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數字化企業的特征
據了解,“2016浪潮企業信息化高峰論壇全國巡展”的主題為“‘互聯網+’企業 贏在數字化轉型”。此次浪潮的“企業數字化羅盤”,旨在為傳統企業提供更為精準的一站式信息化服務,為企業數字化轉型提供支撐。
“‘互聯網+’背景下產業互聯網的興起成為企業進行數字化轉型的新動能,它將繼續引領中國企業數字化轉型的新浪潮?!崩顺奔瘓F執行總裁王興山認為,我國企業已進入數字化轉型的關鍵時期,在新技術的推動下,企業更加注重運營流程、客戶體驗和商業模式的重塑。
浪潮此次的“企業數字化羅盤”描繪了企業數字化轉型的動力、方法論、關鍵點。來自浪潮方面的消息稱,不同行業或領域互聯網化的著重點是不同的,數字化轉型的難易程度也各不相同。企業要根據數字化企業的平臺化運營、組織扁平化、企業互聯、互聯員工和設備、全渠道客戶接觸點、個性化的產品與服務、無邊界企業,以及工作數字化八個特征,以數據化思維深化“互聯網+”,才能真正實現運營模式創新、重塑客戶體驗,贏在數字化轉型。
王興山表示,在“互聯網+”推動企業數字化轉型的過程中,“互聯、精細、智能”將是數字化轉型的核心理念,也是企業數字化轉型的核心方法論,其中,“互聯”是數字化轉型的起點,“精細”是數字化轉型的目標和支撐,“智能”是數字化轉型的價值與成果。
浪潮通軟副總裁魏代森在題為《互聯網+企業 贏在數字化轉型》主題演講中指出,對于傳統企業來說,要實現數字化轉型,就需要繼續深化“互聯網+企業”落地,以數據化的新思維,建立內外部的連接、共享、協同機制,把各個環節都統一到數字化的協同平臺上,實現業務財務一體化,為企業管理運營、客戶體驗提供有力的決策指導和支撐。
秉承“互聯、精細、智能”理念
浪潮還在論壇上了企業數字化轉型發展戰略,即以數字化推動產業轉型為目標,秉承“互聯、精細、智能”的理念,融合管理會計思想,重塑用戶體驗,以數據為核心加速云化,推動“互聯網”+ERP,引領企業數字化轉型。具體到產品領域,浪潮將繼續推動管理會計、營運資金、智能制造、企業大數據、電子采購等的云化、互聯網化,助力企業數字化轉型。
比如說,連接員工的HCM Cloud定位為基于“互聯網+”的人力資源服務平臺,采用“線上+線下”的“互聯網+”架構,旨在實現人力資源管理的平臺化運營和工作數字化,使高管能夠實時洞察人力資源狀況,員工可以及時獲得社交化的移動服務,構建完整的HR服務化鏈條。
[關鍵詞]電廠;數字化;建設
中圖分類號:F284 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)44-0116-02
1 引言
21世紀信息技術的迅猛發展為電力工業帶來了前所未有的機遇和挑戰。建設數字化電廠,深化信息技術的應用,使發電效益最大化,已成為電廠建設的目標和任務。作為國家基礎設施產業的電力工業,本著“信息化帶動工業化,工業化促進信息化”的方針,正由傳統工業向高度集約化、高度知識化、高度技術化工業轉變,實現電力企業生產運營的現代化、數字化,信息化已迫在眉睫。
2 數字化電廠的概念及建設目標
數字化電廠的概念從二十世紀末出現,一直是國內電力行業建設者熱衷的話題和追逐的目標,許多電力建設者、系統解決方案提供者從不同的認識角度出發,給出了數字化電廠若干種概念和解決方案。如:有人認為德國Niederaussem電廠(單機出力達到1012MW)儀控系統采用了現場總線技術,管理信息、設備維修信息等也通過現場總線進入DCS和上層IT系統,實現了機組優化操作及優化維修管理,是一個典型的數字化電廠;也有人認為將信息系統的數據、設備檢修備品備件庫與三維模型雙向關聯實現數字化的運行維護,能在三維模型下進行可視化的施工是數字化電廠;在我國電力行業標準《火力發電廠熱工自動化術語》DL/T701-2012中將數字化定義為“數字化電廠是電廠數字化到達一定程度的概念。電廠各控制系統和管理系統(包括現場設備等基礎單元)均進入數字化后成為數字化電廠”;我們認為數字化電廠是通過對電廠物理和工作對象的全生命周期量化、分析、控制和決策,提高電廠價值的理論和方法。這一理論和方法研究的對象是電廠的物理對象和工作對象,其方法是從整個生命周期出發研究如何對其進行量化、分析、控制和決策。其作用是可以降低發電成本、提高上網電量、減少設備故障,最終實現電廠的安全、經濟運行和節能增效。
數字化電廠的概念不是一成不變的,是一個動態的、隨著技術發展不斷豐富其內涵的動態發展的概念。
數字化電廠建設的目標是在確保安全的前提下,深化信息技術的應用,以數字化信號為載體,以信息技術為基礎,以計算機及網絡系統為支撐,優化人力資源配置,提高勞動生產率,降低投資及運行維護成本,使發電效益最大化。
3 數字化電廠的模型及結構
3.1 數字化電廠的模型
根據國際標準化組織數字化企業和數字化工廠的模型規則,即:
*生產管理和經營決策構建數字化企業
*管控一體化構建數字化工廠
*熱工、電氣設備全面數字化構建自動化設備資產
數字化電廠模型層次如下:
3.2 數字化電廠的結構
結合電廠特點和國際上數字化工廠和數字化企業概念,提出一個具有四個層次,四個支持系統的數字化電廠結構模型。
四個層次:經營決策層、生產監控層、控制層和現場設備層。
四個支持系統:信息系統、計算機網絡支持系統、電廠標識系統、三維模型支持系統。
從數字化發電廠的概念出發,建設數字化電廠是方法實現的過程,建設數字化電廠,需要采用以下三個方面的方法實現:
*數字化電廠設計和建設
*數字化電廠運行
*數字化電廠智能化管理和維護
4 數字化電廠的設計和建設
4.1 利用三維數字化設計技術
采用以國際主流設計軟件為核心,集成一套涵蓋電廠設計、采購全過程的系統,稱為工程項目管理集成系統。包括系統圖設計、布置設計、各種計算軟件、項目資源管理系統。
采用以三維技術為核心的數字設計手段在完成一個物理電廠的同時,提供一個數字電廠。
4.2 利用工程設計協作平臺
