有色金属行业智能冶炼工厂建设指南2022年版.doc
《有色金属行业智能冶炼工厂建设指南2022年版.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《有色金属行业智能冶炼工厂建设指南2022年版.doc(26页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、有色金属行业智能冶炼工厂建设指南(试行)11目录一、建设目标3二、建设原则3三、总体设计5(一)总体架构51. 技术架构62. 智能应用6通过对实时生产数据的全面感知、实时分析、科学决策和6(二)建设路径71. 现有工厂72. 新建工厂8(三)关键要素91. 清洁环保92. 优质低耗93. 安全高效10四、建设内容10(一)基础设施的数字化改造与建设101. 智能感知102. 智能装备113. 网络建设104. 信息安全11(二)数据驱动的智能生产与管理系统建设121. 生产过程智能控制122. 生产管理与执行143. 企业管理与经营决策174. 冶炼工厂虚拟仿真17专栏 6:虚拟仿真场景18
2、(三)基于服务型制造的智能服务应用建设191. 供应链协同192. 服务新模式19(四)基于工业互联网大数据的协同创新平台建设201. 规范数据治理202. 数据应用创新21五、基础支撑22(一)资金投入22(二)组织规划22(三)人才队伍22(四)运营维护22(五)信息资源23(六)标准体系23为贯彻落实国务院关于深化“互联网+先进制造业” 发展工业互联网的指导意见新一代人工智能发展规划 等国家相关政策,按照国家智能制造标准体系建设指南 的总体要求,切实推进有色金属冶炼企业智能升级,特编制 本指南。本指南是促进行业技术进步和规范发展的引导性文 件,不具有行政审批的前置性和强制性。一、建设目标
3、结合我国有色金属冶炼多元素资源共生、原料品质波动大、冶炼工艺复杂等特点,在企业已有自动化、信息化建设基础上,推进互联网、大数据、人工智能、5G、边缘 计算、虚拟现实等前沿技术在有色冶炼工厂的应用,实现设备、物料、能源等制造资源要素的数字化汇聚、网络化共享和平台化协同,具备在工厂层面全要素数据可视化在线监控、实时自主联动平衡和优化的能力,建成集全流程自动化产线、综合集成信息管控平台、实时协同优化的智能生产体系、精细化能效管控于一体的清洁环保、优质低耗、安全高效的有色金属智能冶炼工厂,促进企业转型升级、高质量发展,提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。二、建设原则坚持企业主体,战略主导。确立企业智
4、能工厂建设的主体责任,根据企业战略,结合企业区域特征、产品定位、 工艺装备、管理模式、两化融合基础,明确企业智能制造建设重点。坚持整体规划,分步实施。把握智能制造发展方向和重点,从全局、整体层面进行顶层设计,围绕有色金属智 能冶炼工厂建设主要环节和重点领域,结合企业自身能力 和业务需求,分步实施,有序推进智能冶炼工厂建设。坚持问题导向,因企制宜。以解决企业生产管理和经营管理的实际问题为出发点,实现关键冶炼设备和控制技 术的升级、突破;充分考虑企业智能制造建设基础,结合 企业对智能制造发展的需求,因企制宜地进行智能工厂建 设,有针对性地完善重点领域的智能化建设。坚持创新引领,数据驱动。积极探索
5、5G 等新型基础设施在企业生产中的应用,推动新技术与有色冶炼的融合 创新;基于数据和机理融合驱动的理念,应用大数据、人 工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知能力,利用 AR/VR(增强现实/虚拟现实)等技术形成人机协同混合增强智能,充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能 的各自优势,推动工艺与管理知识的沉淀与复用,支撑企 业持续进行技术创新。三、总体设计(一)总体架构鼓励有色金属智能冶炼工厂采用基于工业互联网平台的云、边、端架构,建立“平台协同运营、工厂智能生产” 两个层面的业务管理控制系统,将企业大量基于传统 IT 架构的信息系统作为工业互联网平台的数据源,继续发挥系统剩余价值,同时逐
6、步推进传统信息化业务云化部署, 实现企业全流程的智能生产和供应链协同。参考架构如图1 所示:图 1 有色金属智能冶炼工厂参考架构1. 技术架构端:通过对生产设备进行智能化改造和成套智能装备 的应用,实现全面感知和精准控制。边:充分利用企业原有及新建控制系统数据,汇聚区 域数据资源,实现边缘侧的数据分析和实时决策。云:集成工业微服务、大数据服务、应用开发与部署 等功能,实现海量异构数据汇聚与建模分析、工业经验知 识软件化与模块化、各类创新应用开发与运行。2. 智能应用智能生产与管理:聚焦企业生产制造和运营管理层面, 通过对实时生产数据的全面感知、实时分析、科学决策和精准执行,实现生产过程优化;通
