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“智”变·赢未来!中控技术智能制造服务新安集团马目智慧园区建设

2021-08-31控制网

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新安集团马目园区智能工厂项目涵盖DCS、MES、EMS、APC、仓储物流等应用,入选工信部2018年智能制造试点示范项目。该项目以大数据、工业云、人工智能等新一代信息技术为驱动,以业务运营数字化、生产制造智能化、生态服务平台化、信息支撑敏捷化的“四化融合”方式为核心内容,建成面向市场的绿色、安全、高效、循环且技术安全可控的数字化车间。

    新安集团马目园区智能工厂项目涵盖DCS、MES、EMS、APC、仓储物流等应用,入选工信部2018年智能制造试点示范项目。该项目以大数据、工业云、人工智能等新一代信息技术为驱动,以业务运营数字化、生产制造智能化、生态服务平台化、信息支撑敏捷化的“四化融合”方式为核心内容,建成面向市场的绿色、安全、高效、循环且技术安全可控的数字化车间。以数字化车间为试点,逐步完善智能工厂新模式,助推新安集团打造战略新材料工业互联网大数据应用。同时,为我国传统化工基地以及化工园区向智能制造转型升级、创新发展提供良好的示范效应。

    1 背景

    新安集团创始于1965年,地处浙江省建德市,公司主营作物保护、有机硅材料两大核心产业,形成了以草甘膦原药及剂型产品为主导,杀虫剂、杀菌剂等多种产品同步发展的产品群;围绕有机硅单体合成,形成硅橡胶、硅油、硅树脂、硅烷偶联剂四大系列产品,成为拥有全产业链优势的有机硅企业。经过多年快速发展,新安集团成为中国制造500强、全球农化销售20强企业。然而,2013年草甘膦价格上涨,许多中小企业陆续重进草甘膦行业,产能过剩局面愈加严重,草甘膦价格开始持续走低;作为公司两大拳头产品之一的有机硅单体也在国外巨头的强力冲击之下,毛利率呈现下降趋势,企业经营发展受到挑战。

    与此同时,地处城市之中的白南山生产基地,由于城市的快速扩张,周边居民越来越多,基地潜在发展空间受限,难以维持生产规模的进一步扩大。随着社会、政府、民众对环境要求的不断提高,企业在安全环保方面的压力也在持续增大,将白南山生产基地搬迁至远离城市的马目园区势在必行。面对以上多重问题与挑战,新安集团决定借助搬迁的契机,通过实施智能制造,打造“智能园区V1.0”,实现转型升级,增强企业核心竞争力。

    2 案例介绍

    在新安集团马目智慧园区规划建设之初,中控技术就与新安集团制定“整体规划—试点验证—推广应用”的基本建设路线,对智能园区的系统进行平台化集约设计,制定平台化建设方案和数据集成规范,提高软硬件资源的使用效率、降低智能园区建设总成本、提升建设项目的成功率、缩短整体工程的交付周期。马目园区智能工厂的建设总共分为七大阶段:

    第一阶段:咨询规划阶段(2015年5月)。启动并开展了智慧园区咨询规划工作,对企业现状进行摸底、评估与需求分析,并在此基础之上,绘制未来智慧园区愿景蓝图,确定总体架构与建设内容,制定实施路线与风险防范措施,估算投入资金,测算预期效益效果;

    第二阶段:筹备阶段(2016年4月)。前往智能化建设效果较好的同类企业参观,筹备白南山园区搬迁工作;

    第三阶段:启动建设阶段(2016年11月)。确定智慧园区建设总承包商,签订合同,正式启动智慧园区项目建设;

    第四阶段:模块上线阶段(2016年11月)。历时1年左右完成智慧园区各系统模块建设;

    第五阶段:试运行阶段(2017年10月)发现系统问题与故障,并进行修正与优化,同时使各类用户人员逐步从过去传统的工作管理方式向以智能化技术为替代或辅助的新型方式进行转变;

    第六阶段:生态应用阶段(2018年7月)。以 ERP为核心的“1+18”经营管理系统的全面投入应用,并与园区层面实现纵向贯通,至此,马目智慧园区基本建成;

    第七阶段:推广复制与深化提升阶段(至今)。将马目智慧园区模式迅速向旗下江南化工、开化园区进行复制推广;并积极与中控技术及阿里巴巴进行深入合作,共同挖掘利用工业大数据技术解决生产工艺、经营管理深层次问题的新场景,目前正在由智能制造V1.0向V2.0过渡。

新安集团马目智慧园区建设历程

图1 新安集团马目智慧园区建设历程

    3 应用创新性、重点与难点问题

    新安集团马目智慧园区建设覆盖集团、园区、工厂三个层次,围绕安全、节能、绿色、高效四大核心目标,通过打造高效优化的供应链系统、柔性精细的生产管控系统、安全稳定的生产保障系统三条业务主线展开建设。

新安集团马目智慧园区建设目标

图2 新安集团马目智慧园区建设目标

    新安集团马目智慧园区建设涉及操作控制、生产运行、企业运营与经营决策4个层面展开,大小共建设20多套信息化系统。经营决策层包括大数据平台、商业BI、综合报表等系统;企业运营层包括企业云、ERP系统、CRM系统、智慧仓储物流系统、科研系统、采购平台以及马目生产指挥中心等;生产运行层包括生产执行系统(MES)、安全环保系统(HSE)、计划优化、计划调度、质量管理系统 (LIMS)、设备管理系统(EAM)、视频监控等配套硬件设备、实时数据库(数据中心),其中智慧园区项目将马目园区数据接入到了数据中心,推广复制阶段接入镇江与开化园区数据;操作控制层包括 DCS/PLC自动化控制系统、新一代物联网、地磅系统、自动化仪器仪表、智能传感装置与边缘采点。

