有色金属行业智能加工工厂建设指南2020版
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全国有色金属标准化技术委员会智能制造标准化工作组
委员任职条件
1、应为标准化领域的专家或具备标准化工作和管理经验,具有较高的理论水平、扎实的专业知识和丰富的实践经验的在职人员;
2、应为有色金属行业智能制造领域的专家,所在单位应为有色领域的科研院所、大中型企业、科技型企业、国家高新技术企业、国家创新型企业、国家级高新区、科技园区(试点、示范)等,包括具备智能制造技术相关经验,可提供智能化系统集成解决方案、智能设备与智能应用技术的供应商等;
3、具有中级以上(含中级)专业技术职称,或者具有与中级以上专业技术职称相对应的技术管理职务的在职人员;
4、应熟悉标准化工作流程,具有良好的沟通能力,能积极参加标准化工作组的各项活动,履行工作组成员的职责和义务。
全国专业标准化技术委员会工作组委员登记表
全国专业标准化技术委员会编号:SAC/TC 243/智能制造标准化工作组。
英文回答:The guidelines for the construction of smart mines in the non—ferrous metals sector include the assessment of intellectuality, safe environmental protection, production efficiency, resource utilization, use of smart equipment and integration of artificial intelligence technologies. The degree of intellectualization will be rated taking into account the level of automation of mines, including such factors as the number of automation equipment, degree of automation, and automation control capacity. The assessment of safe environmental capacity will take into account such factors as the safe production capacity of mines, the integrity of environmental facilities and the effectiveness of environmental work. Production efficiency ratings will take into account factors such as mine production capacity, production efficiency and production costs. Resource utilization will be rated taking into account such factors as thebined utilization of resources in mines, resource extraction rates and the level of resource protection. Ratings of smart equipment applications will take into account such factors as the use of smart equipment in mines, the degree of equipment renewal and technological innovation. The evaluation of artificial intelligence technology integration will take into account such factors as theapplication of artificial intelligence