李志丹，童睿，馮蘭洲

1 水泥生產(chǎn)智能化建設(shè)總體思路

水泥生產(chǎn)智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)與先進(jìn)制造技術(shù)，貫穿于設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理、服務(wù)等活動的各個(gè)環(huán)節(jié)，具有自感知、自學(xué)習(xí)、自決策、自執(zhí)行等功能的新型生產(chǎn)方式，協(xié)調(diào)智能裝備、智能生產(chǎn)、智能管理、智能物流、優(yōu)化控制等組成部分，實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)運(yùn)營全流程的智能制造。

水泥智能制造解決方案基于先進(jìn)過程控制APC、物聯(lián)網(wǎng)IOT、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、生產(chǎn)信息管控MES、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)經(jīng)營管理全流程的可視化管控，優(yōu)化人員結(jié)構(gòu)，降低勞動強(qiáng)度和勞動力成本，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)的人為干預(yù)，保障生產(chǎn)穩(wěn)定性與產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行效率，杜絕安全隱患，降低污染物排放，圍繞整個(gè)水泥生產(chǎn)流程（礦山到包裝），構(gòu)建信息數(shù)字化系統(tǒng)，以全生命周期管理為核心，實(shí)現(xiàn)水泥工廠的五個(gè)維度的智能建設(shè)：

（1）工程設(shè)計(jì)智能化建設(shè)

以數(shù)字化設(shè)計(jì)為開端，從工程精細(xì)化管理、模型仿真開始，建立工廠數(shù)字雙胞胎模型，貫穿從設(shè)計(jì)到數(shù)字化運(yùn)維，包括大修的全生命周期PLM系統(tǒng)數(shù)字化管理，實(shí)現(xiàn)垂直和橫向的數(shù)字化集團(tuán)管控。該環(huán)節(jié)針對新建生產(chǎn)線及改造項(xiàng)目。

（2）生產(chǎn)過程控制智能化建設(shè)

通過各種在線檢測儀器及先進(jìn)檢測設(shè)備，提高過程控制參數(shù)的采集率，為智能優(yōu)化控制系統(tǒng)提供完備的精細(xì)控制依據(jù)，建設(shè)以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定/成本最優(yōu)/減員增效為目的，包括礦山/破碎/生料磨/燒成/水泥磨/包裝線的全流程先進(jìn)過程控制系統(tǒng)。

（3）設(shè)備運(yùn)維智能化建設(shè)

通過點(diǎn)巡檢、設(shè)備智能運(yùn)維、在線振動監(jiān)測實(shí)現(xiàn)故障預(yù)警及診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備的全生命周期管理。通過故障預(yù)警、預(yù)知性維護(hù)和備件倉庫數(shù)字化技術(shù)，優(yōu)化大修檢修、動態(tài)優(yōu)化備品備件庫存，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)級備件采購和調(diào)配優(yōu)化，大幅降低備品備件成本。

（4）生產(chǎn)管理智能化建設(shè)

基于工藝、能源、設(shè)備、質(zhì)量、安環(huán)五大維度的智能生產(chǎn)管理MES系統(tǒng)，能提供豐富的數(shù)據(jù)交互接口，可集成現(xiàn)有各種信息化系統(tǒng)及DCS系統(tǒng)。與地磅計(jì)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)進(jìn)出廠原材料的計(jì)量平衡、統(tǒng)計(jì)、盤庫，與DCS系統(tǒng)、脫硝脫硫系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)自動記錄、生產(chǎn)人員績效考核、生產(chǎn)過程可視化、生產(chǎn)管理精細(xì)化。能源管理中心能通過能耗實(shí)時(shí)對標(biāo)、設(shè)備能耗同比環(huán)比分析、自動預(yù)警、生產(chǎn)避峰分析等技術(shù)手段輔助優(yōu)化能效管理及生產(chǎn)調(diào)度。智能化驗(yàn)室能將自動采集到的檢測數(shù)據(jù)傳輸?shù)劫|(zhì)量管理模塊中，實(shí)現(xiàn)對水泥生產(chǎn)全過程的質(zhì)量控制，自動生成各種需要的質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)表，提供可視化的質(zhì)量數(shù)據(jù)分析工具以及SPC（統(tǒng)計(jì)過程控制）分析工具，及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量過程控制中的畸變、突變及趨勢性劣化，提供早期預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常、降低生產(chǎn)過程的異常波動及廢品率，保障質(zhì)量穩(wěn)定。MES平臺可集成建設(shè)點(diǎn)巡檢及設(shè)備智能運(yùn)維系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)五大維度在統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫上融合分析，為基于大數(shù)據(jù)、深度學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)挖掘、輔助生產(chǎn)決策奠定基礎(chǔ)；可與市場主流的OA系統(tǒng)、物流管理、計(jì)量系統(tǒng)、ERP、客商管理、銷售系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

