陈少飞 王彦丽
广西华昇新材料有限公司 广西省 防城港市 538000
摘要:当前，随着信息技术迅猛发展，各企业智能化建设快速推进，氧化铝生产企业因工艺流程复杂、工序多、连续性强等特点，智能化程度普遍不高，人均生产力较低。通过建设氧化铝智能化系统（包括计划管理、调度管理、质量管理、物流管理、数据可视化等）对生产过程中的数据统一集成，为生产经营决策提供有用的信息，打破“信息孤岛”，确保信息及时沟通，实现生产过程透明化、管控一体化，全方位提高效率、降低成本、保障质量，提高生产经营的效率和效果。
关键词：氧化铝；智能化；计划 ；调度
引言：
某新建氧化铝厂与某信息化公司合作，在项目可研阶段就对智能化方面进行整理规划，实现智能化系统与项目基建同步开展，通过智能化设备与智能化系统的应用，大幅降低现场操作人员和管理人员的数量，项目定员与同行业企业对比优化30%以上，人均生产力达到国际领先水平。本文主要对智能化系统5个主要模块，包括计划管理、调度管理、质量管理、物流管理、数据可视化进行说明，通过5大模块建设实现生产过程控制精准，提高指标合格率，降低氧化铝生产主要消耗，如矿石、烧碱、蒸汽、交流电、天然气等消耗，实现成本优化控制。
1．智能化系统总体设计
智能化系统基于数据驱动和场景化设计理念，采用物联网、大数据、移动互联等技术，为企业建设数字化和可视化平台。
系统通过数据采集系统实现数据的采集、清洗、存储、管理和分析，为企业打造计划管理、调度管理、检化验管理和物流管理，建立数据可视化系统，展示包括计划达成、设备运行状态、质量指标、能源消耗、安环情况、物料库存与消耗等数据，生产过程数据异常后，系统实现自动报警，管理者可实时查看生产实际情况，系统通过接口平台可实现与OA、设备管理、安全管理等系统的集成。
以下为系统总体架构：
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12．计划管理建设方向及功能设计
根据年度生产任务目标，考虑内外部数据（设备、人员、物料、能源、市场）通过数学模型及算法建立计划编制模型，实现生产计划的自动编制。生产计划按时间和空间维度逐层分解为班操作任务单和配套的主要运行参数，推送到相关执行系统和人员，并对生产计划、操作指令单和工艺参数指标的完成情况进行监控统计，在后期为计划、调度、工艺操作、质量、设备、能源、采购、销售和智能知识管理的协同提供支持。计划管理依据公司生产任务目标，结合相关历史数据（指标数据）和制约条件，快速准确生成年、月、日计划，计划经过审核确认后下发，查询计划及计划进度完成情况，自动生成日报表、月报表。
计划管理详细功能包括：计划项目配置、年度计划管理、月度计划管理、日计划管理、计划实绩管理，逐步实现计划分析与优化。
3．调度管理建设方向及功能设计
以生产计划完成和经济技术指标达成为目标，并逐步优化。通过采集现场作业数据和关键设备参数，对生产实际情况进行评估，对偏离计划和经济技术指标达成的因素进行分析，通过调度指令组织优化，确保指标和计划的完成。
生产调度模块结合生产计划情况（包括生产周/日/班的产量、原材料的需求量、能源需求量等），并根据生产设备状态、原辅料要求、能耗指标以及人员状态，实现生产计划的落实，并能实现在指令库选择调度指令下达，并对指令执行情况进行实时反馈，实现实时掌控生产运行及调度指令执行情况。主要包括调度指令管理、调度日志管理、报警处置管理等方面。
调度管理详细功能包括：调度指令管理、报警处置管理、调度报表管理、调度日志管理、重点督办事项等。
4．质量管理建设方向及功能设计
绕全生产过程的质量管理，根据公司的质量管理方针和要求，完善作业规程及标准质量信息库建设，通过原燃辅材、过程物料、产成品取制样、检化验过程的透明可视化管理，建立数据采集和质检数据判定、分析、反馈及质量台账管理，监控生产过程质量管理。
实现质量预警、质量过程分析控制和持续改进目标，从事后管理向事前、事中管理转变，提升质量成本管控，全员参与改善质量管理活动，帮助员工提高作业质量，动态优化生产过程质量指标，减小质量波动降低成本。
质量管理详细功能包括：质量标准管理、质检化验管理、质量判定、质量异议处置、质量监控、质量报表管理、质量改进管理。
5．物料管理建设方向及功能设计
依托物流基础设备，对物流全过程进行实时监控和展示，使得相关人员及时了解实时情况，实现智能管理。智能化的物流管理系统能对厂内物料和产品的计量和运输实现现场无人化管理，并逐步实现对厂内工艺车辆进行调度。通过对车辆实施GPS定位，对车辆的行驶和称重计量进行在线监控并可根据设置的关键指标项进行提醒。为未来自动统计分析优化运输量和车辆消耗、并进行知识收割提供数据基础，并逐步实现与生产、质量、安全环保、采购、销售、库存和智能知识管理的协同。
物流管理详细功能包括：车辆物流管理、远程集中计量、物流跟踪、物流统计报表等。
6．数据可视化建设方向及功能设计
可视化监控主要实现对生产过程、管理过程和操作过程的全流程在线监控统计分析 ，实时掌握全厂工艺参数、设备状态、物料流动、能源消耗、产品质量、安全检查与排查、操作情况，对整个生产组织和工艺参数进行智能优化协调，逐步实现生产全流程管理透明化、标准化、智能化。
通过将实时采集的数据进行汇总，并将数据进行整理分析、共享，存储，根据场景化思路和不同层级的管理需求，对不同管理者进行不同展示，满足个性化需求，最终以可视化形式将数据呈现到管理者桌面。可实现大屏端、PC端、APP端不同的展示方式。
数字可视化系统集中显示主要的KPI指标，包括计划达成、设备运行状态、质量指标、能源消耗、安环情况、物料库存与消耗等数据的实时在线展示。
数据可视化详细功能分：公司级展示、工序级展示及各个功能模块展示（计划、调度、质量、物流等）。
7．效果及建议
1）提产降耗：系统建设可以加强对生产和经营管理的预测性，减少不确定性事件发生，提高流程运转率和设备实际产能，生产组织平稳高效，大幅提高产量；过程控制精准，指标合格率高，矿石、烧碱、蒸汽、交流电、天然气等物料消耗可以明显降低，降低生产成本。
2）提高劳动生产率：智能化系统建设实现数据的自动统计和实时传送、共享，提高工作效率；实现扁平化管理，提高人均劳动生产率。
3）当前，我国经济发展进入“新常态”，传统行业面临需求低迷、结构性产能过剩等问题，只有发展智能化才能促使企业进一步强化内部控制、降低生产成本、提高竞争优势。
4）智能化系统建设，必须标准先行，只有企业所有管理标准、操作标准、工艺标准等量化、数字化，才能推进此项工作。
5）智能化系统建设要实行定制化开发，所有系统功能的建设必须与企业现有生产流程和管理业务相吻合。
参考文献
[1] 杨重愚.氧化铝生产工艺学.1993
[2] 工信部联规.〔2018〕154号《国家智能制造标准体系建设指南》
[3] 工信部联规.〔2016〕349号《智能制造工程实施指南（2016-2020年）》
[4]《中国铝业公司智能制造发展规划（2016-2025年）
[5]《中国铝业公司氧化铝智能工厂顶层设计》