technology in mines, the effects of technology application, and the prospects of technology application. The rating criteria will provide a scientific basis for the construction of smart mines in the non—ferrous metals industry by assessing the level of mechanizationin the light of the above indicators.有色金属行业智能矿山建设指南评分标准内容,涵盖了智能化程度、安全环保能力、生产效率、资源利用率、智能设备应用、人工智能技术集成等方面的评估。
有色金属行业智能矿山建设指南
一、指南简介
智能矿山建设指南旨在指导有色金属行业企业建设智能矿山,充分发挥智能技术带来的潜力,打造卓越的金属矿山现代化管理模式,提升企业的整体管理水平。
二、主要内容
1.信息化建设
实施矿山信息化建设,搭建完善的信息化平台,以便实现数据采集、分析定位、数据管理和业务流程决策支持等功能。
此外,应建设包括视频监控和安全报警系统在内的安全系统,以提供全面的安全保障服务。
2.物联网技术
矿山中应建设覆盖采矿、矿石加工、运输内外、设备维护等活动的工业物联网,并实施设备联网、智能识别等技术,充分发挥智能技术优势,实现安全、高效、节能、循环利用等优势。
3.机器人技术
矿山生产要落实机器人的安全管理,监督机器人作业,实现安全操作和生产高效。
同时实施自动化设备和机器人技术联动,推进机器人在矿山生产管理中的应用,以实现高效、节能、安全等综合效益。
4.虚拟现实技术
虚拟现实技术的应用,可以实现矿山立体空间模型的建立,以及有关
建筑设计、设备安装、矿井运行等活动的模拟和仿真,从而提高工作效率、降低运行成本。
《有色金属行业智能工厂建设指南》解读首先,该指南明确了有色金属行业建设智能工厂(矿山)的必要性和重要性。
指南指出,智能工厂的建设是有色金属企业实施绿色发展、提高生产效率和降低成本的必然选择。
通过引入先进的智能化技术和设备,可以提高生产效率,节约资源和能源,减少环境污染,实现可持续发展。
此外,智能工厂的建设还有助于增强企业的核心竞争力和实现跨越式发展。
其次,指南明确了智能工厂(矿山)的基本原则和建设要求。
指南强调了安全生产、绿色环保、高效能源利用、信息化管理和产业协同等原则。
指南要求工厂(矿山)必须符合国家有关安全生产和环保法律法规的要求,建立和完善安全管理体系和环保管理体系。
同时,指南还提出了智能工厂(矿山)在能源利用和排放控制方面的要求,鼓励企业利用先进的节能技术和设备,提高能源利用效率,降低能源消耗和排放量。
此外,指南还强调了信息化管理的重要性,要求企业建立高效的信息系统,实现生产过程的数字化和智能化管理。
再次,指南还对智能工厂(矿山)的具体建设内容进行了详细的说明。
指南列举了智能工厂(矿山)建设的重点领域和关键技术,包括智能机械设备、自动化生产线、智能化仓储和物流系统、数据采集与分析等。
指南要求企业在建设过程中要结合自身实际情况,选择适合的智能化技术和设备,提高生产效率和产品质量。
指南还强调了智能工厂(矿山)的智能化运维和管理要求,包括设备状态监测、故障诊断和维修等方面的内容。
最后,指南还提出了智能工厂(矿山)建设的管理和评估要求。
指南要求企业建立健全的工程管理和资金投入机制,确保工程建设的顺利进行。
同时,指南还对智能工厂(矿山)的使用和维护进行了管理要求,包括定期检查和维护设备,及时更新技术和设备,确保工厂(矿山)的正常运行。
此外,指南还要求企业进行智能工厂(矿山)的评估,并根据评估结果进行持续改进。
总之,该指南为有色金属行业智能工厂(矿山)的建设提供了全面的指导。
通过遵循指南的原则和要求,有色金属企业可以实现生产效率的提高,资源和能源的节约,环境污染的减少,从而实现可持续发展。
68中国有色金属阳新弘盛铜业有限公司(以下简称“弘盛铜业”)400kt/a 高纯阴极铜生产新建项目是中国有色矿业集团有限公司(以下简称“中国有色集团”)积极响应党中央号召,落实习近平总书记支持湖北省疫后重振的重点项目,是央企和地方政府合作的典范工程,是中国有色集团实施“1+4”发展战略、践行党的二十大精神的献礼工程,是中色大冶有色金属集团控股有限公司实现绿色高质量发展的压舱石项目。
