中冶京誠打造有色金屬銅冶煉數(shù)字孿生工廠標桿

    發(fā)布日期：2020-08-21


系統(tǒng)整體架構(gòu)


近日，由中冶京誠工程技術(shù)有限公司旗下的北京京誠鼎宇管理系統(tǒng)有限公司和黑龍江紫金銅業(yè)公司攜手打造的有色金屬銅冶煉數(shù)字孿生工廠項目正式上線運行。該項目是中冶京誠新一代冶金智能制造整體解決方案在有色金屬加工領(lǐng)域的全面落地，標志著中冶京誠數(shù)字孿生工廠建設(shè)水平邁上了一個新的臺階。

秉承“一個中心、一張地圖、一個平臺”的整體設(shè)計理念，以“質(zhì)量、成本、綠色、智能”為目標，中冶京誠攜手黑龍江紫金銅業(yè)共同打造有色金屬銅冶煉行業(yè)的數(shù)字化工廠標桿。該項目全面覆蓋企業(yè)的生產(chǎn)管理、能源管理、物流管理、設(shè)備管理、成本管理、質(zhì)量管理等全公司的各項生產(chǎn)經(jīng)營業(yè)務(wù)范圍。


數(shù)字化工廠工藝流程展示

先進技術(shù)締造高效運營

伴隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大潮，數(shù)字化工廠逐漸成為國內(nèi)外制造企業(yè)關(guān)注的重點。經(jīng)過多年發(fā)展，業(yè)內(nèi)已經(jīng)達成共識：要實現(xiàn)智能制造，首先要打造數(shù)字化工廠平臺，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。

數(shù)字孿生工廠

黑龍江紫金銅業(yè)數(shù)字化工廠的建設(shè)以工廠數(shù)字化設(shè)計為基礎(chǔ)，結(jié)合BIM技術(shù)，GIS技術(shù)，無人機航拍技術(shù)，激光掃描技術(shù)等打造出虛擬的三維數(shù)字化靜態(tài)工廠，即一張地圖。整體建模范圍包含工廠的廠房建筑、道路設(shè)施、能源管線（地下管線、綜合管廊管線、架空橋架管線）、主要工藝設(shè)備等信息，覆蓋熔煉分廠、電解分廠、制酸分廠、動力分廠、渣選分廠等整個生產(chǎn)工藝流程。


數(shù)字化工廠BI分析看板

以數(shù)字化編碼體系為基礎(chǔ)，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)全面集成企業(yè)從設(shè)計、交付到生產(chǎn)運營、運維全生命周期數(shù)據(jù)，包括企業(yè)的生產(chǎn)調(diào)度信息、能源平衡監(jiān)控和報警信息、設(shè)備運行報警以及維護保養(yǎng)信息、物流信息、環(huán)保信息、人員定位信息、視頻安防信息等，打造出與實體工廠完全一致的數(shù)字孿生工廠，為企業(yè)各級運營管理部門提供全方位的服務(wù)，實現(xiàn)工廠全生命周期管理。

一體化生產(chǎn)管控

基于數(shù)字孿生的一體化管理平臺集成企業(yè)運營數(shù)據(jù)，有效消除信息化系統(tǒng)的信息孤島，為實現(xiàn)跨業(yè)務(wù)、跨系統(tǒng)的智能調(diào)度和應(yīng)急聯(lián)動提供了可能，工藝、生產(chǎn)、設(shè)備運維等多個部門協(xié)同運作，大大提高了管理效率。例如：當平臺接收到某個故障報警信號時，可通過報警設(shè)備名稱，快速的在三維平臺上進行場景切換，對故障設(shè)備進行定位，自動切換顯示對應(yīng)視頻監(jiān)控、設(shè)備運行參數(shù)、相關(guān)的運維標準，同時向設(shè)備責(zé)任人提示處理措施和處理步驟。如有必要可隨時在系統(tǒng)中查閱該設(shè)備的設(shè)計圖紙、操作和維護說明書，實現(xiàn)快速故障響應(yīng)處理，同時智能分析該設(shè)備停機后對公司能源供應(yīng)、生產(chǎn)計劃執(zhí)行造成的影響，提醒公司管控中心調(diào)度人員快速做出響應(yīng)。通過數(shù)字化工廠平臺的跨系統(tǒng)聯(lián)動，企業(yè)的調(diào)度反應(yīng)能力可得到大幅提高，充分體現(xiàn)了一個中心的集中管控優(yōu)勢。