新安集团智能制造建设内容

图3 新安集团智能制造建设内容

    从2013年提出“第四次工业革命”以来,不少制造企业投身“智能制造”与“数字化转型”,期望抓住这历史机遇优化企业核心竞争力、赢得领先的竞争地位。然而在推进“智能制造”与“数字化转型”过程中也不是一帆风顺的,不少企业发现在投入建设后并未取得预期效果,纷纷陷入了“建设困境”。

    推进智能制造实际上是一项复杂而庞大的系统工程,需要持续的优化升级。中控技术率先提出“中控智能制造方法论”,采取“定起点、辨目标、绘蓝图、 创价值”的四步走的方针,推出企业智能制造诊断、企业智能制造咨询规划、企业智能制造项目管理咨询三项服务,帮助企业系统性组织智能制造建设工作。

智能制造咨询规划全生命周期“3阶段、6环节”

图4 智能制造咨询规划全生命周期“3阶段、6环节”

    帮助企业克服智能制造建设过程中遇到的认知障碍、组织障碍、技术障碍与投入障碍这“四大障碍”,并且有目标分阶段地同步提升企业工作形式、组织能力、技术水平和信息治理能力,构建起基于企业智能制造评价体系的循环迭代有序建设与价值实现的“正反馈激励”。

企业智能制造实施路线

图5 企业智能制造实施路线

    4 效益分析

    集团在成功实施马目智慧园区之后在供应链、生产运行、生产保障、仓储物流以及园区指挥五个方面实现数字化智能化,极大地提升企业生产运行效率,为企业创造显著的经济价值。

    (1)供应链智能化

    传统形式的供应链存在的最大问题是客户与供应商之间的沟通效率低下。客户的需求传达到供应商需要一段时间,同样的,供应商的反馈也存在着延时。低效率的供应链不利于企业生产。新安集团利用互联网,将相互割裂的商流、信息流和资金流重新连接起来,成为运营管理的中枢神经,基于预测模型和计划优化模型,自动制定集团最优采购、生产和销售计划。

    高效优化的供应链基于预测模型和计划优化模型,实现自动制定集团最优采购、生产和销售计划。其中需求预测超过200个牌号产品,大类预测准确率>75%;多方案的盈利性比较分析,利润达上千万。

    (2)生产运行智能化

    在新安集团的数字化车间,生产链条的各个环节都进行积极的交互、协作、赋能,提高生产效率。在智能化生产线上,依稀可见几个身穿深蓝色制服的工人与机器并肩工作,形成了人机协同的共生生态。通过智能生产设备,新安集团把上千个参数传入“工业大脑”,通过人工智能算法,对所有关联参数进行深度学习计算,在生产过程中实时监测和调控变量,最终将最优参数在大规模生产中精准落地,大大提高生产的精益化水平。不仅仅在工业生产过程中,新安集团还将智能化应用于园区内的生产计划、调度、操作、统计、分析、考核系统中。真正实现系统的一体化、精细化、闭环管理,并强化大数据平台的辅助决策能力。

    柔性精细的生产管控生产过程中大工艺、设备 控制点90%以上实现了实时监控与报警,二厂关键生产工艺100%进行量化评价,为生产管控精细化提供依据。通过“订单池”的数字化管理,打通生产制造与经营管理之间的业务链条,缩短了20%的交互时间,使生产系统能够更快速的影响市场变化,实现柔性协同生产。

    (3)保障系统智能化

    中控技术为新安集团提供了涉及日常安全、应急安全和综合监控方面的安全管控手段,将隐患排查、安全报警、作业管理等安全管理模块通过企业微信平台进行业务互动。园区各安全日常业务均在移动端进行体现,使管理人员能够在远程完成对安全业务的监管和工作安排。

    安全稳定的生产保障园区实现7×24小时安全信息实时监控,重大报警响应流程由5项优化至3项,安全作业实现在线闭环管理,并通过将应急预案、应急物资、危险源以及视频探头等信息与移动终端的集成,实现了应急处置的协同联动与快速响应,终端应急信息推动,时限<10s。智能少人化的仓储物流建成无人值守地磅、车辆动态跟踪和自动立体仓库,实现了从车辆预约、入厂、过磅、装卸车、入库、到车辆出厂全流程的无缝衔接与业务协同,降低了人工劳动强度与人员需求,大幅提升物流周转率。

    项目从规划到落地建成共经过6个阶段,历时3年2个月。科学合理的园区生产指挥通过将集团供应链、园区仓储物流、各工厂生产运行以及各种保障系统业务的集中集成,实现产业链层面的高效优化运行。通过信息化、网络化、物联网等先进的信息与通讯技术,同时紧密结合公司实际生产业务需求,打造出一个具有结构扁平、集中管控、资源共享、统筹协调的新安特色智能产业园区。

    截至目前,中控技术智能制造咨询业务已服务完成国家项目7项,智能工厂/数字化转型咨询28项、智能制造诊断项目49家,助力企业顺利完成由传统企业向现代企业的智能制造与数字化转型。

    摘自《自动化博览》2021年3月刊

责任编辑:杨培
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