建设目标中国有色集团中色大冶弘盛铜业40万吨高纯阴极铜清洁生产项目围绕《“十四五”智能制造发展规划》和《中国制造2025》加快推动新一代信息技术与制造技术融合发展需求,同时贯彻落实国务院国资委《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》的要求,参照《有色金属行业智能冶炼工厂的建设指南》,以建成“绿色、智能、效益的标杆工厂” 的工作要求为目标,打造出全要素、全流程的智能化铜冶炼工厂。
实现了生产运营信息数字化、业务管理可视化、价值挖掘持续化。
在工业互联网平台建设方面,按照论坛论坛FORUM智能工厂建设指南进行整体架构设计,搭建企业私有云及工业互联网平台,承载生产管理、业务管理、数据采集、数据加工等诸多模块,实现数据的采集、存储、分析和应用,为智能应用提供实时监控、远程控制、智能决策等功能,进而提高生产效率、降低成本,并推动工业生产的数字化转型。
整合企业内部业务流、信息流,以市场为导向、以成本控制为核心,加强产品工艺的改造和创新,建立面向生产流程、管理流程的智能化业务管理平台,实现全流程数字化支撑下的协同优、管理优与决策优,不断推动生产管理的优化提升,持续创造价值。
总体架构基于工业互联网平台建设面向弘盛铜业全流程(火冶、制酸、电解、渣选以及公辅能源)管控系统,对下连接生产车间基础自动化系统、智能传感设备、智能装备等,对上支撑包括生产管控系统、设备管理系统、能源管理系统、环保管理系统、安全管理系统等在内的区域工序及全厂级生产管控应用,对外对接集团财务系统、物料仓储管理、EBS 主数据等集团已有信息化系统,实现全厂生产的数字化精益管理,不断为工厂的生产经营创造价值。
附件1有色金属行业智能矿山建设指南(试行)为贯彻落实国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等国家相关政策,按照《国家智能制造标准体系建设指南》的总体要求,切实推进有色金属矿山智能升级,特编制本指南。
本指南是促进行业技术进步和规范发展的引导性文件,不具有行政审批的前置性和强制性。
一、建设目标结合我国有色金属矿山开采环境复杂、安全管理压力大、多元素资源共生等特点,在矿山已有自动化、信息化建设基础上,推进物联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色金属矿山的应用,建成集资源的数字化管理、面向“矿石流”的智能生产管控、全流程的少人无人化生产、集成化的本质安全管理、基于工业大数据的智能决策于一体的本质安全、资源集约、绿色高效的有色金属智能矿山,促进企业转型升级、高质量发展,全面提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。
二、建设原则坚持因企制宜,注重实效。
根据企业发展战略和实际生产经营情况,充分考虑矿山资源禀赋条件、矿山所处生命周期阶段、工艺装备水平以及信息化建设基础,明确企业智能化建设重点,新建矿山直接进行智能化规划与设计,在产矿山有序推进智能化改造。
坚持整体规划,分步实施。
把握智能制造发展方向和重点,从全局、整体层面进行顶层设计,围绕有色金属智能矿山建设主要环节和重点领域,结合矿山自身能力和业务需求等特点,分步实施,有序推进智能矿山建设。
坚持创新引领,数据驱动。
积极探索5G等新型基础设施在企业生产中的应用,推动新技术与有色矿山的融合创新;基于数据和机理融合驱动的理念,应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知的能力,利用AR/VR(增强现实/虚拟现实)等技术形成人机混合增强智能,充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能的各自优势,推动工艺与管理知识的沉淀与复用,支撑企业持续进行技术创新。
三、总体设计(一)总体架构鼓励有色金属智能矿山采用基于工业互联网平台的云、边、端架构,建立面向“矿石流”的全流程智能生产管控系统,将矿山大量基于传统IT架构的信息系统作为工业互联网平台的数据源,继续发挥系统剩余价值,同时逐步推进传统信息化业务云化部署,实现矿山全流程的少人无人化生产。