（5）供應(yīng)鏈物流智能化建設(shè)

通過建設(shè)智能化供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)鏈、物流、采購、倉儲、營銷的一體化管理，貫通供應(yīng)商-MES生產(chǎn)管控-客戶的生產(chǎn)運(yùn)營脈絡(luò)；通過集團(tuán)化管理，進(jìn)行區(qū)域智能調(diào)配，實(shí)現(xiàn)從現(xiàn)場設(shè)備、自動化控制系統(tǒng)、MES生產(chǎn)管理系統(tǒng)、供應(yīng)鏈物流系統(tǒng)到ERP系統(tǒng)的縱向數(shù)字化管控；通過高度集成開放的MES平臺，貫穿物流、供應(yīng)鏈管理到生產(chǎn)管控的橫向數(shù)字通道；最終實(shí)現(xiàn)從設(shè)備到工廠、工廠到大區(qū)，大區(qū)到集團(tuán)級的數(shù)字化管理。

在以上數(shù)字化基礎(chǔ)平臺上積累數(shù)據(jù)資產(chǎn)，借助高速發(fā)展的大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘、深度學(xué)習(xí)及云計(jì)算技術(shù)，形成設(shè)備級、產(chǎn)線級、廠區(qū)級、集團(tuán)級的生產(chǎn)決策尋優(yōu)模型，有效進(jìn)行各類資源調(diào)配和調(diào)度優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)真正意義上的智能化生產(chǎn)運(yùn)營管理。

通過上述五大維度的智能化建設(shè)，預(yù)期可實(shí)現(xiàn)如下建設(shè)成果：

（1）實(shí)現(xiàn)國內(nèi)一流、國際頂尖配置的智能化數(shù)字工廠。引入先進(jìn)的在線檢測儀器、質(zhì)量檢測設(shè)備，填補(bǔ)過程控制數(shù)據(jù)采集率，針對性定制智能過程控制策略。

（2）從生產(chǎn)一線需求出發(fā)，針對現(xiàn)有運(yùn)營的生產(chǎn)線，分模塊分階段建設(shè)，并為未來擴(kuò)建的部分統(tǒng)一規(guī)劃并保留接口，根據(jù)實(shí)際情況及需求靈活擴(kuò)展。

（3）所建設(shè)的工廠具備持續(xù)更新優(yōu)化和持續(xù)擴(kuò)展的能力，具備集團(tuán)級集中管理、快速復(fù)制的能力。

2 水泥工廠智能化建設(shè)框架

圖1是工業(yè)4.0（中國智能制造2025）定義的智能工廠，展現(xiàn)了從供應(yīng)商到客戶（銷售）、從生產(chǎn)到業(yè)務(wù)（控制）、從設(shè)計(jì)到服務(wù)（工程、運(yùn)維）的整體智能化框架。