7、过对产品、设备、质量、 能源、物流、成本等数据的分析,实现管理决策优化。智能服务:聚焦供应链层面,通过对供需信息、制造 资源等数据的分析,实现资源优化配置。协同创新:聚焦数据价值挖掘,通过对生产过程数据 和企业运营数据的分析、挖掘,不断形成创新应用。(二)建设路径坚持“融合发展,并行推进”,循序渐进推进企业智能 工厂建设进程。1. 现有工厂(1) 依据实际业务特点和支撑配套条件,对企业智能 制造基础进行评估,编制总体规划,考虑企业实际需求紧迫程度、基础条件和资金承受能力等因素制定实施方案, 明确阶段任务目标、预期效果及详细的实施计划,分步开展建设。(2) 开展信息化标准化的建设工作,制定数据标
8、准、流程标准、操作标准;对设备进行数字化、智能化改造, 提高产线的自动化率,加装智能视频监控和智能仪表,开展 成套智能装备应用,实现工厂数字化、网络化、少人化。(3) 建设综合集成信息管控平台,实现安环管理、设备管理、计划管理、调度管理、质量管理、能源管理等,实现工厂全面可视化。(4) 建设工业大数据分析平台,充分挖掘数据潜在价 值,实现设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、经营决策优化等。以工业互联网为基础,打造具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应的有色金属智能冶炼工厂。2. 新建工厂依据新建企业特点和配套条件,根据可研报告、初步 设计编制总体规划,考虑先进工艺、
9、先进装备、先进信息 技术以及先进制造技术等因素制定高标准、高起点、高水 平的智能制造实施方案,明确阶段任务目标、预期效果及 详细的实施计划,分步开展建设。(1) 基建阶段完成对智能设备的要求,完成自动化、工控网络、视频网络、安全系统、物联网等的建设,做到工 厂设备智能化、过程自动化、网络化、少人化。(2) 基建后期同步开展智能生产与管理系统建设,包括经营决策、安环管理、设备管理、计划管理、调度管理、 质量管理、能源管理等信息系统,实现工厂全面可视化。(3) 投产并实现达产达标后,在积累一定量数据的基础上,开始建设工业大数据分析平台,挖掘数据潜在价值, 实现设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流
10、程优化、数字仿真优化、经营决策优化等,打造具有自感知、自学 习、自决策、自执行、自适应的有色金属智能冶炼工厂。 针对现有工厂、新建工厂的特点,鼓励有条件的企业建设工业互联网平台,鼓励中小企业使用工业互联网平台。 鼓励企业以硬件、软件、数据等基础要素迁入云端为先导, 快速获取数字化能力,不断变革原有体系架构和组织方式, 有效运用云技术、云资源和云服务,逐步实现核心业务系统 云端集成,促进跨企业云端协同。(三)关键要素1. 清洁环保通过对污染源头、排放口和厂界等的实时自动监控和 虚拟工厂建设,实现对重点污染物和特征污染物的实时监 测,对无组织排放、违法排放和事故排放等行为进行有效 预警,自动追溯污
11、染源头,支撑企业实现发现、分析和解 决环境问题的闭环管理。2. 优质低耗通过生产过程精细化管控、质量的全流程跟踪与追溯、 工艺过程的虚拟仿真,构建全流程质量管理体系,实时采集 工艺过程数据和检验设备数据,实现“事后检验”向“事前预 防”转变,提高质量的稳定性一致性;通过对原燃辅料、能源的在线监控、实时分析、动态调度,不断优化物料投入和能源平衡,提高资源、能源利用率。3. 安全高效通过产线的自动化改造、工业机器人的应用,减少现场 操作人员,建立全区域安健环系统以及覆盖设备、人员、生 产多维度的安全管理体系,实现生产安全的“实时监控、提前预警、应急响应”;通过智能生产与管理系统建设,及时发现、解决
12、问题,提升企业运行效率与管理水平。四、建设内容围绕物联网、云计算、大数据、人工智能、5G 等新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,在企业的感知层 面、管控层面、供应链层面、决策层面实现新的业务模式、 新的管理模式,推进企业转型升级,实现高质量发展。(一)基础设施的数字化改造与建设结合企业生产工艺条件、工况特点,应用自动控制、智 能感知等技术对沸腾炉、回转窑、闪速炉、熔池熔炼炉、电 解槽等工业设备和其他基础设施进行数字化改造,完善工业 网络及信息安全建设,通过生产设备的自动化、集成化、智 能化改造替代人工操作,以设备改造提升和互联互通推动产 线的整体升级,实现节能减排,减员增效,提高资源利用