智能制造发展规划当前智能制造、人工智能、大数据、工业互联网、区块链、虚拟现实等新技术、新应用、新业态方兴未艾, 智能制造迎来了更为强劲的发展动能和更加广阔的发展空间。
“十四五”时期, 是我省与全国同步全面建设现代化的开局起步期, 更是我省“作示范、勇争先”的关键跨越期。
贯彻智能制造发展新理念, 抢抓智能制造发展新机遇, 构建智能制造发展新格局, 是抢占未来经济和科技发展制高点、培育经济增长新动能、推动制造业供给侧结构性创新的重要支撑。
以《省发展第十四个五年规划和二0三五年远景目标纲要》为引领, 根据《省“十四五”制造业高质量发展规划》等, 结合制造业发展实际, 制定本规划, 规划期为2021 年至2025年。
第一章发展现状与形势第一节“十三五”智能制造发展回顾“十三五”期间, 围绕建设制造强国、推动制造业数字化、网络化、智能化发展, 编制印发了《智能制造发展规划》、《智能制造标准体系建设指南》等文件规划, 从发展高度, 明确提出将智能制造作为主攻方向, 统筹推进智能制造全面发展。
为贯彻落实部署, 抢抓产业发展制高点, 近五年相继出台了《省推进智能制造“万千百十”工程实施方案》、《关于大力推进两化深度融合加快制造业转型升级的意见》等政策, 提出实施智能制造示范工程、推进关键共性技术研发、推动企业应用智能制造装备等关键措施, 为全省的智能制造发展指明方向, 实现制造业产业链向中高端迈进、产业基础向高级化转变。
“十三五”期间, 省始终坚持创新发展理念引领发展行动, 坚定不移以智能制造发展为主线, 培育智能制造新技术、新产业、新业态、新模式, 着力改造提升传统产业, 集中力量做强、做大优势产业, 全省工业经济步入高质量跨越式发展的快车道。
一是政策引领, 我省智能制造发展已初显成效。
自2016年我省启动推进智能制造“万千百十”工程以来, 围绕有色金属、电子信息、装备制造、医药等重点行业, 分行业选树一批标杆企业, 形成一批可复制可推广的智能改造方案。
有色金属行业智能加工工厂建设指南(试行)目录一、建设目标 (4)二、建设原则 (5)三、总体设计 (6)(一)总体架构 (6)1. 技术架构 (7)2. 智能应用 (7)(二)建设路径 (7)1. 现有工厂 (8)2. 新建工厂 (9)(三)关键要素 (10)1. 质量稳定 (10)2. 协同高效 (10)3. 响应快捷 (10)四、建设内容 (11)(一)基础设施的数字化建设与改造 (11)1. 智能感知 (11)2. 智能装备 (12)3. 网络建设 (10)4. 信息安全 (11)(二)面向协同运作的智能生产系统建设 (11)1. 生产过程智能控制 (12)2. 生产管理与执行 (14)3. 加工工厂虚拟仿真 (17)(三)基于数据驱动的智能管理系统建设 (18)1. 企业资源计划 (18)2. 客户关系管理 (18)3. 企业经营决策 (18)(四)基于服务型制造的智能服务应用建设 (19)1. 供应链管理协同 (19)2. 服务新模式 (19)五、基础支撑 (20)(一)资金投入 (20)(二)组织规划 (20)(三)人才队伍 (20)(四)运营维护 (20)(五)信息资源 (20)(六)标准体系 (20)为贯彻落实国务院《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》《新一代人工智能发展规划》等国家相关政策,按照《国家智能制造标准体系建设指南》的总体要求,切实推进有色金属加工企业智能升级,特编制本指南。
本指南是促进行业技术进步和规范发展的引导性文件,不具有行政审批的前置性和强制性。
一、建设目标结合我国有色金属加工行业产品品种多、订单批量小、生产工艺路线长(路径多)、产品精度要求高、生产运行速度快、物流调度频繁等特点,在企业已有自动化、信息化建设基础上,推进互联网、大数据、人工智能、5G、边缘计算、虚拟现实等前沿技术在有色加工工厂的应用,实现设备、物料、能源等制造资源要素的数字化汇聚、网络化共享和平台化协同,建成集柔性化组织生产、产品质量全生命周期管控、供应链协同优化运营等于一体的质量稳定、协同高效、响应快捷的有色金属智能加工工厂,促进企业转型升级、高质量发展,全面提升企业的综合竞争力和可持续发展能力。