利用工程設計協作平臺對電廠設計過程實現全面的數字化管理,包括:任務分解、資料管理、進度管理等。采用三維設計技術,進行多專業協同設計,以提高設計工作效率和質量,為實現數字電廠向業主的快速、無縫移交打下堅實基礎。
從初步設計階段開始,按照“項目定制-系統設計-布置設計-詳圖設計”的流程,以三維模型為核心開展工程設計工作。
在施工圖詳圖設計階段,生成最終的智能PID和三維模型,直接從三維模型中抽取管道安裝圖和平剖面圖紙,已滿足現場施工需要。
4.3 數字化采購和數字化施工
采用專業化的設計軟件,通過系統設計DD布置設計,將生成智能PID和本階段的三維模型供設計評審,同時可以生成主要設備明細表和初步的材料清單。并可提供多種不同類型的材料統計清單:
1)整個系統的材料匯總表,可用于做材料計劃;
2)管線預制清單,按每條管線安裝所需材料匯成清單,方便領料和物資部控制材料發放;
3)管線裝配清單,方便班組的分配工作,發放材料和領料,更好的做到“工完,料盡,場地清”。
利用三維系統,可以模擬施工組織方案,合理組織施工、理順施工工藝、減少施工準備時間,減少施工交叉,機具調整,加快施工進度。
4.4 采用統一的標識編碼系統
為了實現數字化電廠信息系統的有效運行,必須建立有效的數據交換機制,建立統一的關鍵詞詞庫。關鍵詞詞庫是聯系各類數據的紐帶,可以保證數據的完整性、唯一性、一致性、可交換性、可互訪性;在發電廠推廣使用統一的標識編碼就是這樣的關鍵詞詞庫。標識編碼對各類設備的工藝(過程)相關標識、安裝地點標識、位置標識等進行了描述。
4.5 采用項目管理軟件
為加強工程內部協調和工程控制管理工作,降低管理成本,實現對工程進度的“靜態控制、動態管理;宏觀控制、量化調節”的目的,實現項目成本費用明細化、進度控制數字化、協調溝通信息化,采用項目管理軟件進行企業級項目控制管理,將工程概算、合同管理、財務支出、設備采購、進度控制、績效考核等全面融入管理系統,形成企業管理的信息平臺,實現全面的、數字化的、標準化的項目管理。
5 數字化電廠的運行
數字化電廠運行是基于數字化電廠的四個層次,即經營決策層、生產管理層、廠級監控層、現場過程操作控制層。
過程操作控制層包含電廠內部針對設備運行或操作過程的數字化監控功能,主要由單元機組分布式集中控制系統DCS、電氣、水處理、輸煤、除灰( 除塵) 、脫硫、脫硝等的輔助車間自動化系統等組成。目前技術的發展是以基于現場總線技術的先進控制系統DCS實現機、爐、電的一體化監控為方向的。過程操作控制層是數字化電廠建設的基礎,沒有現場過程操作層的精心建設,數字化電廠就會成為海市蜃樓。具體體現在如下方面:
1)合理使用現場總線技術,全廠采用DCS監控,實現電廠監控系統的高度一體化。
2)實現電廠斷點式機組自啟??刂葡到y(APS)
3)采用合理的技術方案,構建適應數字化電廠公用系統集中監控的網絡系統,實現在集控室對整個輔助車間各工藝系統及設備的全廠一點化集中監控,現場無人值守。
4)升壓站系統監控數字化、電氣系統(設備)監控數字化。
5)建設一個完整的包括視頻監控系統、周界防防護系統、電子巡更系統、門禁系統的智能化安防系統。
6)采用以物聯網技術為支撐、云計算為中心,通過數據接口、信息集成和協議轉換等手段將電廠相互獨立的安防子系統、消防報警子系統、信息管理子系統、智能照明子系統、暖通控制子系統等接入統一的數據平臺,實現各子系統之間的設備聯動,一體化集中監控,實現對廠區的自動化、數字化、智能化、集約化融合的智慧化廠區綜合管理。
7)全范圍高逼真度的仿真系統,為數字化電廠運行培訓提供有力的保障。
8)消除信息孤島,建設高度集成的數字網絡智能系統。
6 智能化管理系統和維護的實現技術
6.1 信息化管理系統目標
配置的信息化系統以建設數字化電力企業為目標,實現生產、經營、管理一體化,滿足企業管理提升和長遠發展需要,對電力企業整體性戰略發展構成強有力的支持。
借助國際國內標準和規范,建立企業一體化平臺,減少數據冗余,實現資源優化配置。以資產管理為核心,建立資產全生命周期管理體系,優化資產結構;實現資產狀況跟蹤、測量,提高設備的可靠性;智能化決策設備檢修周期,提升設備使用效率;通過全面預算控制,降低投資成本與運行維護成本。
結合生產過程控制自動化,實時采集生產運行數據,通過對標管理、績效管理、預算管理,實現管理精細化,形成企業管控一體化,降低運營成本,提高企業效益。
6.2 信息化管理系統特點
*編碼體系標準化:依托國際標準及行業標準編碼體系,滿足唯一性、合理性、擴充性、通用性、保密性、科學性、系統性、實用性的要求,實現資料交換和資料共享。
*數據中心集中化:通過數據集成,提供一個電廠全范圍內從底層控制到分析優化、管理決策的綜合應用平臺,實現資金流、物流和信息流有機集成,形成管控一體化。
*標準產品可配置:根據電力企業信息化發展規劃,功能模塊可任意組合使用,滿足電力企業組織調整、流程優化、管控方式等各方面的實際需求。
*個性需求可定制:對于電力企業特有的行業需求、個性需求,信息化管理系統能夠支持新增業務功能定義,滿足個性化業務處理的實現。
*異構系統可集成:可以與財務、辦公自動化、人力資源管理等其它系統實現數據集成、流程集成,保障電力企業系統投資與應用成果。
*技術平臺統一化:基于SOA設計模式,符合J2EE開發規范,采用中間件技術和工作流技術,支持基于構件的開發模式,構建純B/S架構,實現統一的技術平臺,滿足企業所有業務在一個標準、開放、可擴展的技術平臺下組裝和運行。
6.3 信息化管理系統應用軟件業務功能
發電企業管控一體化解決方案以實現智能化數字電廠為目標,將電廠生產控制與上層經營決策系統真正銜接,讓生產控制系統的數據能夠為電廠管理服務,實現以電廠管理指令指導生產指令,以生產指令優化底層控制,形成電力企業管控一體化,降低運營成本,提高企業效益。
應用系統是以企業生產、經營、管理數據為中心,以設備維護管理和企業成本管理為核心流程,涵蓋企業資產管理、生產運行管理、經營管理和協同辦公管理,為電廠的生產管理者提供真實、準確、及時的生產管理信息,市場經營信息,提高工作效率,提升管理水平,增強決策的正確性,適應“廠網分開、競價上網”的市場經營模式。