本系統(tǒng)立足于整體建設(shè)長遠(yuǎn)發(fā)展需求和ISA95國際標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架，貫穿從生產(chǎn)到業(yè)務(wù)管控、從設(shè)計(jì)開始到數(shù)字化運(yùn)維服務(wù)、從供應(yīng)商到客戶三條水泥智能制造業(yè)務(wù)流程，三條業(yè)務(wù)流程建設(shè)的核心就在于建設(shè)一個(gè)強(qiáng)健、靈活擴(kuò)展的MES管控平臺，構(gòu)建核心數(shù)據(jù)資產(chǎn)。中材邦業(yè)遵循工業(yè)4.0建設(shè)架構(gòu)及適合國情的智能化建設(shè)需求，立足現(xiàn)狀，統(tǒng)一規(guī)劃，提供集智能檢測、智能裝備、智能控制、智能運(yùn)營、智能管理和智能物流等技術(shù)于一體的綜合性解決方案。以BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、工程建設(shè)數(shù)字化，以自主知識產(chǎn)權(quán)的智能化控制技術(shù)（智能控制平臺）實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制高度自動化、智能化，以靈活擴(kuò)展的生產(chǎn)信息化管控技術(shù)（MES平臺）為核心實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)字化、供應(yīng)鏈物流一體化管控，以在線設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測為核心實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)知性維護(hù)，在五大維度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)真正意義的水泥工業(yè)智能制造。

在整個(gè)智能化工廠建設(shè)完成后，以MES系統(tǒng)為核心的高度集成的一體化管控平臺上將會實(shí)現(xiàn)物流、信息流、業(yè)務(wù)流和資金流的深度融合，實(shí)現(xiàn)多種先進(jìn)控制技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用業(yè)務(wù)的深度融合，實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)運(yùn)營管理思想的全方位滲透，從而實(shí)現(xiàn)在生產(chǎn)運(yùn)營的全流程上融入和強(qiáng)化精益生產(chǎn)的管理理念。

3 水泥智能制造生產(chǎn)管控系統(tǒng)建設(shè)實(shí)施方案

圖3為基于集團(tuán)級的定制化MES系統(tǒng)架構(gòu)，此模型在未來可在新廠快速部署，對集團(tuán)級的管理和信息傳送提供標(biāo)準(zhǔn)接口，具有良好的可擴(kuò)展性和持續(xù)性建設(shè)。對新建線、改造線以及現(xiàn)有生產(chǎn)線信息化實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化定制。

圖1 水泥制造智能三維度結(jié)構(gòu)圖

圖2 整體實(shí)施架構(gòu)

圖3 集團(tuán)級定制化MES系統(tǒng)架構(gòu)

系統(tǒng)建設(shè)以中材邦業(yè)自有知識產(chǎn)權(quán)的MES系統(tǒng)和智能控制ICE系統(tǒng)為核心，以工藝設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，支持模塊化實(shí)施，整個(gè)系統(tǒng)將在統(tǒng)一的信息化數(shù)字平臺上進(jìn)行整體部署，避免產(chǎn)生信息孤島和解決未來數(shù)據(jù)交互問題的同時(shí)，逐步實(shí)現(xiàn)信息化/智能化/人工智能在線尋優(yōu)/智能生產(chǎn)決策的升華，最終實(shí)現(xiàn)全流程的智能制造。

3.1 MES生產(chǎn)管控信息化系統(tǒng)架構(gòu)

圖4 基于ISA95標(biāo)準(zhǔn)信息流向網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

定制化設(shè)計(jì)開發(fā)的MES平臺遵循國際ISA95標(biāo)準(zhǔn)，是基于集團(tuán)級、產(chǎn)線級管控需求研發(fā)的全功能性生產(chǎn)管控平臺。主要完成生產(chǎn)定義、生產(chǎn)能力、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)性能等四大方面的信息處理并連接ERP和下游自動化、信息化系統(tǒng)。系統(tǒng)包括生產(chǎn)過程可視化、生產(chǎn)管理、能源管理、點(diǎn)巡檢及設(shè)備運(yùn)維管理、質(zhì)量管理、物流供應(yīng)鏈管理、振動在線監(jiān)測及預(yù)知性維護(hù)系統(tǒng)、安環(huán)管理、移動APP、集團(tuán)數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)及云端部署等核心功能模塊。

