国产欧美日韩精品a在线观看-国产欧美日韩精品一区二区三区-国产欧美日韩精品综合-国产欧美中文字幕-一区二区三区精品国产-一区二区三区精品国产欧美

★北京亞控科技發展有限公司王谞衡

★云南錫業股份有限公司盧石權

★英國南安普頓大學王一恒

★北京亞控科技發展有限公司裴之勇

1　背景

從“十三五”至今，國家相關政策、規劃都對企業信息化建設提出了較高的要求，希望通過信息化和工業化的深度融合，推進智能制造，逐步實現結構調整、產業升級，并積極改善企業在工業化經濟中所存在的高消耗、高污染的問題，實現資源、能源的合理利用，以支持綠色、低碳的發展戰略。在國家大力推動智能制造背景下，世界最大錫礦集團-云錫集團大屯錫礦從自身生產管理發展和提升的需要出發，通過生產管控信息化系統的建設，以生產現場數字化、生產管控互聯互通為目標，實現現場數據的自動采集和監控報警，在此基礎上，逐步實現企業生產可視化、生產管理、能源管理、檢化驗管理、設備管理、物流管理、安全管理、人員管理等重要環節業務的精益化管理，并自動形成滿足不同層級、不同業務需求的統計報表指標，最后利用大數據技術和人工智能技術建立各類模型算法，實現生產經營管理的智能化輔助決策支持，大力提升企業生產數字化水平、企業生產管控水平，提高企業管控效率和企業效益，為企業高質量發展打好堅實的基礎。

2　項目建設應用

2.1　建設內容

本項目主要目的是解決大屯錫礦生產執行過程中經營管理的問題、提升信息化管理水平，同時解決對上與控股公司SAP系統深度融合對接問題。根據總體規劃、逐步實施的原則，本項目建設主要包含系統平臺、MES生產執行應用。其中系統平臺以大屯錫礦為試點，并且考慮支持其他礦山的多站點部署應用，MES生產執行業務模塊針對大屯錫礦實際應用需求進行開發。具體內容如下：

（1）搭建系統基礎平臺，實現信息化統一門戶、統一認證、統一App管理，同時提供流程引擎、表單引擎、組態服務軟件等快速開發工具，依托平臺能實現應用的快速構建和統一管理。

（2）建立數據采集系統，從采礦及選礦DCS、PLC、電力集控、稱重、化驗等過程控制系統及安全在線監測等系統自動采集數據，將數據匯總到統一數據中心，為數據互聯互通、數據應用和場景化奠定基礎。

（3）依托數據采集系統、統一數據中心和系統開發、運維一體化基礎軟件平臺，構建MES生產執行應用，實現生產管理、設備管理、物資管理和計量質檢管理等核心業務數字化，實現現場業務標準化、規范化管理。

（4）實現大屯MES系統與控股公司SAP的信息集成共享，發揮統籌管理功能，進一步提升智能礦山建設水平。

（5）在現有計質化驗、產品銷售運用模塊的基礎上繼續推進生產計劃、設備、物資等管理模塊，建成從資源—計劃—運輸—質檢化驗—安全—銷售的礦山全業務流程數據的跟蹤、監控的MES系統，并打通MES系統與控股公司SAP系統的信息自動對接。通過MES系統的建設，形成礦內的數據中心，將數據有機地關聯起來，有效地解決各業務部門之間、各應用系統之間數據獨立和相互隔離的業務協同問題，實現信息共享。

2.2　總體架構設計

本項目建設借鑒主流技術，以結構清晰、層次合理、高效應用、安全管控為準則，基于生產管控一體化平臺的云、邊、端架構，采用微服務分布式部署方式建設集數據采集、建模分析、故障告警、反向控制等核心系統功能的信息化管控系統。平臺向下支持工業現場級數據的深度對接和管理，向上實現各應用場景系統數據的服務和應用。同時配套在基礎設施部分建設功能明確（視頻、數采、辦公、運維等）、可靠性高的傳輸網絡和全廠高效統一的以虛擬化、云化資源池，遵照業務管理需求靈活進行資源下發和統一進行運維管控。項目建設采用整體設計、分步實施，結合生產管控實際進行分期建設，部署方式前期采用私有云本地化進行部署，后期可根據業務情況進行公有云的部署。系統整體規劃技術架構（參考）圖如圖1所示。