6.4 信息化管理系統實現技術
6.4.1系統支持平臺架構
系統主體程序需采用多層純B/S架構,整個系統的體系結構由數據庫服務器、多個應用服務器以及Web服務器、客戶端組成,實現了樣式、數據、控制和業務分離的模式,是一個高復用、并有嚴格層次劃分的體系架構。
6.4.2系統運行環境
*硬件系統:支持微機、小型機的各種機器配置;
*服務器操作系統:支持Windows、UNIX等服務器操作系統;
*數據庫系統:選用Oracle大型數據庫系統;
*客戶端:IE。
6.4.3系統權限管理
*用戶賬號建立與管理,包括系統管理員管理,系統管理員可以執行系統的所有功能,管理和維護信息系統的正常運行;
*用戶信息建立與管理:任一用戶可以屬于不同的用戶組,也可以屬于不同的角色;
*角色信息建立與管理:任一角色只能屬于一個用戶組,一旦一個用戶屬于某一個角色,則此用戶擁有賦予此角色的所有權力;
*用戶組建立與管理:每個用戶組之中可以建立不同的角色。
6.4.5信息化管理系統總圖結構
通過數據集成,提供一個全廠范圍內從底層控制到分析優化、管理決策的綜合應用平臺,運用計算機技術、網絡通訊技術、現代化管理技術、信息技術,實現生產環節集成,人、技術、經營管理三要素統一管理,資金流、物流和信息流有機集成,并優化運行的復雜大系統,將資金流、信息流和物流作為貫穿整個企業的主線,將市場需求、生產控制、資源控制、財務核算等各方面集成起來,達到面向市場經濟的“管控一體化”。
一、工程設計企業面臨的數字化管理之困
隨著數字化的提速,工程設計企業中軟件工具的種類和構成變得十分復雜與多樣,給信息化部門的運營和管理帶來巨大挑戰。不僅每年都要投入大量精力調研軟件需求及使用現狀,定期與業務部門溝通,督促其通過郵件、報表等形式填報每年的信息化需求,以制定預算和升級計劃;還要在企業的資金計劃內盡可能的控制IT投資成本,避免不必要的浪費,同時盡可能最大化的滿足各業務部門對數字化工具的持續和動態需求,并控制和避免盜版等合規性風險。這些現象在工程設計行業的信息化領域普遍存在,由于人力不足以及缺乏有效的技術和工具等各類原因,絕大多數工程設計企業并不能真正厘清信息化投資的ROI及與項目、單位(部門)和個人之間的對應關系,無法準確的評估軟件工具投放后的實際使用效果,進而無法準確量化每一期預算的合理性,也難以公平、合理的分攤信息化成本。在此背景下,信息化部門經常陷入持續性的預算平衡、費用分攤糾葛。企業管理層在推進數字化業務時,也不得不考慮更多冗余配置,并面對更多的不確定性。要想改變現狀,信息化部門需要主動探索并采用RPA和數字化工具績效洞察與管理這樣更智能的技術。
二、RPA優化數字化工具配置
RPA系統是一種應用程序,它通過模仿用戶的人工操作方式,提供了一種智能方式來實現流程自動化。它憑借其顯著的降本增效效應,在全球范圍內得到了越來越多CIO的青睞。Gartner預計,2022年全球90%的大型組織將以某種形式應用RPA;到2024年,RPA市場繼續保持兩位數的高速增長。德勤的《2021年全球首席采購官(CPO)調查報告》顯示,在創新技術采購領域,RPA已成為首席采購官們的采購重點;RPA的采購率從2019年的2.4%上升到2021年的27.5%,增長了10倍以上。北京華軟世紀科技有限公司與多家著名行業龍頭企業合作,逐漸摸索出一條以數字化工具績效洞察與決策輔助為中心的技術創新應用路徑,即:以RPA技術智能識別關鍵軟件的版本與細分模塊,甄別其工作與空閑狀態,并將自動檢測、收集到的操作運行狀態數據,導入以AI算法為核心搭建的大數據模型進行深度分析與處理,以可視化的形式進行全員數字化屬性畫像,幫助企業繪制精確的數字化工具配屬和績效的“全息”版圖。創新性的實現關鍵軟件的需求分布、使用趨勢、授權負載與ROI洞察,并從升級淘汰、預算模擬、成本分攤、合規風控等多個方面為軟件資產的精細化運營提供決策輔助,助力企業達成優化數字化資源配置以及降本增效等目標。
三、輕松三步實現降本增效
關鍵詞 龍口市;防汛抗旱;數字化建設
中圖分類號TP39 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2014)123-0219-02
龍口市位于山東省東北部,膠東半島西北部,西北臨渤海。東經120°13′~120°44′,北緯37°27′~37°47′。東與蓬萊市毗鄰,南與棲霞市、招遠市接壤,隔海與天津、大連相望,東西最大橫距46.08公里,南北最大縱距37.43公里,行政面積901.05平方公里。龍口市轄三區:龍口經濟開發區、高新技術產業園區、濱海旅游度假區,五個街道辦事處:東萊、新嘉、龍港、徐福、東江,八個鎮:石良、蘭高、諸由觀、蘆頭、下丁家、北馬、黃山館、七甲。轄611個行政村,63萬人口。
龍口市屬半濕潤大陸性氣候,多年平均降水量586毫米,是一個近乎獨立的水文地質單元,入境客水少客觀上造成了區域性的貧水狀況。2013年,受全球氣候變化影響,7月我市遭遇連續22天強降雨,7月累計降雨量達到503.1mm,遠遠高于去年同期的不到250mm;而2014年1至5月累計降水量僅為58.6mm,遠低于去年同期的151mm。及時準確地掌握汛期的降水變化情況,成為做好防汛抗旱工作的前提和必要保障,而做好防汛抗旱工作對于確保人民生命財產安全至關重要,根據防汛抗旱工作的需要,龍口市結合當地實際情況,投入大量資金,建設完善了防汛抗旱數字化系統。
1龍口市防汛抗旱數字化建設的內容
龍口市防汛抗旱數字化建設工程包括五大系統內容。
1.1網絡系統
通過在市級建設防汛調度中心,并延伸至所有鎮街以及王屋水庫、北邢家水庫、遲家溝水庫三座大中型水庫管理單位等重要防汛點,利用電腦網絡,采用10兆光纖接入,形成由路由器、硬件防火墻、交換機、服務器共同組成的網絡架構。
1.2視頻監控系統