3.2 MES生產(chǎn)管理信息化系統(tǒng)功能模塊

生產(chǎn)管控信息化平臺建設(shè)是水泥生產(chǎn)智能制造的核心支撐系統(tǒng)，以工藝參數(shù)、物料消耗、能源消耗、質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)維、供應(yīng)鏈、物流銷售等數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，構(gòu)建多維度、精細(xì)化的水泥企業(yè)一體化管控平臺，集成生產(chǎn)管理、點(diǎn)巡檢管理、設(shè)備管理、能源管理、質(zhì)量管理、故障監(jiān)測及診斷分析、視頻監(jiān)控、物流供應(yīng)鏈等功能模塊，構(gòu)建企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營數(shù)據(jù)資源中心，優(yōu)化生產(chǎn)調(diào)度及運(yùn)營決策。依托工業(yè)實(shí)時(shí)庫與關(guān)系庫的無縫融合，通過對企業(yè)生產(chǎn)過程中涉及到的海量工藝運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)、能源消耗數(shù)據(jù)以及眾多質(zhì)量相關(guān)化驗(yàn)數(shù)據(jù)、物流供應(yīng)鏈數(shù)據(jù)、銷售數(shù)據(jù)的多維度調(diào)用，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)、多平臺技術(shù)的融合，借助直觀、簡潔的可視化展現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)綜合查詢、多數(shù)據(jù)對比、直觀性分析，有力提升企業(yè)生產(chǎn)操控水平，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

生產(chǎn)管控信息化平臺利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，集成管理企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中的各種信息，實(shí)現(xiàn)企業(yè)內(nèi)外部信息的共享和有效利用，優(yōu)化生產(chǎn)要素組合，合理配置企業(yè)資源，完善業(yè)務(wù)流程，控制生產(chǎn)成本，以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力。信息化內(nèi)容包含生產(chǎn)過程控制及運(yùn)營管理中的工藝數(shù)據(jù)、電氣參數(shù)、設(shè)備能效、品質(zhì)控制、人員績效管理等。

MES系統(tǒng)有如下幾大核心模塊：DCS生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、生產(chǎn)管理、能源管理、質(zhì)量管理、設(shè)備運(yùn)維管理、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)、移動APP及集團(tuán)數(shù)據(jù)倉庫建設(shè)及云端部署等模塊。

3.2.1 DCS生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)控

基于對現(xiàn)場實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、存儲，通過模塊化的組態(tài)流程，實(shí)現(xiàn)對生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)行狀態(tài)的跨空間再現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)與歷史趨勢曲線追蹤對比查詢、報(bào)警等基本功能，還可以實(shí)現(xiàn)視頻、設(shè)備等信息的廣泛集成，方便企業(yè)管理層隨時(shí)了解現(xiàn)場。

針對每個(gè)工段、重要裝置，系統(tǒng)提供精細(xì)化的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)時(shí)采集工藝參數(shù)，監(jiān)控工藝參數(shù)的變化情況；實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)，監(jiān)控質(zhì)量變化；實(shí)時(shí)采集環(huán)境數(shù)據(jù)，監(jiān)控環(huán)境變化；實(shí)時(shí)采集安全指標(biāo)，監(jiān)控生產(chǎn)安全情況；分析實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)，查找原因，持續(xù)改進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)精益生產(chǎn)；實(shí)時(shí)預(yù)警，防患于未然，實(shí)現(xiàn)事前控制。

3.2.2 生產(chǎn)管理系統(tǒng)

以生產(chǎn)計(jì)劃為龍頭，生產(chǎn)工藝流程為主線，將生產(chǎn)管理所涉及的人、財(cái)、物、技術(shù)、質(zhì)量、安全、成本等信息關(guān)聯(lián)起來，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全過程信息化、可視化管理。生產(chǎn)管理系統(tǒng)助力企業(yè)形成虛擬生產(chǎn)調(diào)度業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)中心、運(yùn)行指導(dǎo)中心，構(gòu)建生產(chǎn)管理、運(yùn)營分析和運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測中心。

生產(chǎn)管理模塊包含生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理駕駛艙、統(tǒng)計(jì)管理、盤庫管理、計(jì)量平衡、生產(chǎn)報(bào)表分析、運(yùn)行記錄、操作員績效報(bào)表、停機(jī)統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。

3.2.3 能源管理系統(tǒng)

