華潤水泥依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打造新一代智能工廠

智能制造、大數(shù)據(jù)、NFT、VR、AR……囊括一系列新鮮概念的工業(yè)4.0時(shí)代已經(jīng)撲面而來，發(fā)展數(shù)字經(jīng)濟(jì)是我國把握新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機(jī)遇的戰(zhàn)略選擇。華潤水泥順應(yīng)時(shí)代發(fā)展和技術(shù)革新趨勢，在“十三五”中期制訂了數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體規(guī)劃，在生產(chǎn)、營銷、物流等方面大力開展數(shù)字化、智能化建設(shè)。進(jìn)入“十四五”時(shí)期，華潤公司進(jìn)一步依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，靈活應(yīng)用5G、AI等新技術(shù)，深耕6大應(yīng)用場景，打造新一代智能工廠；同時(shí)著力培育3大能力，通過工廠數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型賦能生產(chǎn)運(yùn)營，致力實(shí)現(xiàn)工廠的“安全管得住、生產(chǎn)看得清、質(zhì)量控得穩(wěn)、設(shè)備連得上、能耗省得下”。

一、構(gòu)建工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)（垂直行業(yè)）平臺筑牢智能工廠底座

華潤水泥洞察建材行業(yè)的業(yè)務(wù)需要和發(fā)展趨勢，堅(jiān)持以系統(tǒng)性思維，采取“整體規(guī)劃、分步實(shí)施”策略，依托過往10多年扎實(shí)的信息化、數(shù)字化基礎(chǔ)和集團(tuán)新一代技術(shù)資源，著力打造出工業(yè)互聯(lián)（垂直行業(yè)）平臺暨“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，協(xié)同運(yùn)作工業(yè)應(yīng)用、算法、數(shù)據(jù)等新型生產(chǎn)要素，一體化解決水泥、骨料、石材等多業(yè)態(tài)的發(fā)展需求。

“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺（V1.0）于2022年6月27日發(fā)布，目前已融合安全管理、質(zhì)量管理、設(shè)備管理、能源管理等6大智能制造場景，通過平臺與智能制造應(yīng)用的同頻共振，全面服務(wù)于華潤水泥30多家水泥生產(chǎn)基地。目前已接入各類設(shè)備及采集終端近4.7萬個(gè)，日采集數(shù)據(jù)量超100G，運(yùn)行算法26大類100多種；平臺實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備互聯(lián)互通，實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)、工藝、設(shè)備等數(shù)據(jù)，完成多專業(yè)、多部門數(shù)字化協(xié)同；在骨料、人造石材等新項(xiàng)目建設(shè)過程中，同步依托平臺開展智能化設(shè)計(jì)和建設(shè)，發(fā)揮平臺在業(yè)務(wù)協(xié)同、數(shù)據(jù)分析等方面的能力，加速新業(yè)務(wù)拓展進(jìn)程，有效提升項(xiàng)目的建設(shè)質(zhì)量。

目前，“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺通過“資源共享”，減少IT基礎(chǔ)設(shè)施投資30%；基于“云邊協(xié)同”服務(wù)，應(yīng)用推廣速度提高50%；其深厚的“業(yè)務(wù)中臺、數(shù)據(jù)中臺”及通用平臺能力，進(jìn)一步推動整體業(yè)務(wù)平臺化，促進(jìn)行業(yè)生態(tài)協(xié)同的有效形成。

“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺架構(gòu)示意

二、精心布局6大業(yè)務(wù)應(yīng)用場景提升生產(chǎn)運(yùn)營效能

基于“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的“智能工廠”是怎樣的？下面我們走進(jìn)華潤水泥基地現(xiàn)場，揭秘工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺上“智能工廠”的六個(gè)典型應(yīng)用場景。