主要通過在全市主要河道、三座大中型水庫安裝監控點的方式,對重點防汛場所進行監控,全市共安裝有20個視頻監控點,可以實行24小時監控。視頻信號可以直接傳送到市級調度中心,為領導決策提供準確依據。
1.3雨水情遙測系統
通過在全市各鎮街安裝雨情遙測終端的方式,實時觀測全市降雨情況。
1.4衛星云圖接收處理系統
通過接收風云2E氣象衛星實時數據,及時掌握天氣情況,為防汛工作早做準備。
1.5山洪災害預警系統
主要包括監測系統、預警系統、監測預警平臺、群防群測系統四大部分,其中監測系統包括人工簡易雨量站、預警傳真站、自動監測雨量站、人工監測水位站、自動監測水位站等;預警系統包括無線廣播預警站、預警傳真站、市鎮村預警設備等;監測預警平臺包括市鎮兩級預警平臺,主要建設內容為網絡申辦、機房及網絡設備、會商設備等。
2龍口市防汛抗旱數字化建設發揮的作用
防汛抗旱數字化建設能夠為防汛抗旱工作提供了強有力的保障。通過數字化建設,可以為領導提供最及時的汛情數據,為防汛方案制定提高依據,使領導統籌安排“攔、分、蓄、滯、排”等措施,科學實施抗洪救災等工作。
2.1防汛抗旱數字化建設可以使領導準確掌握汛情數據
自動監測雨量站通過翻斗式雨量計測量雨量,保證了雨量的科學性、準確性,避免了人工統計雨量的誤差。預警系統,通過雨量報警器,可以在雨量達到預警值時,及時予以報警。短信平臺建設,可以及時雨量信息,保證了雨情信息及時傳遞到領導手中,讓領導胸中有數,便于及時決策。
2.2防汛抗旱數字化建設為領導科學做出防汛決策提供了數據支持
龍口市擁有大中型水庫3座,小型庫塘348座,每年汛期防汛任務艱巨、壓力較大。通過雨水情遙測、視頻監測系統可以及時掌握第一手汛情數據資料,在汛期,為領導及時做出防汛決策提供依據。2013年7月,我市面對60年一遇的強降雨,通過雨水情遙測及視頻監測系統,發現王屋水庫達到警戒水位,連夜及時予以泄洪,保證了水庫及周邊群眾生命財產安全。
2.3防汛抗旱數字化建設為領導科學調度防汛力量提供了數據支持
龍口市地勢南高北低,南部山區水庫塘壩較多,每遇汛期,如何合理安排防汛人員較難解決。通過數字化建設,可以及時掌握重點防汛區域降水情況,從而可以根據降水情況的多少合理安排防汛人員,避免了盲目安排防汛力量情況的發生。
3防汛抗旱數字化維護的幾點建議
龍口市防汛抗旱數字化建設,自運營以來,為全市防汛抗旱工作發揮了較大作用,但在運營過程中,也遇到過一些問題,如,系統維護需要專業技術人員,而縣級往往這方面人員缺乏;數字化設備需要電力保障,而汛期遇雷雨天氣,電力容易出現問題;數字化平臺建設數據需要及時進行更新等。因此,在防汛抗旱數字化建設工作中,更要注重維護工作,需要加強以下幾個方面的事項。
3.1加強對數字化建設的重視程度
防汛抗旱數字化建設是水利系統做好防汛抗旱工作的重要保障,因此,各級政府要切實加強對該項工作的重視程度,在財力、人力、物力等方面給予大力支持,滿足數字化建設設施設備正常運行需要。
3.2提高管理人員的技術素質
管理人員配備是數字化建設的重要保障,沒有高素質的管理人員隊伍,數字化平臺將難以發揮作用,因此,要加強對數字化管理人員的培訓,使他們熟練掌握相關技術,并確保管理隊伍的穩定性。要求管理人員及時對相關數據予以統計、整理及歸檔,及時更新設備數據,切實發揮數字化平臺作用。
3.3加強設施設備的更新維護
對數字化設施設備要及時督促相關公司安排專業人員定期進行保養和維護,特別是汛期前,要全面進行檢查,及時更換損壞的設備,并做好后備發電機組配備,以備不時之需。
參考文獻
[1]龍口市水利信息化建設現狀-百度文庫(),2012-08-03.
關鍵詞:裝備制造;數據驅動;大數據平臺;數據治理;數字化轉型
1引言
推動裝備制造業向數字化轉型升級,是促進我國經濟實現高質量發展的關鍵任務。深度應用新一代信息技術,大力發展新技術、新產品、新模式、新業態,全面加速數字化轉型,已經成為新時期企業生存和發展的必然選擇[1]。裝備制造業屬于典型的離散型制造行業,具有高度復雜化、個性化、定制化、多品種小批量的特點,為生產組織、供應鏈以及售后服務的轉型帶來很大的困難和挑戰,使得數字化轉型升級更為艱巨。本文依托《軌道交通裝備定制生產的網絡協同制造集成技術研究與示范應用》項目,主要研究數字化背景下利用數據驅動實現數字化轉型的路徑,給出了以數據為核心進行業務和管理優化的案例,為裝備制造業數字化轉型提供借鑒和參考。項目要解決的關鍵問題是軌道交通裝備全生命大數據驅動的多階段、多主體協同聯動機制與動態優化問題,目標是提出軌道交通裝備行業定制生產網絡協同制造模式,形成行業網絡協同制造解決方案,在中車唐山機車車輛有限公司動車組總裝、轉向架、運維、配件供應鏈等進行示范。
2數字化轉型現狀
在數字化轉型過程中,企業對業務系統進行大規模改造升級,實現了對研發工藝、生產、采購、物流、財務等核心業務的信息化管理,信息化平臺覆蓋范圍很廣。一方面數字化水平的提升產生了大量的數據,另一方面多源異構數據、數據標準不統一、數據獲取難度大、數據質量差等問題日益突出。傳統業務流程中的數據多是靜態、分散且不完整的,依靠人工判斷,缺乏聯動機制,無法進行全局統籌管理。在業務流程執行過程中存在上下級業務流程不清晰、信息流轉不順暢的問題,存在信息孤島[2]。企業整體價值無法最大化發揮,質量、效率和效益無法進一步有效提升。企業數字化轉型不僅是借助新技術迭代產品與業務,更核心的是實現經營、管理、運營、產品、服務等各維度由內到外的數字化,發揮數據的驅動作用[3],充分挖掘企業數據的核心價值。
3數據驅動的數字化轉型路徑
基于產品制造的特點和企業的實際水平,當前階段推進數據驅動的數字化轉型的主要工作從管理提升入手,推行標準化建設,優化產品設計、質量、成本、制造等管理流程,通過系統整合,建立統一的數據服務平臺,培養數據驅動的企業文化,推動業務流程的優化和管理模式的變革,提升公司創新發展能力。
3.1業務流程變革,推行標準化建設
