钢铁行业电商平台架构解决方案

Posted 2021-07-20 steven_zhangxue

先进工业制造业技术、信息技术的快速且深度融合发展，大大推动了钢铁工业智能化、智慧化的发展趋势，实现钢铁工业产业由大变强的历史跨越。必须充分理解制造流程动态-有序、协同-连续运行过程的耗散过程和耗散特征，在此基础上，实现基于钢铁产业生产过程的集成优化。

针对钢铁行业生产制造过程特点，提供包括铁前生产执行、炼钢生产调度、炼钢生产执行、铁包跟踪、轧钢生产执行、在线质量判定、实验室信息管理、远程值守物资计量、设备管理系统和安全防控与预警等系统搭建解决方案。通过实践的合作经验总结出此案例，本方案适用于钢铁行业，面向生产长材、扁平材、钢管，如铁道用钢材、混凝土用钢、镀锡板、电工钢、不锈钢的炼铁厂、炼钢厂、热轧厂、冷轧厂等钢铁行业企业。

钢铁企业电商方案业务架构

数据采集层由布置在生产现场的传感器和设备PLC等组成。 IaaS层提供计算、存储、网络、安全等基础设施服务。 基于【数商云】的通用PaaS层提供物联网、大数据系统、应用开发、数据库等服务。 核心组件层针对钢铁生产过程的特点，提供工厂建模、数据分析、流程管理等功能。

钢铁工业业务应用层包含了钢铁生产过程优化的全部功能，各个钢铁企业产业模块共同协作，从原料到成品，从生产到检验，对生产的全过程进行优化，提高生产效率和产品质量。

钢铁产业方案技术架构

平台采用开放的技术路线进行建设，技术架构全面基于Openstack、Kubernetes、Hadoop、OpenTSDB等开源技术框架进行集群化统一管理优化设计。平台数据接入部分可以支持多种工控设备，并提供MQTT等多种上行协议。IaaS层基于Openstack+KVM自主研发，改进了多项功能和性能指标。通用PaaS层基于Kubernetes作为所有中间件的调度引擎，全面分布式化部署，保证弹性和稳定性。

 

 

钢铁工业方案业务场景

┃ 铁前生产执行

针对流程式生产和大宗物料管理的特殊需求，开发适合钢铁工业企业使用的MES系统，以钢铁企业大宗原燃料的物流管控为核心，覆盖了炼铁、烧结、球团、焦化生产过程及大宗原燃料的采购供应，满足铁前生产工序对原燃料“稳、高、净、匀”的高品质要求，促进冶炼秩序的稳定。主要实现了原燃料采购供应、生产组织监控，采购订单和生产订单的全程跟踪、质量跟踪监控、原燃料库存及能源产供平衡管理。

 

┃ 炼钢生产调度

炼钢生产调度系统可广泛应用于钢铁行业，为钢铁企业的调度计划编制提供信息化平台支撑，最大化的实现按单生产。可实现自动形成炼钢生产计划的火车时刻表，将结果以甘特图的形式呈现给调度人员，允许调度人员在甘特图上根据实际情况对计划进行调整，从而提高计划编制人员的工作效率，实现了炼钢厂信息共享，提高实际生产管理质量降低成本。

┃ 炼钢生产执行

炼钢生产执行是统一的炼钢生产过程管控平台，覆盖炼钢生产全工序，实现对生产过程操作的监控与分析、对产品质量追踪与控制。基于炉次管理，实现物料的动态跟踪。同时集成所有的相关系统，即集成ERP、二级、检化验和计量等系统。以保证整个钢铁工业企业生产过程的物流、信息流同步运行，为成本核算提供数据支持。能够有效改善炼钢生产组织水平，提高企业生产率和产品质量，继而增加企业的软实力

┃ 铁包跟踪

铁包跟踪系统是铁水运输跟踪系统。系统目标是针对“一包到底”生产工艺要求，为生产调度及生产管理提供实时的铁包监控数据，以便优化生产路径，提高生产效率，减少铁水的等待时间，保障炼钢所需铁水的节奏和温度。系统提供了铁包在线跟踪、铁包维修记录、炼钢计划查询、铁水质量查询、设备管理、包龄管理、铁包绑定管理等功能，对及早及时安排铁包，提高计划执行率，都具有十分重要的现实意义。铁包跟踪系统与轨道衡的数据交互，也改变了计量系统手动匹配铁水净重的操作，实现铁水净重的自动匹配功能，大大提高了公司自动化水平。

