陈海霞 汪家胜
瑞泰马钢新材料科技有限公司 安徽马鞍山 243000
摘要：针对传统耐火材料生产行业存在的装备自动化水平落后、信息化程度低等问题，瑞泰马钢联合飞马智科、腾讯公司打造数据整合分析、产线设备实景的透明工厂，有效实现了各类异构大数据在智能制造中的应用，有效实现了大数据为经营决策分析提供支撑，取得了良好的经济和社会效益。
关键词：大数据；智能制造；透明工厂；信息融合
Application of Industrial Big Data Technology in Intelligent Manufacturing of Refractory Materials
Chen Haixia, Wang Jiasheng
（Ruitai Masteel Nwe MaterialsTechnology Co.,Ltd, Ma'anshan 243000, Anhui, China）
Abstract: In response to the problems of backward equipment automation and low informatization in the traditional refractory production industry, Ruitai Masteel, together with Pegasus Zhike and Tencent, created a transparent factory with data integration analysis and actual production line equipment, effectively realizing various types of heterogeneity. The application of big data in intelligent manufacturing has effectively realized that big data provides support for business decision analysis, and has achieved good economic and social benefits.
Keywords: Big data; intelligent manufacturing; transparent factory; information fusion
一、耐火材料制造信息化现状
耐火材料行业是在国内具有悠久的历史，由于进入门槛低，投资额度可大可小，部分产品制作工艺简单，所以产能形成较快，尤其是20世纪的80年代和90年代，不仅辽宁、河南、山东、山西等具备资源优势的省区耐火材料产业发展迅猛，江苏、浙江等沿海省区耐火材料工业也形成了一定规模。
传统的耐火材料企业在生产经营中面临诸多问题和痛点，例如企业智能化程度不够、生产管控方式粗放、产品更新换代缓慢等，与国际先进的耐火材料制造企业存在较大差距，难以参与国际、国内市场的竞争，不能满足用户自身产品升级对优质耐火材料的需求。
虽然近年来以瑞泰马钢为代表耐火材料制造企业加大对自动化设备、信息化建设的投入，但是国内耐火材料行业多数企业依然面临以下问题：（1）装备自动化水平不高，劳动强度大、生产效率低、产品质量波动大；（2）基础管理薄弱，管理体系运行水平低；（3）工艺流程、信息流、物流等流程不畅；（4）生产、技术、产品使用、经营过程中产生的数据不能有效利用。传统的模式无法解决以上问题。如何实现自动化、信息化、标准化、数字化的管理模式来解决传统企业面临的共性问题，实现新时代制造业的高质量发展，是摆在我们面前的重大课题。
二、瑞泰马钢的耐火材料生产中大数据应用情况
耐火材料生产制造一直存在产品质量难以跟踪、效益低下，创新能力不足等痛点。产品质量难以跟踪主要表现为设备装备水平低，相关设备、检测、能源消耗等相关的大量数据无法准确采集、上传以及分析。
针对上述行业痛点，瑞泰马钢紧跟国家政策，大力推行智能制造，为了实现生产过程数据、关键设备运行状态、厂区安防、能源管控等方面的透明化，瑞泰马钢联合飞马智科、腾讯公司打造数据整合分析、产线设备实景的透明工厂。
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与传统制造业信息化系统互补