圖1 總體架構

項目總體業務以生產管控為主，業務結構將包含：生產管理、設備管理、物資管理、計量質量管理、系統管理、移動APP等業務模塊或子系統。

2.3　MES系統管控平臺功能設計

（1）門戶首頁

門戶首頁的主要功能是對企業信息分類展示，對各應用系統的內容進行匯總和索引展示，方便用戶快速了解企業概況。本頁面采用數據列表，圖表展示的方式，分模塊對本平臺的相關數據如生產概況、調度中心管理、企業新聞公告、政策法規監管、職業技能要求等信息進行了列舉展示，首頁中展示的信息可以在點擊后跳轉到對應的具體模塊進行數據的詳情查看與操作，門戶首頁提供了生產概覽統計、我的應用個性化收藏功能，為各級用戶提供應用快速收藏及打開功能，方便用戶操作。門戶首頁能夠自定義配置，滿足各級管理者差異化的查詢、使用需求。

圖2 門戶首頁

（2）調度綜合監控

調度綜合監控實現各生產工藝流程在線監控、視頻監控和數據監控，可以對各生產環節參數進行設置，實現設備遠程啟停、參數調優、生產參數歷史趨勢分析等功能。

圖3 壓風自救系統監控畫面

（3）生產管理

平臺生產管理模塊基于大屯錫礦原有電子表格計劃以及現有線下流程進行重構，以現有生產數據采集和系統統一運維管理為基礎，在生產管控平臺實現生產計劃的編制并與集團SAP系統對接，通過restful API接口將主生產計劃上傳至集團公司SAP。對主生產計劃進行分解、下發執行、生產計劃跟蹤，完成生產執行過程管理。

（4）設備管理

設備管理主要是針對企業或組織內部的設備進行管理，包括設備的采購、分配、維護、報廢等方面。

綜合信息展示面板，對常用功能、設備狀態、待辦事項、設備維修、設備保養、巡檢任務等功能信息進行概括性展示，使用戶能夠快速了解當前設備狀態，快速處理異常以及對應的工作。

圖4 設備駕駛艙

（5）物資管理

物料管理的重點在于物料的出入庫管理及工序間半成品的轉庫管理，不僅要記錄出入庫管理、庫存查詢，同時還需要提供庫存盤點及庫存數據修正。

圖5 物資需求計劃

（6）計質計量管理

計量質量管理模塊通過restful API或OPC接口的方式與現有計量質量系統完成數據對接，并結合生產模塊，進行數據互通，進行采礦、選礦及金屬平衡報表展示和分析。

圖6 計質計量管理

（7）移動App

移動App作為當下逐漸普遍化的遠程終端應用場景，為用戶提供了手機移動端工程訪問功能，支持移動端瀏覽安全生產關鍵數據與系統運行等關鍵參數，并且能隨時隨地掌握設備運行狀況，優化現有的業務模式和工作狀態。同時結合App特有的使用特性，結合豐富的圖形界面展現形式與靈活的屬性配置方式，顯著提升系統的可用性，切實給企業運行帶來管理效益。