┃ 轧钢生产执行

以产品制造流程为中心，搭建制造执行层的生产管控、物料管控、仓储及运输管理、调度管控、成本管理的核心业务功能，实现钢铁产业生产柔性化、库区智能化，达到提高生产效率、降本增效的目标。从钢铁工业系统操作智能升级、厂内仓储物流智能升级两个方面深入公关，配合智能门禁、无人天车、自动取样机器人等智能设备，提高现场工作效率和物流周转效率。

┃ 在线质量判定

在线质量判定系统围绕着质量信息资源共享、数据传输自动化、质量判定智能化，引入PDCA管理理念，结合专家知识库、规则引擎、类自然语言规则编辑器等技术，对在线生产过程中工艺、质量参数进行采集，将过程数据纳入到质量判定中来，灵活配置判定参数、质量等级、判定规则，实现全流程、全过程、全品种、全员参与的质量自动判定和质量监控。系统遵循PDCA，实现质量判定的闭环管理；采用规则引擎技术，降低了组件的复杂性，提高规则执行并发空间；类自然语言规则编辑器技术使得复杂的逻辑简单化，规则配置更加灵活。最终构建企业在线判定知识库，达到提高产品整体质量和改善经营结构的目的。

┃ 实验室信息管理

实验室信息管理系统（以下简称：LIMS），以项目管理、流程控制、质量检测为核心，遵循ISO/IEC 17025、GALP等实验室标准化管理规范，有效整合并管理实验室人、机、料、法、环五大要素，并为数据分析、质量检测和监控提供全面的技术支持。系统包括原燃辅料、炼铁、炼钢、热轧、冷轧的所有检化验管理，深入应用到委托、制样、分样、检化验、审核和报告等环节；为实验室操作人员、实验室管理类人员、领导决策人员、系统管理人员等提供支持；最终达成客户服务满意度最高化、检验效率最优化、检验精度最适化，药品/耗材库存量降至最低化、服务附加值最高化；成本降低最优化、人力调度最优化、并达成实验室ISO/IEC 1025认证。

┃ 远程值守物资计量

远程值守物资计量系统使用先进技术，集远程监控、可编程控制器、声光执行设备为一体，搭建汽车衡、轨道衡、成品秤、皮带秤、水尺等多种衡器集成的物资计量无人值守异构共享平台。对计量员进行集中管理，从根本上杜绝了现场值守发生的计量漏洞，节省大量管理人员和计量员。

┃ 设备管理系统

设备管理系统以钢铁工业设备全生命周期管理为主线，通过与工程系统、采购系统、财务系统以及电子采购平台等系统节点的有效衔接，实现设备从规划、设计、制造、安装、调试、使用、维护、维修、改造、报废，直至废品处理和销售的全过程、全生命周期跟踪及全方位管控。

┃ 安全双重防控与预警

企业安全生产综合管理平台（Safety Integrated Management）以《企业安全生产标准化基本规范》（GB/T 33000-2016）为基准，围绕“人机环管”，采用PDCA动态循环模式，引入物联网、大数据，云服务等前沿技术，实现隐患排查闭环治理、安全生产预测预警、安全风险分级管控、应急管理、现场管理、重大危险源在线监控及预警、安全生产电子台账管理等系统功能；落实安全生产责任制，建立健全安全生产标准化管理体系，全面提升安全生产管理水平，不断提升安全生产绩效，预防和减少事故的发生；是钢铁企业安全生产监管和决策的得力助手，为企业提供了全面高效的安全生产信息化解决方案。

钢铁电商工业方案优势

通过对钢铁生产过程的优化，可以对原料、燃料及成品进行在线协同，提高生产效率。通过自动化的生产，使工艺参数能够准确稳定的执行，提高产品质量，降低产品不良率。通过在线质量判定,实验信息管理，是产品质量控制能明显提高，并且节约了大量人力。同时钢铁工业系统具备了安全管理的功能，有效避免安全生产事故的发生。

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作者：云朵匠 | 数商云(微信ID：shushangyun_com)