裝備制造業屬于離散制造,要實現數字化轉型,首先要把業務流程標準化。通過標準化的流程,將生產活動固化下來,利用信息化手段記錄生產活動的結果,從而具備數據采集的能力。在標準化建設中,從技術、制造、經營三個維度開展工作。技術的標準化為企業提供標準化的產品數據;制造的標準化為企業提供標準化的制造過程數據;經營的標準化是在產品和制造標準化的基礎上,形成標準化的企業績效管理評估。
3.2系統整合,建立統一的數據平臺
構建統一的數據基礎平臺,整合各信息系統多源異構數據,打破數據系統界限,有效解決數據孤島問題。通過對數據統一采集、抽取、清洗、加工、建模、挖掘分析、輸出等,實現數據集中化、標準化、共享化的一站式大數據服務平臺。使用大數據平臺進行數據管理,對數據進行全生命周期及數據質量監控,為數據分析、報表查詢、管理決策、監管報送、業務應用等提供統一、標準、規范的數據支撐及服務。大數據平臺架構如圖1所示。圖1大數據平臺架構2
3.3數據是核心,開展數據治理工作
數據是數字化企業的血液,企業必須通過持續推進數據治理工作,提升數據質量,提高數據可用性。按照數據治理的一般框架,從組織、制度、標準、工具上開展數據治理,構建數據質量的治理模式。圖2物料預警數據模型第一,制訂數據管理制度。為滿足數字化管理需要,數據管理規定和制度,明確各業務單位數據管理的職責和管理范圍,為公司數據管理工作提供依據。第二,搭建數據治理組織架構。設置數據治理專員,并在各業務單位設置數據治理接口人,專人負責數據治理的策劃、執行,最終形成自上而下的數據治理組織架構。第三,編制數據規范。梳理核心業務流程數據清單,編制數據規范,形成企業級數據資產目錄,為指標數據化、數據質量評價、數據模型、數據分析提供標準和依據。第四,開展數據質量監控。建立數據質量規則,通過大數據平臺數據模型實現數據質量自動監控。建立數據質量曝光平臺,通過可視化報表實時暴露數據問題,快速定位到部門和個人。第五,開展數據治理評價。建立數據質量評價標準,從數據的及時性、準確性、規范性等方面進行評價。定期數據監控報告,推行數據質量指數機制,將數據質量和各業務單位組織績效掛鉤,引導各單位有效開展數據應用活動。
3.4價值是目標,構建數據服務能力
統一數據應用開發路徑,聚焦業務主線,打造有價值的數據應用場景。面向具體的業務場景,依托大數據平臺搭建標準化的數據模型,由企業服務總線模塊化的數據服務接口,業務系統和用戶端通過統一的通道調用和獲取數據,實現了業務、管理和數據場景的集成應用。企業服務總線統一管理調配數據服務,實現了數據服務的實時監測、整合利用和安全管控,確保數據服務的實時性、可用性、時效性、安全性,構建了企業級數據服務能力。
4數據驅動的供應鏈協同實踐
裝備制造業產品種類多樣,產品零部件種類數以萬計,大量外購件的使用,使得供應計劃、生產計劃往往和實際情況出入較大。近年來,多品種、小批量產品訂單成為新常態,產品項目交付周期持續壓縮,客戶產品定制化及差異化服務需求持續加強,供應鏈及項目成本管控壓力不斷提升,企業經營壓力持續加大。數據驅動的方法在研究與實際生產中的應用越來越廣泛,數據驅動的方法旨在尋找數據本身存在的規律,數據驅動的建模方法以描述數據本身的規律為標準,分析和發現數據中變量之間存在的必然的聯系。通過大數據平臺進行多系統的數據貫通和互聯,完成供應鏈數據的整合優化[4]。根據物料基本信息、庫存數信息、需求信息、消耗信息以及物料的供應信息,搭建了物料預警綜合數據模型,為庫存管理動態存儲策略和采購供應計劃等提供數據支撐,實現了基于物料的全鏈條數據追溯[5]。圖2示意了物料預警數據模型的搭建過程,以及物料預警數據驅動的創新應用。
4.1模型的輸入
物料預警數據模型的輸入充分利用大數據平臺的數據集成優勢,不同于傳統的物資需求計劃(MRP)運算,而是將企業資源計劃(ERP)系統、供應商關系管理(SRM)系統、制造執行(MES)系統、產品生命周期管理(PLM)系統等多個系統的數據采集到大數據平臺,分為物料基本信息、庫存信息、需求信息、消耗信息、供應信息(圖3)維度,對數據進行標準化處理,實現數據的統一性,為模型計算提供數據來源。
4.2模型的處理
模型按照物料的需求日期進行劃分,分為當天(T)的需求預警、未來T+6天的需求預警、T+6天以后的預警,與生產計劃緊密關聯。當天(T)之前的只按照公司的非限制使用庫存預警,T+6天的按照公司庫存、供應商合格庫存、最近一次的到貨通知單數量進行預警。T+6之后的除公司庫存外,還包括計劃送貨的通知單數量進行預警。具體計算規則上,項目中有配置管理需求時,優先將符合配置要求的庫存進行遞減,當項目中無配置管理要求,按項目需求訂單中的需求日期及需求時間進行遞減。
4.3模型的輸出
通過大數據平臺的計算,對每個物料的需求和供應進行精準識別,形成物料預警信息API,通過企業服務總線將物料預警數據推送給供應商協同平臺、物流調度平臺、MES系統和ERP系統,嵌入到具體的業務環節中。
4.4模型的應用
4.4.1供應計劃協同管理供應商協同平臺與大數據平臺集成,實現了線上的生產計劃協同、供貨計劃協同、發貨協同等業務。基于SRM系統,實現了物料預警傳遞到供應商,供應商按照預警結果安排物料供應。4.4.2工位直送模式應用基于物料預警模型,為工位物料需求提供了精準的數據,促進了工位直送模式的應用。針對價值高、體積大的A類部件,實施屬地庫直送管理模式,自動生成配送通知,精準協同至供應商,指導供應商節拍化送貨。針對價值低、體積小的BC類件和通用物料,建立高低儲模式供應計劃,自動形成物流中心庫進料需求并協同至供應商,供應商接收后按物料期量送料。4.4.3供應鏈運營決策數字化圍繞公司級物料管理維度,搭建了供應鏈指揮中心。用直觀的數據實時反應物料供應現狀、異常預警位置、供應商配送情況以及收發貨執行進度等業務執行狀態,自動計算收發貨及時率、工位齊套率等指標數值,服務于不同層級的管理人員,實現了業務和管理決策數字化。
5結束語
關鍵詞:自動化理念;數字礦山;建設
數字礦山是基于動態、多時空的采動系統,包括井巷工程、地層環境與礦體,以計算機信息技術、網絡通信和礦山實時監測為中心的技術系統。自動化理念下的數字礦山建設是礦業發展的必然趨勢,通過積極建設數字礦山,實現科學化決策和礦山高效管理。