为了弥补传统制造业信息化系统的不足，同时解决传统耐火材料生产行业面临的痛点，瑞泰马钢投资近3000万元，通过与飞马智科、腾讯联合，创造性的提出了“工业大数据+制造业”的融合创新思路，并结合腾讯多年互联网沉淀的经验，通过长期交流，实现了瑞泰马钢的面向耐火材料生产行业的透明工厂建设项目的成功落地。通过将工业思维和能力与互联网思维和能力的集成、融合和创新，使云计算、大数据、物联网向制造体系赋能，加速企业向数据驱动型转变，构建新的生产力，提出以数据中台为核心的透明工厂解决方案。
为实现公司“精品制造，精心服务”的战略目标，引进自动配料系统、自动混碾系统、全自动液压成型设备系统、工业机器人、智能仓储系统及湿养护、干养护、环保热处理设备系统等，开发自动配料混碾系统、睏料系统、成型系统、仓储系统等控制系统，实现各设备和系统的无缝连接，建成高温材料的全流程自动化智能化生产线。
开发PMS系统，与过程控制系统对接，实现对原材料入库到成品出库的整个生产过程实时数据的自动采集，通过系统内多模块的组合实现生产过程的数字化管理，提高智能制造工厂的生产效率，实现生产过程的智能管控。拥有安防、门禁、考勤、产线监控等功能模块。
导入ERP系统，构建人力资源、供应链、生产计划和财务管理等模块，并与PMS系统进行无缝对接，数据实时联动，达到“业财一体化”的管理目标，实现从管理向经营的转变。协调智能制造工厂内各管理部门围绕市场导向，更加灵活或柔性地开展业务活动。
完成产品生命周期管理系统（PLM）与ERP集成，实现产品研发、生产、应用过程中产生数据的高效利用，促进产品研发周期的缩短。
部署腾讯微瓴物联平台，将智能装备、PMS、ERP等系统数据进行接入集成，并对数据进行模拟、分析和预测，完成厂区建筑空间内各种硬件设备和业务系统的互联互通，通过3D全仿真画面将各系统的专业数据和业务信息进行完美呈现，并在中控室大屏上联动展示，帮助厂区实现数字化升级，提升运营效率，建立了“用数据管理、用数据决策、用数据创新”的全新业务管理模式，通过虚幻4高性能引擎进行3D建模，打造出画面精湛的透明（虚拟）工厂，为管理者创造全新的服务模式及体验，为工业大数据的深度应用提供平台基础。
三、瑞泰马钢大数据应用的效果
透明工厂集成ERP、PMS、WMS、PCS考勤系统、道闸系统、考勤系统、能耗系统、光伏发电系统、视频监控等系统，利用大数据分析，实景展示，多系统糅合，将BI分析传送给经营决策层以供参考。
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大数据展示图
瑞泰马钢现有各大类产品几十个（以产品配方计），根据以往的经验，约5年（产品升级周期=年平均配方使用数量/年平均淘汰配方数）所有产品平均升级1次。系统投运后，利用PLM、云平台、大数据管理，可缩短用户需求评估、试验方案筛选、研发周期以及测试时间；自动化和智能化制造可缩短上线时间，预计3.5年以内所有产品可平均升级一次，产品升级周期缩短。
系统投运前，产品不良品率（不良品率=废品数量/产量×100%）为6%。系统投运后,通过设备的自动化、智能化，提升装备水平，减少人工操作误差，提高生产控制精度，可大大提高产品质量,预计产品不良品率降低到4%，产品不良品率下降。
系统投运前，单位产值能耗（单位产值能耗=生产所消耗的标准煤/产值）较高。系统投运后，产值能耗降低原单位产值能耗的50%以上，把单位产值能耗降到行业最低。
四、结论
瑞泰马钢的面向耐火材料生产行业的透明工厂建设项目是以自动化装备系统、信息化系统（PLM、ERP、PMS等）为基础，以腾讯微瓴数据平台为核心，利用数字孪生、动态3D大数据可视化、AI数据应用分析等新技术，实现从产品设计、工艺、制造、服务到退役全生命周期数据和商业智能分析（BI）的透明化，并搭建装备、数据运行预警与处置的工业大数据深度融合及应用场景，实现了与传统耐火材料生产制造业信息化系统互补，有效解决了传统耐火材料行业智能化水平低、创新能力不足等问题，提高行业自动化和智能化水平，促进高温耐火材料行业高质量发展。
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作者简介：陈海霞（1984年11月），2007年6月毕业于湖南工程学院自动化专业，现在瑞泰马钢从事环保能源管理工作。