場景一：數(shù)字化綠色礦山

在數(shù)字化礦山開采中，通過5G和三維建模技術(shù)將采配礦數(shù)字化，結(jié)合智能礦車調(diào)度系統(tǒng)，平臺可自動規(guī)劃行車路徑、調(diào)派無人駕駛礦車，實(shí)現(xiàn)鏟裝設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、裝卸點(diǎn)高度協(xié)同；當(dāng)?shù)V車遇到緊急避險(xiǎn)或故障急停時(shí)，安全員可通過應(yīng)急接管系統(tǒng)，及時(shí)接管無人駕駛礦車。

通過數(shù)字化礦山系統(tǒng)與無人駕駛礦車的應(yīng)用，礦山實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)人效提升50%，資源綜合利用達(dá)100%，引領(lǐng)水泥行業(yè)采礦技術(shù)發(fā)展新潮流。

數(shù)字化礦山礦卡無人駕駛

場景二：水泥窯磨先進(jìn)控制

華潤水泥通過自主研發(fā)建立APC先進(jìn)控制模型，并運(yùn)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的AI能力，對重要工藝參數(shù)進(jìn)行建模分析、預(yù)測，實(shí)現(xiàn)窯、磨、余熱發(fā)電系統(tǒng)的自動控制、自動調(diào)優(yōu)，降低了中控操作員的工作負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減耗。同時(shí)投用分解爐溫度、窯頭罩負(fù)壓、水泥磨輥壓機(jī)等16個(gè)先進(jìn)控制模型，可全程智能控制窯、磨、余熱發(fā)電系統(tǒng)，在行業(yè)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)黑屏操作，將操作員勞動強(qiáng)度降低95%，熟料單位產(chǎn)品綜合能耗下降1.5kg/t.cl。

窯磨先進(jìn)控制系統(tǒng)組態(tài)及趨勢

場景三：數(shù)字化質(zhì)量檢控

在應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)之前，水泥生產(chǎn)過程中生料、熟料等物料需人工完成取樣、制樣和檢驗(yàn)工作，存在檢驗(yàn)效率低、檢驗(yàn)結(jié)果滯后生產(chǎn)控制等問題。“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺構(gòu)建的質(zhì)量管理系統(tǒng)，可通過集成現(xiàn)場在線分析、智能化驗(yàn)室等檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)取樣器自動取樣，樣本“炮彈”自動發(fā)送到接收站制樣、檢測，并推送檢測結(jié)果至配料系統(tǒng)和質(zhì)量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量領(lǐng)域數(shù)據(jù)的全聯(lián)接，降低檢驗(yàn)人員工作強(qiáng)度90%以上，人效提升70%以上，生料三率值合格率提高10%以上。

采、制、檢一體化智能化驗(yàn)室

場景四：設(shè)備智能運(yùn)維

水泥廠傳統(tǒng)運(yùn)維普遍依靠人工，需巡檢人員到設(shè)備現(xiàn)場通過目測、聽聲、手摸等方式對設(shè)備進(jìn)行檢查監(jiān)測，判斷設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)普遍依靠個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，存在隱患發(fā)現(xiàn)不及時(shí)、判斷不準(zhǔn)確、工作效率低等問題。華潤水泥物聯(lián)網(wǎng)5G通訊設(shè)備可采集、監(jiān)測關(guān)鍵設(shè)備振動、溫度等數(shù)據(jù)，接入“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，建立100個(gè)以上機(jī)理模型和算法對設(shè)備進(jìn)行智能分析，提前預(yù)測出設(shè)備隱患，指導(dǎo)現(xiàn)場維修維護(hù)工作。截至目前，設(shè)備故障次數(shù)及時(shí)間同比下降57%，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)預(yù)防性維護(hù)向預(yù)測性維護(hù)模式轉(zhuǎn)變。

