中国恩菲孝感固废智慧工厂开启传统工业智能化转型的探索之路

2021年01月19日 9:35 4400次浏览 来源:   分类: 铜资讯   作者:

导读: 孝感固废处置中心项目是中国恩菲首个智慧工厂示范项目,其建设旨在通过智能化方案,解决企业在传统生产模式困扰的危废原料复杂、工艺稳定运行难度大、生产成本高、安全风险大等问题。

在国家大力发展工业互联网、推进智能制造的浪潮之下,中国恩菲工程技术有限公司作为有色行业数字化转型的引领者,积极推进企业数字化、智能化转型,布局智能工厂、智能矿山领域,积极探索传统工业智慧化转型的实践路径。

中国恩菲孝感固废智慧工厂位于孝感市静脉产业园内,总体规划处理源生危险废物规模5万吨/年,分两期建设。其中一期工程处理规模3万吨/年,包括焚烧处理1.5万吨/年、稳定化固化处理1.5万吨/年。项目以孝感市为中心,向武汉、咸宁、随州、荆州、荆门、仙桃、天门等周边地区辐射,同时也可为湖北省各产废企业提供危险废物的处理处置服务。

孝感固废处置中心项目是中国恩菲首个智慧工厂示范项目,其建设旨在通过智能化方案,解决企业在传统生产模式困扰的危废原料复杂、工艺稳定运行难度大、生产成本高、安全风险大等问题。在此基础上,示范项目的打造,也能为行业回答“什么是智能化”“为什么要智能化”“如何实现智能化”等一系列问题,提供“恩菲答案”。同时,随着中国恩菲智能工厂技术、产品体系的建立,高效、安全、绿色的智慧工厂新范式也将引领行业发展方向。

“1”+“1”+“N”的整体架构

结合新一代信息技术和工艺生产的需求,孝感固废智慧工厂搭建了“1”+“1”+“N”的整体架构:“1”——建设一个集操控、管理及运营一体化的管控中心;“1”——搭建集全要素数据平台、数字孪生平台、三维可视化平台三位一体的数据中台;“N”——围绕数据中台,在周围形成丰富的N种智慧应用App及智能操控终端。

智慧工厂核心:

三位一体的数据中台

以云计算、大数据、人工智能、数字仿真等技术为依托,孝感固废智慧工厂打造了集全要素数据平台、数字孪生平台、三维可视化平台三位一体的数据中台,为企业的信息数据处理和智慧化应用提供了统一数据仓储、计算、可视化接口和引擎,真正发挥企业内部数据共享协同的效益,彻底解决传统企业系统林立、标准不一、彼此孤立、功能重叠、效率低下等问题。

全要素数据平台

企业智慧化的前提是企业数字化。因此,围绕企业采购、生产、营销等全流程,人、机、料、法、环等全要素进行系统全面的数字化和数据采集,包括DCS实时监控数据、电能量采集数据、化验数据、视频监控数据、定位信息、智能装备数据等,通过各种前端协议、数据清洗,完成数据的采集和预处理,最终将数据分门别类进行储存,为后续的智慧应用提供基础数据供应。

数字孪生平台

数字孪生是根据工艺的机理模型、专家控制模型、企业的管理模型以及其他数据模型进行数字化,建立一个系统完整的数字映射的虚拟世界。对物理工厂及实际运行情况进行模拟、分析、预测、评估和优化,最终对企业的生产管理及全局优化提供技术支撑。

孝感固废智慧工厂建立了完全模拟现场的数字孪生工厂,基于设备的工艺机理,构建了包括回转窑、二燃室、余热锅炉、烟囱等的智能体模型,实现了功能设备的数字孪生。在此基础上,建立了全流程全生命周期的动态孪生模型,通过全厂物质流平衡计算、全厂能量流平衡计算、进料配伍成分变化分析、排出烟气成分分析、关键参数监控等功能,提供最优化辅助决策,保障系统最优化平稳运行,在满足烟气排放安全指标下,最优化全厂物耗能耗,减少企业费用成本,实现效益提升。

信息可视化平台

数据中台提供了以三维可视化为主,并辅以图、表、线、动画等多种可视化方式,为信息展示提供可视化引擎。

其中,三维可视化将全厂建筑、设备、管网进行三维建模,为信息可视化提供了基础平台;图形展示方式包括树状图、流程图、柱状图、饼状图、面积图等,此外还有折线图、表格以及多种方式的组合等。

企业“智慧大脑”:管控中心

一体化的信息平台是企业信息化的核心,通过改变企业信息交互方式,实现信息的高效流通,最终改变企业传统的生产组织管理模式。孝感固废智慧工厂通过打造一体化管控中心实现了部门职能调整、融合、精简,达到了操控集中化、管控一体化的预设目标。