能源管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線采集能源消耗數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)、電氣數(shù)據(jù)、品質(zhì)數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)計(jì)算監(jiān)測生產(chǎn)線、車間、班組及主要耗能設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)及綜合能效水平，當(dāng)能效超限時(shí)自動提醒。通過系統(tǒng)展現(xiàn)的實(shí)時(shí)和歷史能耗動態(tài)信息和變化趨勢，深入掌握能源使用過程中存在的不合理環(huán)節(jié)，為查找能耗偏高和異常提供靈活的分析和診斷工具，同時(shí)系統(tǒng)生成的各種能耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和管理報(bào)表實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)能效同比環(huán)比對標(biāo)、設(shè)備效率及人員績效考核，為生產(chǎn)運(yùn)營實(shí)施精細(xì)化管理和生產(chǎn)運(yùn)營調(diào)度提供高效決策輔助，在幫助企業(yè)杜絕跑冒滴漏、能源安全高效運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)降本增效、降低生產(chǎn)運(yùn)營成本的基礎(chǔ)上，有效提升企業(yè)能源管理和生產(chǎn)運(yùn)營水平。

能源管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)消耗數(shù)據(jù)全流程的信息化、可視化，設(shè)備級、工序級能效實(shí)時(shí)監(jiān)測、超標(biāo)報(bào)警、查缺補(bǔ)漏、杜絕能源空耗低效環(huán)節(jié)。以操作人員績效對標(biāo)考核、設(shè)備能效實(shí)時(shí)對標(biāo)監(jiān)測為抓手，實(shí)時(shí)發(fā)出能效超限提醒。提供數(shù)據(jù)下載、企業(yè)能效、成本對標(biāo)、績效考核管理工具，通過能耗數(shù)據(jù)對比、診斷及節(jié)能量預(yù)分析手段，協(xié)助形成最佳生產(chǎn)調(diào)度、能源優(yōu)化方案。通過主機(jī)設(shè)備綜合能效實(shí)時(shí)監(jiān)測，強(qiáng)化設(shè)備維護(hù)管理，提高連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率及系統(tǒng)可靠性。提供能效、工藝、電氣、品質(zhì)多維數(shù)據(jù)融合智能分析優(yōu)化方案，最終實(shí)現(xiàn)協(xié)助推進(jìn)精細(xì)化管理、提高企業(yè)能源管理水平的目標(biāo)。

3.2.4 質(zhì)量管理系統(tǒng)

圖5 生產(chǎn)管理者駕駛艙

通過質(zhì)量管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)化驗(yàn)室人員減配，自動生成質(zhì)量數(shù)據(jù)記錄，提高管理水平。質(zhì)量管理系統(tǒng)的前端采集軟件實(shí)時(shí)接收分析儀器最新檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，經(jīng)規(guī)范化處理后傳輸存儲到質(zhì)量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。其他人工化驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)錄入傳輸存儲到質(zhì)量數(shù)據(jù)庫中，質(zhì)量數(shù)據(jù)錄入存儲流程完全按照設(shè)定的業(yè)務(wù)流程規(guī)范進(jìn)行，對異常數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警并提示打回重做，整個(gè)業(yè)務(wù)流程細(xì)節(jié)可追溯。提供數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析、圖形化展示功能、化驗(yàn)人員績效考核、異常自動提醒并智能分析可能原因。在流程控制、質(zhì)量控制、統(tǒng)計(jì)分析、績效考核、智能輔助決策等方面，輔助質(zhì)量管理及生產(chǎn)管理者推進(jìn)質(zhì)量管理精細(xì)化。

本系統(tǒng)利用水泥生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)、質(zhì)量數(shù)據(jù)的歷史值，結(jié)合數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法，分析影響水泥質(zhì)量的諸多因素，定性計(jì)算相關(guān)性系數(shù)建立質(zhì)量預(yù)測模型，對成品強(qiáng)度進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測。在保障成品質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)混合材的最佳、最大摻量，降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。

3.2.5 設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)