1 數字礦山建設概述
采礦工業的發展關系著國家可持續發展、人身安全、環境保護和資源利用,數字礦山建設一直以來是各國科技研究的重要內容。建設數字礦山是指將礦山中相對固定的空間位置信息,如礦山運輸、排水、供電、提升以及井下地質構造等內容,準確、全面地描述出礦山生產運營的三維控制模型,綜合礦山企業的過程控制系統、生產執行系統和資源計劃等構成一個信息廣泛的數字礦山,對礦山采掘、生產運營和自動化管理控制等系列活動進行可視決策、調度指揮、智能分析、仿真模擬和現實虛擬[1],實現智能化和自動化的礦山管理,提高礦山生產的經濟效益和社會效益。
2 數字礦山建設的現狀
傳統礦山生產多是人工作業,采礦質量和工作效率有限,并且易發生各種安全事故,威脅采礦工作人員的人身安全,傳統礦山企業管理粗放、裝備和技術水平落后,生產、設計、決策等環節依賴于經驗,自動化程度較低。而隨著市場競爭、生產安全、經營管理等因素的影響,建設數字礦山勢在必行,但需結合礦山實際統籌規劃,改善礦山日常生產運營存在的問題,應積極引進現代化科學技術,基于數字礦山平臺,集成管理系統和生產應用,提升礦山安全管理水平和市場競爭力。當前,我國數字礦山建設起步較晚,很多礦山企業沒有將信息資源作為一種重要資源進行綜合利用和統籌開發,數字礦山的信息基礎薄弱,系統性能不夠穩定。一方面,礦山企業對于數字礦山建設的認識不全面,混淆了數字礦山建設和信息化建設的概念。數字礦山建設是自動化現場作業、三維模擬、信息自動化的有機結合體,由于礦山企業對數字礦山建設的經驗不足,而且礦山生產運營又有著個性化的特點,可參考和借鑒的內容較少[2],使得數字礦山建設存在較大難度。另一方面,數字礦山系統孤立,數字礦山的安全管理、信息監控、輔助設計和信息系統之間,信息不共享。
3 自動化理念下的數字礦山建設
3.1 三維輔助決策系統(GIS)
數字礦山建設以三維輔助決策系統為核心,通過仿真虛擬技術和三維建模過程,虛擬再現礦山采掘、生產和運營環境,集成礦山生產運營決策、安全調度指揮、生產計劃調度以及采掘生產管理,實現對礦山經營管理和安全生產的實時監控、可視化調度和分析決策,為礦山應急救援指揮、技術調度以及安全生產管理提供重要的技術支持。
3.2 協同辦公管理系統
自動化理念下數字礦山建設需要構建協同辦公管理系統,協同辦公是以政府單位和企業信息化建設為核心的軟件系統平臺,基于該軟件系統平臺建設資金流、物流、信息流和工作流的信息化應用框架,加強個人消息、公共信息、系統數據、知識文檔等信息的溝通交流。同時對協同辦公管理系統設計工作交流管理、信息管理、資源管理、會議管理、檔案管理、公文管理、表單管理、郵件管理、首頁管理和系統管理等功能模塊。
3.3 礦山企業資源計劃
礦山企業資源計劃(ERP)結合礦山企業的實際生產運營計劃,進一步優化生產管理的流程和功能,從而確定財務管理、銷售管理、人力薪資管理、選冶管理、倉庫管理、采購管理、運輸管理、設備能源、安全管理、生產管理、計劃管理、儲量管理、系統管理等功能模塊[3]。
3.4 井下地表通訊系統
井下地表通訊系統以電纜、光纜為信息傳輸媒介,建立井下局域網,基于TCP/IP協議,實現和Internet、礦山局域網的信息通訊。井下地表通訊系統需設置視頻監控模塊、井下工作人員與設備調度、跟蹤和定位模塊以及語音通訊模塊,實現監測與交通監控之間的數據傳輸。通過對井下地表通訊系統設計模塊化結構,結合數字礦山建設實際情況,在不同階段,分步、分期進行實施。
3.5 生產執行系統
生產執行系統(MES)是面向礦山企業生產車間的實時信息系統和生產管理技術,MES為礦山企業提供精細化、有彈性、快速反應的制造環境,有助于礦山企業按期交貨、降低成本,提高服務質量和產品質量。MES實現的關鍵在于礦山生產與計劃的密切配合,車間管理人員通過MES了解礦山生產現場的情況,及時做出準確判斷,快速采取應對措施,確保礦山生產計劃的快速執行。MES為礦山企業管理人員進行礦山生產運營過程管理和監控、控制生產成本和產品質量提供了重要工具。
3.6 過程控制系統
3.6.1 人機定位管理。人機定位管理主要實現以下功能:第一,自動記錄升降井工作人員,顯示具體每個人準確的上井和下井時間;第二,識別卡管理,包括人車識別卡匹配查詢、識別卡分配、新卡入庫管理等;第三,重大危險信息警示,動態顯示礦山井下的危險信息,提醒工作人員注意所在區域的危險和風險因素,采取有效安全防護措施,在井下危險場合,如盲巷,設計語音站,組織工作人員隨便進入;第四,CAS/PDS反碰撞系統,在車輛與車輛、工作人員與車輛相遇時,提前發出報警信號,提醒行人和司機,避免發生安全事故;第五,實時定位,通過人機定位管理系統,在屏幕上顯示任一時刻井下車輛和人員的位置,實時查詢井下車輛和人員的數量和分布情況。
3.6.2 通風排水控制。實時監測礦井通風機的反風和開停、電機繞組溫度、軸承溫度、通風機功率、風量以及風壓等狀態信號,一旦發現礦井異常情況,快速發出報警信號,并傳送到礦山信息管理中心,按照緊急預案有效處理。
3.6.3 尾礦庫預警監測。通過尾礦庫預警監測系統對尾礦庫庫區筑壩、尾礦排放等情況進行巡檢和觀測,準確高效地指揮尾礦庫生產,實時觀察牲畜或者閑雜人員進入尾礦庫等情況,及時發出報警信號。
3.6.4 安全生產調度指揮。安全生產調度指揮系統是一個集礦山信息采集、調度、決策、顯示、控制、切換、處理等為一體的綜合性系統,實現整個礦山生產運營的有效、全面和持續監管,隨時掌握礦山安全生產情況,識別安全風險,對可能存在的風險提前預警,提高化解和防范礦山風險能力,確保礦山安全、穩定、高效運行。
4 結束語
隨著礦山開采越來越深,對于礦山企業的生產運營要求也越來越高。礦山的安全生產運營離不開技術創新和科技支撐,通過建設數字礦山,實現標準化、系統化、規范化的采礦生產運營,實現最大化的經濟效益,推動礦山企業的快速發展。
參考文獻
[1]吳立新,汪云甲,丁恩杰,等.三論數字礦山――借力物聯網保障礦山安全與智能采礦[J].煤炭學報,2012,3:357-365.