提供了在移動端設備讀取、操作工業庫中工業流程數據和關系庫中關系數據的能力。

·用戶只需要在PC端完成組態界面的開發，而無需考慮任何后臺服務器和數據通道問題。

·手機App與PC共用同一套工程，直接發布即可實現跨操作系統瀏覽。

·提供多種模板，包括通用模板、行業模板等，快速創建工程。

·提供移動端布局容器，方便手機端個性化布局。

圖7 移動App

·支持嵌入曲線、柱狀圖、餅圖等復雜圖表。

·可支持網絡協議HTTP，支持JSON數據格式。

·支持通過微信小程序嵌入。

·可以滿足并支持200個以上的并發客戶端同時訪問。

·高安全性。用戶登錄的時候，密碼是加密傳輸的，有效地防止了密碼被截獲的問題。

移動App利用報表、趨勢曲線、柱狀圖、餅圖等不同的形式按照時間、類別、級別、頻次等維度對隱患檢查信息進行全面挖掘，直觀展示、多層次分析企業安全生產態勢，把控重點問題區域，為安全生產提供遠程決策服務。

3　項目創新

該項目根據大屯錫礦實際業務系統開發需求和云南錫業股份有限公司智能化礦山建設要求，以“平臺+應用”的模式，落地數字礦山開發應用平臺中的關鍵技術路線和實現方法，并且能夠通過業務系統的自主開發與實際生產環境進行驗證，同時項目成果能夠進一步彈性擴展，在滿足當前大屯錫礦生產全流程端到端業務的前提下，隨著現場智能化改造的進一步加深，以及對功能集成性與多樣性要求更高的情況下，能夠使具備行業知識與現場運維需求，但是缺乏專業計算機知識的用戶具備對系統進行自主運維、升級、開發的能力，主要創新性和重難點問題分析如下：

（1）礦山融合數據中心

提供一種分布式工業數據庫，實現提供對所存儲內容（模型、預定義、對象、記錄、資源）的管理功能，包括增加、刪除、修改、查詢、權限配置、安全審計等；實現礦山生產全量數據（OT/IT/圖像/音視頻）的采集、存儲、分析、服務，在提供各類子系統生產業務數據整合的基礎上，為每條數據賦予時間、空間以及自身特質屬性。利用查詢、訂閱對象地理空間的唯一性檢索數據。科室運維人員使用時，只需指定對象的時間和空間，即可實現快速檢索。

（2）礦山專用組態開發工具

提供包括可視化建模工具、交互界面組態工具、工藝流程圖編輯器、圖表、報表可視化編輯器、算法可視化組態編輯器在內的多項礦山專用組態開發工具，內部嵌入大屯錫礦生產業務相關模板與模型，使業務應用的開發全組態實現，不再依賴廠家對系統功能進行運維。

通過可視化建模工具，對大屯錫礦涉及的生產設備、工作區域等物進行孿生建模，為業務開發人員提供全套完整物模型，確保數字孿生過程零代碼。

通過交互界面組態工具，對人機交互界面進行快速構建，包含豐富的布局容器、PC端與移動端UI組件。確保交互頁面搭建全組態、低代碼。

通過工藝流程圖編輯器，拖拽式搭建大屯錫礦生產工藝流程圖，提供基本圖素、設備圖形模型。提供包括旋轉、縮放、漫游在內的多種動畫鏈接配置。

通過報表可視化編輯器，保留Excel操作習慣，確保大屯錫礦已有的Excel表格可以直接復制粘貼復用，可在單元格中枚舉礦山融合數據中心中的各類數據對象，實現報表的自動生成、數據自動填充。

通過圖表可視化編輯器，將常用數據分析所需的圖表內置，用戶拖拽后即可配置數據進行展示，同時支持百度echarts官網、社區中的豐富圖表樣式一鍵復用。

通過算法可視化編輯器，以組態的形式，使具備豐富現場經驗的工程師能夠快速、便捷地將自己的行業經驗算法化，內置包括訂閱數據、系統函數、監聽HTTP、寫入數據庫等各類通用算法任務節點，并提供包括固定周期、固定時間、數據變化等多種算法觸發方式。

（3）業務流程自定義配置工具

針對大屯錫礦各系統的業務數據結構進行分層梳理，通過構建生產子系統的業務層級結構，結合礦山物對象進行綁定以完成圍繞礦山物的業務事件建模。在面對不同礦山業務事件結構不同的場景下，用戶只需要調整層級結構的關聯關系，無需編寫復雜的代碼邏輯與抽象的數據庫表結構構建。

