一、企业简介

    浙江华友钴业股份有限公司成立于2002年，主要从事新能源锂电材料和钴新材料的研发、制造的高新技术企业。目前公司年营收200亿元，员工1万人。过十多年的发展，公司完成了总部在桐乡、资源保障在境外、制造基地在中国、市场在全球的空间布局；形成了资源、有色、新能源三大业务板块，打造了从钴镍资源开发、冶炼，到锂电正极材料深加工，再到资源循环回收利用的新能源锂电产业生态。

图1 浙江华友钴业股份有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

    在集团战略运营管控的模式下，以战略管控管理需求为指引，华友信息中心已建成以SAP为核心建成支撑各业务条线的经营管控平台；规划围绕MES和大数据为核心，集成自动化控制系统，建成支撑各产业的生产执行平台，对整体生产执行进行管控。目前已建成底层DCS\PLC系统，基于控制系统的生产管理应用正在逐步建设中。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

    1.项目背景介绍

    为践行华友绿色发展观，落实“安全环保大于天”的理念，集团总部与新能源产业集团签订了《新能源产业集团打赢环保、安全、消防三大攻坚战责任状》，其中，衢州华海新能源科技有限公司"智慧工厂建设项目”为三大攻坚战重点工作之一。智慧工厂作为未来工厂技术演化的方向，是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理和服务，清楚掌握产销流程、提高生产过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产数据，以及合理的生产计划编排与生产进度,并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体，构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。

    项目主要建设目标如下：

    （1）建立智慧工厂基础平台，实现生产数据可视化

    本项目将建设工厂建模平台、信息集成平台、业务流程组态平台、组织机构与用户管理组态平台、综合展示平台。具体目标：通过与DCS系统数据集成，实现工控数据与多系统数据整合；通过新增监控设备44个，实现监控数据的平台展示；通过与企业微信集成，实现手机端数据展现及预警。

    （2）建立安环应急指挥平台，实现EHS管理的标准化

    本项目将建立一套全面覆盖EHS流程管理的安环应急指挥平台，实现EHS管理的标准化、规范化、数据化和流程化。具体目标：通过对生产现场的实时监控（包括生产数据、危险源监控、火灾报警、视频监控、环保数据监控），实时了解各生产单位的生产情况，避免违规作业，确保安全生产；通过生产数据报警在调度中心和相关领导的计算机中显示、报警，指挥相关人员采取相应的措施，从而保证设备、人身的安全。

    本项目从业务内容划分可分为报警管理、厂区综合监控、应急管理和视频监控四大部分。涉及浙江中控SES2.5产品的综合安全监控、应急管理、视频监控、环保管理、风险管控、移动应用六大模块及现有主数据系统、企业微信两个系统的集成。

    实施的主要部门有：三车间、四车间、五车间、六车间、公辅B车间。

图2 项目架构

    2.项目实施与应用情况详细介绍

    结合实际业务情况，按照华友信息项目管理办法，华海智慧安环项目周期为8个月，包括项目启动、需求调研、业务方案确定、IT方案设计、系统开发、系统测试、项目上线、上线运维等阶段。经过以上多个阶段的推进，华海智慧安环系统于2020年7月投入使用。

    2.1 数据采集与过程监控

    （1）业务需求

    采集监控的主要目的是为了实时监测现场的数据动态，将现场生产主要流程图展示在平台之上，能够提供实时数据，以及相关液位、温度、压力的动态变化。通过过程监控软件还能查看数据的历史趋势，对重要数据点进行报警提醒，以及相关报警的企业微信推送。华海新能源数采点包括：一套艾默生DCS控制系统，OPC授权2000点；一套海湾公司的JB-QT-GST5000火灾报警控制器，需要定制开发采集接口；5套安可信的AEC2301a可燃气体报警控制器，可通过Modbus RTU采集；1套智慧用电系统，需要定制开发采集接口。

    （2）系统功能设计

    实时数据库是流程行业企业的生产信息集成平台，是工厂底层控制网络与上层管理信息网络连接的桥梁，也是流程企业MES技术应用的重要组成部分，并且为ERP等集成平台提供必不可少的强有力的支撑。

    在实时数据库系统中，通过高效的压缩技术和海量的存储技术，保存大量的生产过程历史数据。帮助生产人员分析生产过程的变化规律，对生产过程进行优化；还可以帮助生产人员分析生产故障，确定故障产生的原因和防止的方法，防止故障的重复发生。

    在本次项目中，我们选择比较成熟的已经在国内有多个应用实例的中控软件的ESP-iSYS实时数据库系统软件，数据点容量为20000点。

    ESP-iSYS实时数据库系统应用COM／DCOM、OPC、VBA、实时数据库、SQL开放数据库等先进技术开发了全面的服务器、客户机功能应用。整个实时数据库系统采用模块化组织结构，可以通过对功能模块的选择进行方便的系统功能增加与修改。