[2]楊光.試分析自動化、信息化與數字礦山[J].機械管理開發,2013,5:68-69+72.
在礦山領域,國外對數字礦山的研究較早,數字地球的概念由美國首先提出,隨后被許多專家學者引用。同時,世界上許多國家結合各自的實際,分別進一步提出了數字礦山的發展規劃和建設目標。目前,礦業發達國家建設數字礦山的重點是實現遠程遙控和自動化采礦。
我國對數字礦山的研究始于20世紀末,主要科研資助機構和相關行業相繼立項支持了一批數字礦山課題。國內多所高等院校、科研院所、企事業單位相繼設立了與數字礦山有關的研究所、研究中心、實驗室或工程中心。山東新汶礦業集團泰山能源股份有限公司翟鎮煤礦是我國第一座數字礦山,在國內開了數字化礦井技術應用先河。翟鎮煤礦數字技術的成功研制,為我國礦山的數字化和信息化管理起到了示范作用。在數字礦山建設中,廣泛應用各種先進的信息技術、有效提升了礦山企業的生產效率和管理水平。
冶金礦山行業信息化發展趨勢
從規模、內容、作用、地位來看,我國冶金企業的信息化已經發展到了需要進一步深化的階段。這個深化階段的特征就是信息化與工業化相互融合,相輔相成,相互促進。通過提升冶金企業的信息化水平,進一步提升冶金企業的生產經營水平;通過冶金企業信息化技術的創新,促進冶金工業企業管理水平的創新。促進管理創新,提升企業競爭力的方法很多,信息化是創新提升的基礎性、長效性方法。在礦山領域,隨著數字礦山應用技術的不斷發展和創新,礦山行業的生產和組織方式將會變得越來越“安全、綠色、智能、高效”。冶金礦山行業信息化應用系統的建設將呈現出以下主要趨勢。
在多年的信息化建設過程中,冶金企業的領導慢慢意識到企業信息化要與企業的改革與發展相結合。在提高企業管理水平的基礎上,規劃信息系統的建設。目前,一些信息化程度較好的冶金企業在信息化的過程中已經意識到了管理理念的重要性,并以企業信息化為契機大力改革企業機制,為信息化鋪平道路。
目前對于信息化基礎比較完善的企業,信息化建設逐漸向企業間協同的方向發展。由于市場競爭環境的變化,企業越來越強調相互之間的協同,因此,企業越來越強調信息系統與價值鏈和企業內其他系統的集成能力。
經過十幾年的信息化建設,我國的冶金企業信息化建設正在朝一個新的高度邁進。一個顯著的特征就是冶金企業對企業信息化的內涵與意義有了新的認識,明顯感覺到信息資源一體化趨勢日益加強。
通過運用各種感知技術,能夠更加全面、準確、實時地感知人、物和環境的信息。例如,在數據采集方面,將會從手工錄入項自動采集,并且實現一次錄入,全員共享方向發展;在裝備方面,將會更加可靠、更加智能,故障修復將會從人工經驗診斷、人工修復向自我診斷、系統自愈方向發展。
運用網絡、通信、交互、集成等技術,實現人與人、人與物、物與物間的信息交互,以及系統間的橫向集成和縱向互通。例如,在通信與網絡技術方面,將會從有限的互聯網互通向泛在的互聯互通方向發展,帶寬將會越來越寬,網絡將會越來越穩定、可靠;在系統人機界面方面,將會從二維平面向三維立體方向轉變,并且支持多種終端界面,例如,PDA、iPad、手機等;在信息系統方面,將會從煙囪式、孤島式信息系統向集成統一平臺方向發展,支持開發的協議,支持SOA架構。
運用數據挖掘、知識發現、專家系統等人工智能技術,實現生產調度指揮、資源預測、安全警示、突發事件處理等決策支持功能,實現礦山的智能化。例如,在控制技術方面,將會從手動干預、有人值守向自動控制、無人值守方向發展,從局部的、有限的控制向全局的、泛在的控制方向發展;在安全管理方面,將會由被動的、事后響應式管理向主動的、事先預警、預控方向發展;在決策支持方面,將會從經驗決策向智能化決策方向發展。
冶金礦山行業信息化構架
基于新一代信息技術的冶金礦山信息化總體架構分為三個層次:感知層、網絡層和應用層。感知層主要是基于物聯網技術的應用,網絡層主要是基于云計算技術的應用,應用層主要是涵蓋冶金礦山行業勘探、開采、冶煉、加工等整個產業鏈的信息系統應用。
基于新一代信息技術的冶金礦山行業信息化架構中應用層是涵蓋勘探、采選、冶煉、加工等整個產業鏈的信息系統,主要用來支撐企業的生產、經營和管控,這些系統包括生產綜合監控系統、生產執行系統、經營管理系統和決策支持系統。
生產綜合監控系統的內容包括剝離、采裝、運輸、生產等主要生產流程,也包括供電、供水、排水等輔助生產流程,還包括其他的安全保障系統。
生產執行系統包括從生產計劃制定、生產計劃執行到生產計劃執行跟蹤全過程的閉環管理,包含了三維展示、生產管理、生產智能調度管理、生產輔助設計、機電管理、安全管理、煤質管理、節能環保管理及綜合分析管理。
經營管理系統建設戶主要包括計劃與全面預算管理、ERP系統、供應商關系管理系統、制度管理系統、本質安全管理系統、辦公自動化系統、審計管理系統、科技管理系統、節能減排管理系統、綜合統計系統、檔案管理系統、知識管理系統、行政后勤管理系統、黨群管理系統、煤炭安全管理系統等。
決策支持系統是基于數據倉庫/商業智能技術對信息進行收集、整合、分析和展現,為高層及管理人員提供及時、準確的分析報表和數據,以提升企業整體生產經營決策水平,借此增強企業的核心競爭能力。
在基于新一代信息技術的冶金礦山行業信息化架構中,網絡層起到傳輸、存儲和計算的作用。網絡層主要包括接入網關、互聯網、通信網絡、云計算、存儲服務、數據倉庫等。
在基于新一代信息技術的冶金礦山行業信息化架構中,感知層起到信息采集和信號處理的作用。感知層主要包括各種類型的傳感器、控制器、讀卡器等設備以及M2M網關、M2M模塊等信息處理系統組成,如Sensor、攝像頭、讀卡器、路由節點和Sink節點等。
信息標準體系大的建設是信息系統開發成功和得以推廣應用的關鍵因素,是信息化建設中的一項基礎性的系統工程。在標準體系的建設過程中,應著重關注云計算、物聯網等新一代信息技術標準的制定、采集和完善。新一代信息技術在礦山冶金行業的應用必須遵守一定的標準,才能使感知層、網絡層和應用層的信息交互,實現本質意義上的信息統一;才能有效利用數據進行分析、決策和使用。