針對礦山不同的業務流程場景，通過自定義配置工具，研究一款基于BPMN2.0標準的流程管理頁面，支持包括流程管理、模型管理、流程發起、流程實例追溯在內的多項功能，內嵌流程設計器，支持可視化流程設計。

考慮到不同礦山人員組織結構與崗位職責未來的變動，將業務事件對象直接與崗位進行配置式綁定，通過人員排班確定業務事件在某個日期，某個班次的具體執行人員，從而實現事件記錄的精準推送。

4　項目效益

（1）實現數據管理的自動化、結構化、標準化，形成高可靠、高準確性的良性數據資產，對生產數據進行精確采集，全面收集和按需分析，對業務數據進行結構管理、流程配置、職責關聯，真正發揮生產大數據的優勢，為效率分析和輔助決策提供可靠的數據支撐。數據采集的自動采集率達到90%，數據覆蓋率達到85%。

（2）實現高度組態化的數字礦山開發應用平臺，具備礦山模型可配、數據接入可配、交互界面可配、生產業務可配功能，系統將智能礦山計算機系統底層框架、基礎通用的功能模塊進行封裝，使得實施過程主要為配置的高度彈性，而不是基于高級語言的代碼開發，使得生產全量數據存儲的結構設計與庫表搭建由1個月降低為1周，智能礦山標準系統功能的開發由1年降低為3個月。

（3）實現系統持續改進優化機制，當生產系統隨著智能化改進發生變化時，業務工程師可以隨時在線調整數據結構、添加新功能，只需根據大屯錫礦當前實際業務和物理實體進行數據對象與功能單元實例化即可，將當前大屯錫礦智能礦山建設過程中系統開發運維過程由原來的依賴系統廠家基于高級語言定制化的開發方式轉換為由各生產科室、班組通過組態的理念進行自主運維、自主迭代升級，每年系統運維費用預計節省80%，系統業務擴展費用預計節省90%。

5　項目意義

（1）以大屯錫礦已經建成的數據中心機房底層資源（IaaS層），構建PaaS層能力（物聯網接入能力、數據處理能力）的中間平臺，從而打造基于大屯錫礦采礦、選礦各環節業務管理模型的SaaS化App（業務模塊）應用，即大屯錫礦MES系統協同管控平臺。

（2）系統結合大屯錫礦實際業務管理工作，梳理和優化企業生產管理的業務流程，包括采礦、選礦、物料、設備、能源、生產、人員、安全、環保等業務流程在內的所有資源，實現采購、生產、銷售、財務等業務的互聯互通；運用MES系統對礦山各環節的數據進行采集和分析，對上與控股公司SAP系統深度融合對接，對下匯集采礦及選礦DCS、PLC、電力集控、稱重、化驗等過程控制系統數據及安全在線監測系統數據，為企業搭建一個生產運維協調管控平臺，解決企業數據孤島問題，滿足業主生產、管理、經營的需求，實現企業管理扁平化，作業流程化、標準化，提高企業生產精準管理和經營決策的快速反應能力。

作者簡介：

王谞衡（1993-），男，甘肅白銀人，學士，現就職于北京亞控科技發展有限公司，主要從事工業軟件、智慧礦山解決方案方面的研究。

盧石權（1978-），男，云南陸良人，學士，現就職于云南錫業股份有限公司大屯錫礦，主要從事金屬礦山信息化和自動化的應用研究。

王一恒（1998-）,甘肅會寧人，碩士，現就讀于英國南安普頓大學，主要從事電氣控制與機電一體化方面的研究。

裴之勇（1989-），男，河南信陽人，碩士，現就職于北京亞控科技發展有限公司，主要從事工業信創軟件產品在礦冶工企側數字化轉型中的應用研究。

摘自《自動化博覽》2024年5月刊