二、建设原则坚持企业主体,战略主导。
确立企业智能工厂建设的主体责任,根据企业战略,结合企业区域特征、产品定位、工艺装备、管理模式、两化融合基础,明确企业智能制造建设重点。
坚持整体规划,分步实施。
把握智能制造发展方向和重点,从全局、整体层面进行顶层设计,围绕有色金属智能加工工厂建设主要环节和重点领域,结合企业自身能力和业务需求,分步实施,有序推进智能加工工厂建设。
坚持问题导向,持续优化。
以解决企业生产管理和经营管理的实际问题为出发点,实现关键轧制设备、控制技术的升级、突破;随着企业的战略演进、管理理念和生产组织模式的不断优化,对智能工厂的软硬件设施和工业系统进行迭代升级,持续提升企业的智能化水平和生产效能。
坚持创新引领,数据驱动。
积极探索5G 等新型基础设施在企业生产中的应用,推动新技术与有色加工的融合创新;基于数据和机理融合的理念,应用大数据、人工智能、边缘计算等技术提升信息系统学习与认知能力,利用AR/VR(增强现实/虚拟现实)等技术形成人机协同混合增强智能,充分发挥工艺技术人员的智慧与机器智能的各自优势,推动工艺与管理知识的沉淀与复用,支撑企业持续进行技术创新。
三、总体设计(一)总体架构鼓励有色金属智能加工工厂采用基于工业互联网的云、边、端构架,建立“平台协同运营、工厂智能生产”两个层面的业务管理控制系统,将企业大量基于传统IT架构的信息系统作为工业互联网平台的数据源,继续发挥系统剩余价值,同时逐步推进传统信息化业务云化部署,实现企业全流程的智能生产、供应链协同与服务模式创新。
参考构架如图1所示:图1 有色金属智能加工工厂参考架构1.技术架构端:通过对生产设备进行智能化改造和成套智能装备的应用,实现全面感知和精准控制。
边:充分利用企业原有及新建控制系统数据,汇聚区域数据资源,实现边缘侧的数据分析与实时决策。
云:集成工业微服务、大数据服务、应用开发与部署等功能,实现海量异构数据汇聚与建模分析、工业经验知识软件化与模块化、各类创新应用开发与运行。
2.智能应用智能生产:聚焦企业生产制造层面,通过对实时生产数据的全面感知,对产品、设备、质量、能源、物流等数据的分析,提升企业运行效率和协同管理水平。
智能管理:聚焦企业经营管理层面,通过对采购、销售、财务、成本、客户等业务数据的全面集成和系统分析,协助企业快速、精准决策。
智能服务:聚焦供应链和产业层面,结合用户个性化需求、加工工艺的迭代优化、生产过程的大数据分析,不断形成创新应用,实现供应链协同和资源优化配置。
(二)建设路径坚持“融合发展,并行推进”,循序渐进推进企业智能工厂建设进程。
1.现有工厂依据实际业务特点和支撑配套条件,对企业智能制造基础进行评估,编制总体规划,考虑企业实际需求紧迫程度、基础条件和资金承受能力等因素制定实施方案,明确阶段任务目标、预期效果及详细的实施计划,分步开展建设。
(1)大中型企业开展数字化标准化建设工作,制定数据标准、流程标准、操作标准;对设备进行数字化改造、智能化改造,提高产线的自动化率,加装智能视觉监控和智能仪表,开展成套智能装备应用,实现工厂数字化、网络化、少人化;建设综合集成信息管控平台,实现订单、工艺、计划、调度、质量、设备、产品、能源、安环等全面数字化管理。
以工业互联网为基础,建设工业大数据分析平台,充分挖掘数据潜在价值,实现设备故障智能诊断、过程参数优化、生产流程优化、数字仿真优化、经营决策优化等,打造具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应的有色金属智能加工工厂。
(2)中小型企业依据企业实际情况及能力,对主要生产装备进行数字化改造,提升自动控制水平,加装智能仪表,开展信息化基础设施及信息安全建设,建设厂区安全监控网,实现产线装备的自动化以及生产现场的少人化。
2.新建工厂依据新建企业特点和配套条件,根据项目总体可研报告、初步设计编制智能制造总体规划,考虑先进工艺、先进装备、先进信息技术以及先进制造技术等因素制定高标准、高起点、高水平的智能制造实施方案,明确阶段任务目标、预期效果及详细的实施计划,分步开展建设。
(1)规划设计阶段,完成工厂生产工艺路线设计、智能装备选型、智能物流规划等智能加工工厂总体规划。