設(shè)備運(yùn)維管理系統(tǒng)以設(shè)備臺賬為基礎(chǔ)，以工單的提交、審批和執(zhí)行為主線，以提高維修效率、降低總體維護(hù)成本為目標(biāo)，提供故障檢修、計(jì)劃維修、狀態(tài)檢修等維修保養(yǎng)模式，集成物資管理、預(yù)算管理、項(xiàng)目管理、財(cái)務(wù)管理等協(xié)同應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備全生命周期管理，支持設(shè)備管理的持續(xù)優(yōu)化。并且以手持巡檢儀設(shè)備點(diǎn)巡檢為驅(qū)動，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題；配合設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)全面動態(tài)設(shè)備管理。

動態(tài)設(shè)備管理系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，建立設(shè)備臺帳，對設(shè)備的累計(jì)運(yùn)行時(shí)間、超限運(yùn)行時(shí)間、日常維護(hù)、運(yùn)行情況、點(diǎn)巡檢、潤滑、維修等全生命周期內(nèi)容進(jìn)行管理。

通過實(shí)現(xiàn)面向生產(chǎn)流程的設(shè)備狀態(tài)跟蹤,分析影響生產(chǎn)過程正常運(yùn)行的瓶頸因素，予以預(yù)防和改進(jìn)，減少故障和非正常停產(chǎn)時(shí)間，提高工藝設(shè)備資源的利用率。當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)進(jìn)行故障性質(zhì)、程度、類別、部位、原因及趨勢的診斷及信息存儲，建立設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，幫助工程技術(shù)人員做出設(shè)備管理和診斷決策。

設(shè)備管理系統(tǒng)主要功能包括：設(shè)備運(yùn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、設(shè)備基礎(chǔ)臺帳管理、缺陷管理、設(shè)備啟停信息管理、設(shè)備身份信息、設(shè)備智能巡檢、潤滑維護(hù)管理、設(shè)備維修記錄、備品備件管理等，除以上功能以外，系統(tǒng)支持按企業(yè)需求定制各種設(shè)備運(yùn)維統(tǒng)計(jì)報(bào)表并可與企業(yè)已有的ERP系統(tǒng)相連接。

3.2.6 設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)

圖6 質(zhì)量管理駕駛艙

實(shí)現(xiàn)目標(biāo)：結(jié)合現(xiàn)代故障診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備全生命周期的預(yù)知性維修、預(yù)知報(bào)警，避免突發(fā)事故，減少設(shè)備故障率及意外事故造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)在設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上通過對主機(jī)設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、點(diǎn)巡檢數(shù)據(jù)、常規(guī)維修歷史數(shù)據(jù)等綜合分析挖掘，結(jié)合現(xiàn)代故障診斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)主機(jī)設(shè)備全生命周期的預(yù)知性維修。

常規(guī)方案規(guī)劃對輥壓機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、尾排風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)窯、高溫風(fēng)機(jī)、入庫斗式提升機(jī)、入窯斗式提升機(jī)、頭排風(fēng)機(jī)、煤輥磨、煤磨通風(fēng)機(jī)等主機(jī)設(shè)備加裝在線狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對主機(jī)設(shè)備的預(yù)知性維護(hù)及故障診斷。

總體建設(shè)目標(biāo)可歸納如下：

（1）建立以預(yù)知性維修為主的動態(tài)維修管理體系，實(shí)現(xiàn)維修與生產(chǎn)的動態(tài)平衡，維修工作的可視化、可控化；

（2）建立故障分析專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線培訓(xùn)和遠(yuǎn)程維修支持；

（3）建立設(shè)備預(yù)警系統(tǒng)，動態(tài)反饋設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，有效配置資源，實(shí)現(xiàn)知識管理；

設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的預(yù)期效果如下：

（1）在水泥企業(yè)設(shè)備資產(chǎn)管理系統(tǒng)事后維修和按時(shí)間的預(yù)防維修的基礎(chǔ)上，預(yù)知設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)預(yù)知性維修，超前管理。

（2）在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測關(guān)鍵性設(shè)備運(yùn)行狀況、實(shí)時(shí)頻譜監(jiān)測、出現(xiàn)情況及時(shí)報(bào)警。

（3）定期巡檢設(shè)備，周期采集數(shù)據(jù)，有針對性對出現(xiàn)狀況設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障分析，為設(shè)備維修提供技術(shù)支持，降低設(shè)備事故率。

