潛能，保證成本優(yōu)化，最大提升生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)將“人機(jī)網(wǎng)”一體化、“人機(jī)物”與“信息流、物流”等智造單元緊密地融合在一起。將工序所有信息進(jìn)行統(tǒng)一集成、統(tǒng)一進(jìn)出口，解決了傳統(tǒng)的“智能制造”實(shí)施中功能分層、分系統(tǒng)帶來(lái)的信息碎片化。把人的因素和管理考慮進(jìn)來(lái)。為降低制造成本、提升運(yùn)營(yíng)效率、提高生產(chǎn)質(zhì)量、減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，在一定技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)少人操作，并最終努力實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作。將人員從單調(diào)、程序化的工作中解放出來(lái)，把精力集中在創(chuàng)新和增值業(yè)務(wù)上，從而提升制造的智能化。系統(tǒng)的實(shí)施路線為智能制造在制造企業(yè)的落地實(shí)施提供了有益的探索。