13、效 率和优质产品率。1. 智能感知鼓励企业加快部署传感器、智能摄像机、射频识别、 网关等数字化工具和设备,融合高温热管、图像识别、声 音识别等关键技术,实现设备数据、产品标识数据、工厂 环境数据等生产现场数据的全面采集,实时感知生产过程和关键装备运行数据和状态。专栏 1:智能仪器仪表通用仪器仪表:物料成分在线检测、烟气成分在线检测、产品外观质量检测、光谱分析仪、荧光分析仪等。火法冶金:炉体熔池高度检测、炉窑热场图像识别、固体物料自动取样分析、料堆形态自动监测、熔体温度在线检测、炉膛温度在线检测、熔体成分在线检测等。湿法冶金:高压釜内液位检测、溶液/料浆成分在线分析/PH 值在线检测、电势电位在
14、线检测、管道结疤厚度判断、在线粒度分析仪、泥层探测仪、在线浊度仪、管道磨损检测仪器等。电冶金:阴极温度在线检测、阴阳极电流在线检测、铝液与电解质水平在线检测装置、电解槽在线测温装置、热成像分析仪、电解槽极板短路自动识别等。2. 智能装备在有色冶炼生产中劳动作业强度大、作业环境恶劣(高温、 多粉尘、强腐蚀、强磁场等、)人员安全风险大的熔铸、熔体开堵口、堆取料场、赤泥/尾渣堆场、电解铸造、电解槽操 作、密闭容器清理等岗位,鼓励企业应用具备自我检测、自 我诊断、自我调节等功能的智能装备,使用工业机器人进行熔铸加料、堆取料、扒渣、吹气、搅拌、取样、1开堵口和清理等作业,降低人员劳动强度,提高生产安全性
15、、质量稳定性和生产效率。专栏 2:智能装备通用装备:智能多功能天车、自动测温取样机器人、巡检机器人、自动取样制样装备、智能堆取料机、智能包装机、智能拆装机、金属板打磨机、智能轨道吊、AGV(自动导引运输车)、极板/铝锭/锌锭等成品自动转运机器人、产品码垛包装机器人。火法冶金:智能抓斗天车、转炉自动捅风眼机、自动浇铸机、智能打砖机、熔体自动取样机、清结焦智能机器人、自动开堵口机、自动换枪装置、阳极板拍平机等。湿法冶金:智能净化装置、智能压滤装置、自动提耙及排渣装置、溶液自动取样装置、槽罐结疤自动清洗机、结疤高压清洗车等。电冶金:多功能电解吊车、数字电解槽、自动剥板机组、自动刷洗机组、自动整形机组
16、、极板与导杆焊接机器人、打渣机器人、移动加料车等。3. 网络建设统筹工业互联网内外网络建设,整体规划部署企业控制 网、生产网、办公网、监控网等网络,采用工业以太网、无 线通信等技术实现生产实时数据、多媒体信息和管理数据等 的传输交互,优先保障控制网的通信畅通与冗余安全,实现主要办公区、重点作业区域网络全覆盖。对工业互联网内网进行改造,鼓励有条件的企业开展IPv6、5G、NB-IoT(窄带物联网)等新型技术的规模化试验和应用部署。鼓励企业配备高系统容量、高传输速率、20多容错机制、低延时的高性能网络设备,采用分布式工业 控制网络,建设基于软件定义的敏捷网络,实现网络资源优化配置。专栏 3:5G
17、的应用场景远程协作:对大型炉窑熔池热场及液面高度监测画面、物流信息和图像进行远程传输,为设备的远程运维和生产的集中远程管控提供支撑。小型自动驾驶机器人:依托 5G 网络低时延、大带宽、大连接的特点,利用小型自动驾驶机器人实现仓库管理、物流配送、工厂巡检等智能化应用。培训与应急演练:基于 5G 网络大带宽的优势,利用 AR(增强现实)、机器视觉等技术对冶金工艺生产过程进行虚拟仿真,对生产操作人员进行培训和应急演练。4. 信息安全按照网络安全法加强工业互联网安全工作的指导 意见等相关文件要求,统一进行规划设计,构建一个中心管理下的多重安全防护保障体系,即以安全管理中心为核心,涵盖物理环境安全、应用
18、系统安全、网络安全、数据安全、应用安全、主机安全、网络通讯安全及备份与恢复等的技术体系。聚焦设备控制和过程控制等基础设施层的内外网安全、工业控制网安全及安全管理系统平台等方面,重点关 注工控网安全防护建设。建立健全信息安全管理制度,通过信息安全体系实现统一管控,形成主动防御、综合防护的技术保障体系,提高信息安全的态势感知、监测预警、 应急处置、追踪溯源能力。(二)数据驱动的智能生产与管理系统建设鼓励企业基于“数据驱动”和“场景设计”理念,对各模 块的管理业务和操作过程进行场景化设计,通过大数据、 人工智能、边缘计算等技术,解决精确建模、实时优化决 策等关键问题,建立具有工艺流程优化、动态排产、
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 有色金属 行业 智能 冶炼 工厂 建设 指南 2022 年版
限制150内