（4）系統(tǒng)報(bào)表中心，關(guān)于設(shè)備、位置、測點(diǎn)、報(bào)警、計(jì)劃、違規(guī)、頻譜和巡檢都可以形成規(guī)范化報(bào)表，便于管理者及時(shí)把握整個(gè)工作流程中的各個(gè)環(huán)節(jié)。

（5）流程化操作、制度化管理、可視化監(jiān)控、預(yù)知性維修，相比傳統(tǒng)設(shè)備管理方法，在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、維修、備品備件、人員配備等方面都能有的放矢、因地制宜、節(jié)約成本、提高效益。

3.2.7 移動終端APP

MES系統(tǒng)支持移動終端的APP程序，用戶可以直接通過移動終端瀏覽圖表、趨勢圖或者看板等數(shù)據(jù)。

支持移動終端應(yīng)用程序，提供下列功能：

（1）生產(chǎn)流程可視化，生產(chǎn)管理者通過移動終端可隨時(shí)隨地掌控生產(chǎn)。

（2）能效超標(biāo)報(bào)警及時(shí)推送，強(qiáng)化人員、設(shè)備績效考核實(shí)效。

（3）質(zhì)量檢驗(yàn)操作，為質(zhì)檢人員提供質(zhì)量數(shù)據(jù)錄入界面。

（4）設(shè)備維護(hù)信息提醒，為運(yùn)維人員提供隨時(shí)隨地操作指導(dǎo)。

3.2.8 集團(tuán)級數(shù)字倉庫及云端部署

通過集團(tuán)級的數(shù)字倉庫中心，可實(shí)現(xiàn)對各大區(qū)、各分廠的KPI數(shù)據(jù)自動匯總、統(tǒng)計(jì)、分析，支持組建專家團(tuán)隊(duì)遠(yuǎn)程診斷生產(chǎn)一線故障、分析原因及提供生產(chǎn)優(yōu)化方案；通過遠(yuǎn)程、手機(jī)APP或者微信推送模式對生產(chǎn)、能源等數(shù)據(jù)進(jìn)行對標(biāo)分析和匯總；支持將集團(tuán)級統(tǒng)一數(shù)字化管理部署到云平臺，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)級數(shù)字中心的云端管控。

4 MES建設(shè)效果

中材邦業(yè)自主研發(fā)的MES系統(tǒng)是水泥行業(yè)目前唯一一家基于ISA95標(biāo)準(zhǔn)，并且定位于集團(tuán)管理的MES成熟專業(yè)化平臺，可對廠區(qū)生產(chǎn)運(yùn)營全流程進(jìn)行一體化數(shù)字管控?；诮y(tǒng)一數(shù)字化平臺的各個(gè)模塊（能源、生產(chǎn)、質(zhì)量、物流、遠(yuǎn)程監(jiān)控、設(shè)備管控等），可以靈活部署并定制開發(fā)。

在統(tǒng)一信息化平臺基礎(chǔ)上，構(gòu)建強(qiáng)健的數(shù)據(jù)倉庫，方便后期部署大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，對全平臺MES系統(tǒng)中關(guān)于生產(chǎn)、工藝、能源、質(zhì)量、供應(yīng)鏈等全維度數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，能夠進(jìn)一步挖掘生產(chǎn)潛力，優(yōu)化生產(chǎn)管理，提高企業(yè)盈利能力。

5 建設(shè)效益分析

在現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和設(shè)備基礎(chǔ)上，將信息化、智能化以及人工智能技術(shù)嵌入整個(gè)水泥制造全流程，能提升產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率，降低水泥生產(chǎn)成本，有力推進(jìn)水泥工業(yè)生產(chǎn)過程管控的數(shù)字化、信息化、智能化。該系統(tǒng)提供了智能管控、預(yù)知維護(hù)、精益管理等多維度智能制造解決方案，實(shí)現(xiàn)了水泥生產(chǎn)企業(yè)的智能化領(lǐng)域的重大突破，對于構(gòu)建安全可靠、經(jīng)濟(jì)高效、綠色智能的生產(chǎn)運(yùn)營及設(shè)備運(yùn)維體系具有十分重要的意義。■