“智慧管控中心”位于核心车间——焚烧主厂房,是孝感固废智慧工厂的大脑。根据功能规划分为生产操作区、生产调度区和技术安环区三个职能区域。

生产操控区主要负责全厂的集中检测与控制,包括焚烧净化车间、污水处理车间、稳定固化车间以及填埋场的DCS系统监控和操作、智能装备远程控制、生产区域的视频监控等。

生产调度区负责全厂的生产计划、调度及管理,主要包括:生产计划与调度执行,原料、仓库、设备等数据检测、统计、分析及优化,原料自动配伍、能耗物耗在线监测分析及优化调整等。

技术安环区为企业的稳定运行提供技术支持,通过安全监测、预警及应急处置等相关管理手段为企业的安全生产保驾护航。

智慧应用App

全要素数据中台为孝感固废智慧工厂提供了统一、规范、完整、高效的数据服务,如果将数据中台类比一个数据加工厂,那么数据就是原料,平台提供了标准化零部件产品,根据应用需求,前端的APP将零件组合成定制化的服务产品。基于三位一体的全要素数据中台,面向生产管理的实际需求,孝感固废智慧工厂形成生产管理、设备管理、环保管家、能源管家、原料管理、安全管家、质计管理等多个管理应用App。

除了常规的数据统计、报表,最大的区别就是,数字孪生提供全系统的建模仿真,系统将具有自动推送、自动预警等多方面的智能辅助决策功能。

生产管理

生产管理模块将具备智能辅助计划排产、计划下发;原料自动配伍;生产异常报警及原因分析智能推送;对焚烧净化、电炉熔融、污水处理等控制系统优化,实现了生产过程参数优化辅助推送;基于三维的全场景全流程虚拟巡检,全过程关键工艺参数和关键设备的展示。

设备管家

设备管家具有基于大数据和设备机理的故障预测维护系统,能帮助管理人员发现设备的早期故障,避免故障恶化导致设备损坏;具有故障原因辅助分析及故障处理方法辅助推送;备品备件库存及采购计划的辅助提醒。

环保管家

环保管家模块具有环境感知、环境预警、环境仿真等功能。通过环保工艺仿真实现污染模拟预测,并可通过专家决策实现污染超标预警及突发环境事件预警等功能。

能源管家

能源管家模块通过数据采集分析、策略优化、边缘计算等技术,实现能源计量、分析、优化功能。对主要耗能设备电炉、风机等建立能源优化模型,结合设备运行的能耗数据、运行状态数据等,通过大数据挖掘建模及专家算法分析,进行效率、能耗、节能潜力等综合评估,实现厂区能耗智能优化。

原料管理

危废作为政府重点监管物品,中国恩菲孝感固废智慧工厂原料管理模块覆盖了每一批危险废物的接收、入库、出库、处置等物流全流程信息化监管,并建立了以AGV运输为基础的仓储全自动化系统。

安全管家

安全一张图与厂区三维模型及人员定位信息结合,实时直观的展示安全巡查任务及轨迹,职业病危害、事故工伤分布,隐患区域预警,危化品与重大危险源分布,消防设施分布等安全信息。

结合人员定位、视频监控等技术,对作业事前、事中、事后全过程监控,通过人员轨迹、数据统计与数据分析,辅助管理层形成规律性安全检查及最佳应急预案,并将检查结果统计、汇总成图表,用于辅助决策。

质计管理

该模块实现了危废称重的无人化,试验方案的预推送以及实验结果的智能辅助校核。

智能装备

针对危废危险性风险,以及操作人员密集的作业区域,系统通过装备远程遥控化和无人化,实现安全生产和少人生产。工厂内物料的中间转换需要大量的叉车、天车和操控人员,不少工作区域处于高风险区域,为了减少安全风险,系统将逐步实现叉车、天车的远程遥控,近期实现“一岗多车”的减人化目标,并逐步实现部分无人化操控;利用无人机替代人工厂区巡检、填埋场的定期勘察;利用摄像机+智能算法,解决厂区火灾隐患、危险操作的智能预判和预警,为智慧工厂的安全运行保驾护航。

随着互联网、大数据、云计算等新型信息技术的涌现和跨越式发展,智慧工厂建设是大势所趋。孝感固废智慧工厂是中国恩菲在传统工业领域智慧建设与智慧运营上的新实践与新探索,也是行业前沿科技与时代智慧的浓缩呈现。随着项目智慧化不断升级,中国恩菲也将不断丰富完善智慧化工厂的构建思路,将中国恩菲MIM+数字一体化解决方案推广到其他领域。

承前启后,继往开来。中国恩菲将持续推动技术升级和平台打造,提升企业生产效率、决策能力、管理水平,着力建构行业数字化转型新业态。孝感固废智慧工厂的建设,将推动中国恩菲进一步承担“绿色环保排头兵、新兴产业创新者”的国家责任,为推动行业数字化智慧化转型注入恩菲力量。

责任编辑:付宇

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