图3 ESP-iSYS实时数据库系统

    实时数据库核心分为权限管理组件、组态组件、接口管理组件、实时组件、日志组件、磁盘历史数据库、虚拟机组件、网络服务八个模块。

    ESP-iSYS实时数据库专为大型分布式应用设计，具有强大的并发能力和海量吞吐能力，在至强1.7G单核CPU、1G内存、100M网卡、200G SCSI磁盘(RAID5)的PC服务器上，采用1秒的采样频率，得到的长期测试性能指标如下：

表1 ESP-iSYS实时数据库长期测试性能指标

    过程监控软件可简单通过勾选方式实现任意位号的历史/实时趋势查看。选择相关位号后，则在趋势图控件中会形成该位号所对应的历史数据趋势，每个趋势图可以同时查看一个或多个位号趋势。另外，可以在流程图上直接点击位号查看运行趋势；支持多用户同时打开趋势图；支持根据自身业务需要个性化定义位号趋势分析组；支持趋势图放大、导出等功能。

图4 过程监控软件

    2.2 企业微信报警消息推送

    （1）业务需求

    报警信息通过企业微信推送至相关人员。

图5 报警信息通过企业微信推送

    （2）系统功能设计

图6 系统功能设计

    1.系统内工艺参数报警，应用服务器通过公网将报警信息以及接收人信息上传至企业微信服务器；

    2.企业微信服务器根据【企业ID】，确定消息发送至特定企业；

    3.根据【AgentId】与【Secret】，确定消息发往至企业下的特定小程序；

    4.根据【员工ID】，确定消息接收人账号；

    2.3 报警管理

    （1）业务需求

    通过对生产现场的实时监控（包括生产数据、危险源监控、火灾报警、视频监控、环保数据监控），实时了解各生产单位的生产情况，避免违规作业，确保安全生产；通过生产数据报警在调度中心和相关领导的计算机中显示、报警，指挥相关人员采取相应的措施，从而保证设备、人身的安全。

图7 业务流程及控制

表2 流程描述

    （2）报警源管理功能

    从报警管理菜单，点击“基础配置→报警源管理”菜单项，进入到报警源管理界面，显示如图页面：

图8 报警源管理界面

    报警源管理功能用于显示系统所有已集成好的报警来源，并提供对系统报警源的管理维护操作，一般系统在初始化后就已经自动创建好，用户不需要再进行单独操作。

    （3）组态管理

    组态管理是报警系统中最核心的模块，报警点的浏览、组态等操作都在该模块完成，其提供了报警分组、报警组态、报警规则、报警分级、报警授权、权限浏览等功能，用户可通过该模块的报警组态完成报警点的定义、报警分组设置、报警策略设置、报警规则定义等重要操作。

图9 组态管理

    （4）查询管理

    查询管理主要分为实时查询和历史查询、未处理报警查询、报警位号查询四部分，实时查询顾名思义就是查询当前实时发生的报警信息，历史查询就是显示过去一段时间发生的报警记录，未处理查询查询所有未处理的报警点，它显示的记录是实时查询和历史查询的合集，报警位号查询主要是用于对系统中所有的报警点位号进行管理。

（5）统计分析

    统计报表主要包括统计分析及趋势分析功能，统计分析是根据报警区域、报警来源或报警等级，以饼图的形式统计报警数；趋势分析是根据报警点以曲线图的形式统计某一时间段内的报警趋势。

图10 按报警统计

图11 选择查看一个或多个报警点的的趋势图（默认15天）

    2.4 视频监控

    （1）业务需求分析

    视频直播监控平台主要为工厂、企业的日常生产工作提供实时的直播监控和录像回看，保证调度、指挥能够快速了解当前的生产工作情况，从而对现场的生产作业进行有效的监管，以及在发生应急情况时能够快速掌握现场动态。同时平台提供了移动终端设备的直播支持，使得生产人员能够在一些监控设备无法覆盖的区域通过单兵设备、手机等移动终端对生产作业进行实时的直播。

    平台主要应用于视频监控设备和移动终端的直播、查询以及视频业务的管理。其功能模块主要包含了：视频直播、移动视频直播。

    本项目中需要接入智慧安环平台的视频监控点有：154个原有摄像头，以及44个本期项目中新安装的摄像头。

    （2）视频直播

    通过视频直播页面用户能够在线的观看视频直播内容，视频直播主要实现了安防摄像机等视频监控设备的接入并进行在线的视频直播功能。视频直播页面分为上方的视图菜单栏，左侧设备列表和右侧视频窗口三个个部分，上方的视图菜单栏可以对右侧的视频窗口进行视图的切换，共有单屏、四分屏、九分屏和列表模式四种视图类型共用户按需求进行切换。双机右侧设备列表的一个摄像设备即可在选中窗口中播放该设备的直播画面。

图12 视频直播

    （3）移动直播

    移动直播列表页面用户能够通过移动设备实现直播内容的播放，移动直播是基于未创建直播通道的移动设备，通过生成的服务器推流地址向服务器推流进行直播内容的展示。匿名直播列表包含ID、直播类型、推送码率、推送流量、在线人数、直播时长等列信息。