(2)基建阶段,完成对智能设备、工控网络、视频网络、信息化基础设施、安全系统、工业物联网等的建设,实现产线之间、产线内部物料自动流转及信息自动传递。
(3)基建后期到达产期间,开展智能生产与管理系统建设,包括订单管理、工艺管理、计划管理、调度管理、质量管理、设备管理、能源管理、安环管理等,实现工厂全面可视化、数字化。
(4)实现达产达标后,在积累一定量数据的基础上,开始建设工业大数据分析平台,挖掘数据潜在价值,实现订单柔性优化、生产工艺优化、质量全过程管理、设备故障智能诊断、数字仿真优化、经营决策优化等,打造具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应的有色金属智能加工工厂。
针对现有工厂、新建工厂的特点,鼓励有条件的大型企业建设工业互联网平台,鼓励中小型企业使用工业互联网平台。
鼓励企业以硬件、软件、数据等基础要素迁入云端,快速获取数字化能力,不断变革原有体系架构和组织方式,有效运用云技术、云资源和云服务,逐步实现核心业务系统云端集成,促进跨企业云端协同。
(三)关键要素1.质量稳定通过网络化、数字化、智能化技术,建立覆盖合同的全生命周期管理、生产全流程的质量管控、智能物流等系统,实现生产过程精细管控、生产高效、产品质量稳定的目标。
2.协同高效通过订单的数字化管理系统和智能排产系统,对客户订单自动处理,自动安排生产任务执行顺序、生产设备和排产计划,平衡各设备和工人的生产负荷,实现减少订单等待时间,实现对订单、计划和生产的动态追踪管理。
3.响应快捷通过供应链管理系统和客户关系管理系统,实现物料供应的快速响应、订单的敏捷反应和外部需求、内部生产能力以及外部配套能力的协同。
四、建设内容围绕物联网、云计算、大数据、人工智能、5G等新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合,在企业的感知层面、管控层面、供应链层面、决策层面实现新的运营、管控模式,推进企业转型升级。
(一)基础设施的数字化建设与改造结合有色金属(含再生金属)加工过程中的熔炼、铸造、轧制、挤压、拉拔等生产工艺条件、工况特点,应用自动控制、智能感知等技术对现有轧机、挤压机、热处理炉等生产设备及其他装置进行数字化改造或配置智能设备,完善工业网络及信息安全建设,通过生产装备的改造提升和互联互通推动产线的整体升级,实现高效稳定的产品生产。
1.智能感知对企业已有的配备单机控制系统的生产设备进行通讯扩展,结合企业数据需求增设一系列的仪器仪表,建设覆盖装备、工艺、质量、物流、能源、安全、环境等的基于数据采集和实时监控的智能感知系统。
鼓励企业加快部署传感器、智能摄像机、射频识别、网关等数字化工具和设备,通过集成传感、测量、检测、控制等信息,实现设备、物料、生产过程、产品质量、安全环境的实时感知。
专栏1:智能感知重点应用领域对生产设备或辅助设施通过自动化改造、增设智能在线感知仪器仪表;对料、半成品、产成品的合金成分、物理性能、化学性能、表面缺陷等进行检测;对生产工艺参数、运行过程操作、物料流转、人员活动、能量转换等实时状态进行跟踪;对工厂周边、生产车间、库房、机房以及生产过程中粉尘、有毒有害气体、噪声、高温和排放的废水、废渣、废气等领域实时状况进行监视。
2.智能装备在有色金属加工生产中环境恶劣、人工低水平重复作业、劳动作业强度大的岗位,鼓励企业应用具备自我检测、自我诊断、自我调节等功能的智能装备,实现精准控制,降低人员劳动强度,提高生产效率和质量稳定性。
鼓励有条件的企业通过智能装备的互联互通,建设全流程自动化产线。
专栏2:智能装备及先进控制技术智能物流装备:AGV(自动导引运输车)、智能天车、自动运输辊道、自动装卸料装置、智能化立体仓库和平面仓库等。
工业机器人:自动打捆机、自动喷码机、自动对中装置、自动上卸卷装置、自动上卸套筒装置、自动套筒循环装置、自动料框循环装置、自动焊接装置等。
智能检测装备:光学视觉检测系统、涡流探伤仪、粒子检测仪、测厚仪、凸度仪、板形辊、产品轮廓检测装置等。
智能辅助设施:全自动磨床、数控车床等。
先进控制技术:精炼自动控制系统、轧机自动穿带(管)控制系统、一键轧制自动控制系统、二级控制系统、AGC(自动发电控制)控制系统、AFC(自动频率控制)控制系统、热处理控制系统、设备状态智能检测及故障诊断系统等。