設(shè)備智能運(yùn)維監(jiān)控畫面

場景五：智能化安全管理

水泥生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境較為復(fù)雜，需依靠各級管理人員到現(xiàn)場檢查及糾正不安全行為，工作量和安全管理難度方面均存在較大問題。華潤水泥致力安全管理零死角、多維度、全覆蓋，重點(diǎn)推進(jìn)5G通訊智能視頻監(jiān)控、VR安全培訓(xùn)館、智能手環(huán)、相關(guān)方EHS自助培訓(xùn)考試等多級應(yīng)用，建立安全作業(yè)模型，在現(xiàn)場作業(yè)行為監(jiān)測、安全培訓(xùn)教育、職業(yè)健康跟進(jìn)、相關(guān)方管理等方面實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、智能化高效運(yùn)作模式。在提高各層級安全管理人員安全素養(yǎng)方面成效顯著，習(xí)慣性違章下降90%以上，安全管理工作效率提高50%，為安全生產(chǎn)、員工健康保駕護(hù)航。

智能安全管理現(xiàn)場與VR培訓(xùn)

場景六：智能化物流

傳統(tǒng)水泥發(fā)運(yùn)模式下，貨車司機(jī)需在廠區(qū)門崗憑行駛證排隊(duì)登記，經(jīng)人工開票，人工過皮重、人工裝車、人工過毛重、人工打印票據(jù)等環(huán)節(jié)才可提貨出廠，等候時(shí)間較長，發(fā)運(yùn)效率較低。華潤水泥利用一卡通智能發(fā)運(yùn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)無人發(fā)運(yùn)模式，支持自助下單、自助開卡、自動排號、自動過磅、自動放料、精準(zhǔn)裝車等功能；滿足車輛限載治超要求，減少員工粉塵接觸，避免職業(yè)健康風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患；實(shí)現(xiàn)在途動態(tài)監(jiān)控，支持路徑規(guī)劃、動態(tài)圍欄、異常停車提醒等功能，發(fā)運(yùn)效率整體提高30%，有效提升客戶滿意度。

一卡通智能發(fā)運(yùn)及自動裝車

截至目前，華潤水泥智能工廠建設(shè)成果已獲多方認(rèn)可，年經(jīng)濟(jì)收益近億元，并入選國家工信部2022年移動物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用典型案例庫，獲得國家工信部“綻放杯”5G應(yīng)用征集大賽一等獎、廣西智能工廠示范企業(yè)和華潤集團(tuán)智數(shù)化標(biāo)桿單位、科技創(chuàng)新成果等榮譽(yù)。

三、深化培育三大能力促進(jìn)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型發(fā)展

華潤水泥全面總結(jié)“潤豐智慧”工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和6大應(yīng)用場景建設(shè)成效，提出在水泥業(yè)務(wù)關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化全覆蓋的前進(jìn)目標(biāo)，并制定數(shù)字化組織保障、全員數(shù)字素養(yǎng)、企業(yè)創(chuàng)新活力三大能力的培育計(jì)劃，促進(jìn)平臺與6大場景深入推廣應(yīng)用。

能力一：強(qiáng)有力的數(shù)字化組織保障

華潤水泥成立數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作專班，統(tǒng)籌推進(jìn)各層級、各業(yè)態(tài)的智能化、數(shù)字化工作，通過政策研究、技術(shù)趨勢分析等手段，制訂切實(shí)可行發(fā)展目標(biāo)，從業(yè)務(wù)實(shí)際出發(fā)、以技術(shù)驅(qū)動轉(zhuǎn)型，全面推進(jìn)智能工廠建設(shè)。

推動水泥基地組織變革，組建智控部統(tǒng)籌數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)營及運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)組織管理扁平化、集成化；優(yōu)化調(diào)整工藝、質(zhì)量、設(shè)備等管理制度，完善考核體系、開展數(shù)字化考核評價(jià)，匹配數(shù)字化生產(chǎn)運(yùn)營新模式；成立智能化、數(shù)字化專業(yè)服務(wù)公司——潤豐智慧科技公司，以“讓智造更簡單”為使命，肩負(fù)華潤水泥數(shù)字化轉(zhuǎn)型的“加速器”、行業(yè)軟件產(chǎn)品及方案的“孵化器”重任；建立一支由管理人員、業(yè)務(wù)骨干、數(shù)字專才構(gòu)成的數(shù)字化混合編隊(duì)，深入基地業(yè)務(wù)現(xiàn)場調(diào)研分析、安裝調(diào)試，并潛心研究算法、設(shè)計(jì)系統(tǒng)，保證完成各項(xiàng)任務(wù)的高效建設(shè)、高質(zhì)量交付。