图13 移动端直播列表

    2.5 综合监控及报警联动

    （1）GIS专题图展示

    以平面GIS地图的方式显示生产装置、环保监测、可燃有毒气体点位、重大危险源、应急资源、视频的实时状态信息；报警信息在地图上的展示。

    （2）重大危险源专题图

    在地图上显示危险源的位置与状态信息，如危化品存储地、数量、存储状况等，可查看危险源基本特征信息、工艺流程图、关键参数、视频监控、可燃气监测、应急预案、应急资源等信息。

图14 重大危险源专题图

    （3）视频监控专题图

    集成视频监控系统，将全厂范围内的摄像头位置标注在电子地图中，实现直观、便捷的视频监控。

图15 视频监控专题图

    （4）报警联动

    报警发生时，系统第一时间弹出窗口，提示报警信息、所在位置，每次报警处理后记录其发生原因。

    提供对报警处置结果的记录及查询功能。并可根据系统设置启动联动功能，联动展示关联危险源的工艺流程图、关键参数、视频监控、应急物资、危化品、应急预案等信息。

    报警信息会通过窗口提示、APP、企业微信信息推送定向发送给相关人。

    2.6 移动应用

    系统支持当前主流移动平台Android（安卓）和iPhone IOS（苹果）的移动终端应用，实现生产装置的重要参数、报警信息等数据监控、主要工作流程提醒和处理等系统延伸。

    在企业的日常生产过程中，应急事故发生后，应急人员需要从办公地点或者家中赶赴应急指挥中心或应急现场，在应急事故最主要的救援时间里，主要负责人无法及时获取到应急现场的最新动态及资源信息，无法及时准确的发布相关的救援指令，参与应急处置工作。

    为了满足现场指挥人员的应用需求，系统采用便携式设计，捆绑手持电脑、手机、音频采集、视频采集、无线网络、GPS定位等核心模块，通过移动应急指挥协同平台，实现现场指挥人员与应急管理信息系统平台的互动。帮助决策者及时准确的获取现场的第一手信息和资料，方便决策者对应急事故做出快速、有效的处置，移动端应支持对讲功能。

    （1）报警信息推送

    移动终端APP应用将于重大危险源监控平台系统的后台服务进行对接集成，实时获取各种报警信息，一旦发生预警，移动APP应用就会将相关信息推送至移动终端，确保对应的处置、管理人员能够在第一时间获取报警事件信息，从而在第一时间采取措施、组织救援消除事故隐患。同时，报警信息如果没有被阅读查看，始终显示在移动终端屏幕上，时刻进行提醒。

    （2）应急指令接受

    在进行事故应急处置时，救援人员通过具备防爆功能的，手持终端设备实时接收指挥中心传达的相关救援处置指令，也可通过手持终端进行向指挥发布现场相关信息。

    （3）应急资源搜索

    在日常工作中，或应急救援现场，救援处置人员可通过移动终端进行定位，并且系统会根据定后之后的位置信息，自动搜索救援人员所处地理位置周边的应急设备、消防救援物资、人员等信息如：消防栓、消防炮、消防通道、逃生路线等信息，协助现场人员及时、全面了解现场可利用的应急资源，从而正确、快速的进行抢险救援。

    （4）事故现场信息回传

    在进行现场救援时，事及时正确了解事故现场的信息，对于科学合理的进行应急指挥有着至关重要的作用。

    移动终端APP不仅可以通过文字、图片的方式将现场信息及时回传至指挥中心，而且可以通过视频、录像的方式进行回传（现场网络条件支持的情况下），从而使指挥人员获得现场第一手资讯，辅助指挥人员根据现场实际情况，进行科学合理的决策。

    （5）环保指标监控

    支持工厂环保数据的在线监控（含排放口等环保指标数据）。

    （6）重大危险源重要参数监控

    支持工厂重大危险源的重要参数在线数据监控。

图16 大屏展示

    3.效益分析

    （1）项目建设意义

    智慧工厂作为未来工厂技术演化的方向，在降本、增效、节能、环保、安全等方面对企业有较大帮助，无论出于公司自身发展和政府要求，都应该尽早规划、提前布局。智慧安环项目作为智慧工厂的试点项目，填补了华海新能源工厂生产安全信息化管理的空白，为后期其他生产管理项目的实施打下基础、积累了经验。

    （2）项目建设实用性

    在MES平台搭建了实时数据库系统、危险源报警管理系统、视频监控系统、综合安全监控监控、应急管理系统、移动安全管理系统。将车间现场危险点、应急资源整合，提高了现场监管和应急管理的能力。同时向参观客户展示了公司信息化水平，提升了公司形象。

    （3）项目建设扩展性

    系统平台具有与其它系统的接口能力，利用各系统功能之长，进行优势互补；实时数据库系统是一个开放的系统，其他系统可以通过OPC协议进行数据交互。