生產(chǎn)過程數(shù)字孿生

數(shù)字化工廠平臺根據(jù)企業(yè)各類產(chǎn)品的生產(chǎn)計劃，設(shè)備檢修計劃，以及產(chǎn)品原料配比，作業(yè)率、電流密度、殘極率等生產(chǎn)工藝參數(shù)，自動生成熔煉、電解、制酸等各分廠的生產(chǎn)計劃，詳細包含各分廠的日作業(yè)計劃、原料需求計劃、電解出裝槽計劃等，指導(dǎo)各分廠提前進行生產(chǎn)準備。

在計劃執(zhí)行實際過程中，可根據(jù)每日的實際生產(chǎn)情況動態(tài)的進行超產(chǎn)量、欠產(chǎn)量統(tǒng)計分析計算，并根據(jù)超產(chǎn)欠產(chǎn)情況，動態(tài)調(diào)整原料配比、給料速度、電流密度等工藝參數(shù)，從而實現(xiàn)生產(chǎn)計劃的調(diào)整，協(xié)助各分廠有效達成月度產(chǎn)量目標，并在工藝參數(shù)允許的前提下，盡可能提高產(chǎn)品產(chǎn)量。據(jù)2020年上半年統(tǒng)計，生產(chǎn)效率提高了11%，提前20天完成半年生產(chǎn)任務(wù)，大幅提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。

數(shù)字孿生工廠結(jié)合AR/VR技術(shù)，可實現(xiàn)虛擬化生產(chǎn)，虛擬化巡檢，打造企業(yè)的AR工廠，結(jié)合5G技術(shù)未來可以實現(xiàn)遠程生產(chǎn)指導(dǎo)，遠程專家診斷。

設(shè)備運維數(shù)字孿生

數(shù)字化工廠平臺可全方位的提升設(shè)備運維的效率，以設(shè)備編碼為核心，通過設(shè)備三維模型全面集成設(shè)備的設(shè)計、運行信息，跟蹤記錄設(shè)備的啟停機記錄、實際運行壽命和相關(guān)的維護保養(yǎng)記錄。對于生產(chǎn)線的重要設(shè)備，數(shù)字化工廠平臺可實現(xiàn)設(shè)備零部件級的管理，協(xié)助設(shè)備運維人員快速了解設(shè)備的內(nèi)部構(gòu)造，如需對設(shè)備進行下線裝配或更換個別零部件時，可借助數(shù)字化平臺以及VR和AR虛擬現(xiàn)實設(shè)備在數(shù)字化平臺中實現(xiàn)虛擬操作和虛擬裝配，提高實際運維操作的準確性及運維效率。

可視化安全管理

此外，數(shù)字工廠平臺集成了人員定位技術(shù)、物流車輛定位技術(shù)，實現(xiàn)對進入廠區(qū)的員工和車輛進行全程安全監(jiān)控，對進入工廠和車間等危險作業(yè)區(qū)的員工進行實時定位跟蹤，了解車間內(nèi)的員工信息概況，如出現(xiàn)安全隱患時，可通過數(shù)字化平臺“一鍵式”通知現(xiàn)場員工進行及時處理或逃離?，F(xiàn)場員工如遇到緊急情況可借助定位卡進行一鍵SOS報警，報警人員可在數(shù)字化平臺中進行聲光警示，提醒管控中心調(diào)度人員及時安排處理措施。

智能化決策支持

數(shù)字化工廠通過對工廠全壽命、生產(chǎn)全過程數(shù)據(jù)集成，對企業(yè)各級管理者提供智能決策支持看板，通過各種趨勢圖、儀表盤直觀的展示企業(yè)的各種關(guān)鍵生產(chǎn)指標數(shù)據(jù)，根據(jù)管控的級別分為公司級看板和分廠級看板，協(xié)助各級管理人員和管控中心調(diào)度動態(tài)掌控企業(yè)的生產(chǎn)計劃、質(zhì)量、產(chǎn)量、成本、設(shè)備健康、環(huán)保排放等全面信息，全面把控各種經(jīng)營情況，提升管理效率。

數(shù)字孿生奠定智能未來

數(shù)字化工廠成功上線運行標志著黑龍江紫金銅業(yè)的整體智能工廠的規(guī)劃和建設(shè)已經(jīng)初見成效。未來，中冶京誠和黑龍江紫金銅業(yè)將繼續(xù)深入合作，依托數(shù)字孿生工廠平臺，全面融合熔煉數(shù)模技術(shù)和大數(shù)據(jù)人工智能技術(shù)，全面深化數(shù)字工廠在設(shè)備運行診斷、生產(chǎn)模擬仿真方向的應(yīng)用，為最終建設(shè)有色金屬智能工廠攜手奮進，共創(chuàng)未來。 ?。ㄖ幸本┱\　供稿）