能力二：覆蓋全員的數(shù)字素養(yǎng)技能

華潤水泥建立“星空班、星火班、星光班”分層、分類的數(shù)字素養(yǎng)技能培育體系，持續(xù)開展數(shù)字化系列專題培訓(xùn)，宣貫智數(shù)理念、普及智數(shù)知識，提升專業(yè)能力，保障新一代智能工廠的穩(wěn)步落地。

依托智能制造基地總經(jīng)理“星空班”，提升“管理層”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型認(rèn)知力、領(lǐng)導(dǎo)力，發(fā)揮率先垂范、引領(lǐng)變革的“頭雁”作用，推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型提速；依托智能制造卓越工程師“星火班”，提升“中堅(jiān)層”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型執(zhí)行能力、應(yīng)用能力和實(shí)施能力，有序推進(jìn)轉(zhuǎn)型重點(diǎn)項(xiàng)目落地；依托數(shù)字化專業(yè)人才“星光班”，提升“專業(yè)層”的數(shù)字化、智能化技術(shù)能力，承接各項(xiàng)智能與數(shù)字化專業(yè)工作。

“星空班”座談會

能力三：源源不斷的企業(yè)創(chuàng)新活力

在建設(shè)智能工廠的創(chuàng)新實(shí)踐過程中，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺是一個(gè)互聯(lián)互通的共享平臺，也是一個(gè)創(chuàng)新平臺，它能化繁為簡，培育“數(shù)字+業(yè)務(wù)”創(chuàng)新土壤，激發(fā)來自業(yè)務(wù)一線的高質(zhì)量創(chuàng)新。

依托大量創(chuàng)新基礎(chǔ)，突破創(chuàng)新質(zhì)變，在先進(jìn)控制、設(shè)備運(yùn)維、質(zhì)量管控、能源管理和安全管理等水泥工業(yè)應(yīng)用軟件關(guān)鍵領(lǐng)域取得新突破，實(shí)現(xiàn)基本自主可控。華潤水泥在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造方面的探索、研究，贏得多方認(rèn)可，獲得國家重大專項(xiàng)“5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”融合創(chuàng)新應(yīng)用，持續(xù)依托工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，以新技術(shù)、新裝備賦能傳統(tǒng)制造業(yè)。華潤水泥與合作伙伴成立的“5G+智慧建材”聯(lián)合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，以共同研發(fā)建材行業(yè)5G模組/終端為目標(biāo)，目前已推出5G安全帽、智能運(yùn)維終端2款5G模組產(chǎn)品原型。

華潤水泥智能工廠建設(shè)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，我們致力以戰(zhàn)略為指引、平臺為支撐、業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，以數(shù)字化組織、數(shù)字化素養(yǎng)、數(shù)字化創(chuàng)新三大能力為保障，深化6大業(yè)務(wù)應(yīng)用場景，源源不斷提供智數(shù)轉(zhuǎn)型發(fā)展驅(qū)動力。目前，華潤水泥已實(shí)現(xiàn)近半水泥基地的數(shù)字化覆蓋，“十四五”期間將持續(xù)迭代升級，完成全面覆蓋。發(fā)展的道路是漫長的，但發(fā)展的前途是光明的，我們打造了一個(gè)懂行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，形成了一批成熟的智能化應(yīng)用，也鍛煉出一支懂專業(yè)、能創(chuàng)新、可信任的實(shí)施隊(duì)伍。回望過往奮斗路，揚(yáng)帆未來篤行時(shí)，華潤水泥愿攜手行業(yè)伙伴，戮力同心、構(gòu)建生態(tài)、引領(lǐng)轉(zhuǎn)型，發(fā)揮更多更大的數(shù)字化轉(zhuǎn)型價(jià)值，為企業(yè)、行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。