信息安全體系由信息安全組織體系、管理體系和技術體系構成。信息安全組織體系明確信息安全領導、信息安全監管和信息安全執行的崗位和職責,確保公司的信息安全工作能夠有效運轉。信息安全管理體系從流程和制度上來細化和固化信息安全管理要求,冶金企業和礦山企業需要按照《信息安全等級保護管理辦法》對企業在運行和在建的體統進行評級,并根據不同等級設置保護策略。信息安全技術體系是針對信息安全不同層面的防護需求設置多維的技術防御手段,包括物理安全、網絡安全、數據安全及備份恢復等方面。
運維管理體系是以ITIL運維架構為知道,以保障和維護信息系統安全穩定運行為基礎,以提升用戶服務質量為根本,以建成上下貫通、左右協同、資源共享的一體化運維管理體系為核心。實現IT運維管理的自動化、可視化、規范化、高效化、一體化和智能化。
冶金礦山行業的信息化應用
新一代信息技術在冶金行業的應用,推進了冶金企業的研發和設計協同化、生產設備數字化、生產過程智能化和企業管理信息化,加強了集散控制、現場總線控制、柔性制造、敏捷制造和網絡化制造等技術的應用,強化了生產過程的在線監測、預警和控制,實現了冶金企業的節能環保、精確管理、安全生產和高效運營。
其中首鋼礦業就是很好的行業應用典范。首鋼礦業公司以計算機數字技術為中心,以網絡通信為手段,以數學模型為基礎,形成了基礎裝備數字化、 生產過程數字化、 生產執行數字化、企業資源計劃數字化、辦公自動化的數字化礦山,在我國冶金礦山行業實現了歷史性突破。
同時,首鋼礦業公司注重數字化基礎設施建設,為礦山數字化提供硬件平臺。廣泛采用數字化計量設備和智能化儀器儀表,采、選、球、燒四大主流程和物料運輸系統檢測、計量數字化儀表達到14800塊,為從數據源頭自動采集數據,實現各層面系統的數據接口創造了條件。分期搭建網絡和硬件平臺,共敷設光纖150多公里,形成一個主干帶寬1000M、桌面100M的高速企業網,覆蓋公司各個單位。建成廠礦級網站45個,車間級網站73個,覆蓋300多個班組,聯網計算機達到2600多臺。
實施礦山生產流程管控數字化,提高自動化水平。建立了覆蓋采礦、選礦、燒結、球團、運輸等工序的計量檢測、設備驅動和生產過程控制的數字化系統,實現生產過程自動化和智能化。采礦應用Surpac礦山工程軟件,進行資源評估、礦山規劃、開拓設計、決策管理等模擬、仿真和過程分析。自主開發應用礦車自動調度系統,自動進行車流規劃、優化派車,合理分配車流。選礦應用球磨自控系統,對球磨機工藝流程運行參數進行檢測和監控。自主開發球團流程監控系統實現配料、造球、鏈篦機、回轉窯、環冷機和噴煤等五大區域實現集中監控和預警管理。自主開發燒結流程監控系統。通過對現場工控基礎信息的采集和再加工,實現信息、數據不落地和閉環管理,形成全流程800多個點位數據集中監控,為生產決策及操作提供了實時支持。自主開發燒結智能控制系統,實現燒結礦自動配料、混合料自動加水、燒結機點火自動調節、燒結終點自動控制、燒結礦強度與能耗自動控制、燒結異常數據調整六大功能。
首鋼礦業公司積極變革礦山管理模式和手段,推進管理信息化。在創建數字化冶金礦山的實踐活動中,搭建了縱向四級、橫向四塊的數字化礦山整體框架。形成以GIS地理信息系統、MES生產執行系統、ERP企業資源管理系統、OA信息系統四塊為重點,現場裝備數字化、生產過程數字化、生產執行數字化、企業資源計劃數字化四級為基礎的數字化礦山框架。促進了傳統產業與信息化的融合,推進了生產經營的高效化,提高了企業核心競爭力。
智慧礦山建設現狀和任務
作為新一代信息技術應用的一個重要領域,“智慧礦山”是通過各種感知、信息傳輸與處理技術,實現對真實礦山整體及相關現象的可視化、數字化及智慧化。其總體目標是:將礦山地理、地質、礦山建設、礦山生產、安全管理、產品加工與運銷、礦山生態等綜合信息全面數字化,將感知技術、傳輸技術、信息處理、智能計算、現代控制技術、現代信息管理等與現代采礦及礦物加工技術緊密結合,構成礦山中人與人、人與物物與物相連的網絡,動態、詳盡地描述并控制礦山安全生產與運營的全過程。以高效、安全、綠色開采為目標,保證礦山經濟的可持續增長,保證礦山自然環境的生態穩定。
智慧礦山大體上經歷了初級階段、衍生階段和智能遙控階段。
初級階段主要是構建基礎設施和相應的信息化系統,實現礦山生產、運營等數據的共享和深度應用。衍生階段主要是虛擬礦山,是通過虛擬空間技術和井下大量傳感監控設備,將真實礦山的整體以及和它相關的現象整合起來,以數字的形式表現出來,從而了解整個礦山動態的運作和發展情況。智能遙控階段,就是礦山地面和井下的、人類從事礦產資源開采的各種動態、靜態的信息都能夠數字化,而且用計算機網絡來管理,同時利用空間技術、自動定位和導航技術實現遠程遙控和自動化采礦。
目前我國智慧礦山的建設還處于智慧化階段的初級階段。智慧礦山的建設還處在礦山勘察、規劃設計、生產監控調度、安全生產檢測以及礦山綜合管理等各個系統的建設階段,還不能完全實現各種信息的全面共享和深度應用。
隨著信息技術的快速發展,用信息技術武裝礦山企業是大勢所趨,同時,信息技術也是提高礦山企業科學管理的有力手段。云計算、物聯網等新一代信息技術在智慧礦山中均有廣泛的 應用。
關鍵詞:數字化;電廠;模型;層次分析
中圖分類號:TU271.1
文獻標識碼:A
文章編號:16723198(2009)20032202
數字化電廠是在傳統的火力發電站的基礎上發展起來的,它通過應用一系列先進的科學技術、融入現代化的管理思想,旨在解決火力發電廠管理粗放水平低下、發電能耗高、污染物(氣、水、渣)排放嚴重、輔助系統運行不穩定、設備故障率高、自動保護投入率低、運行人員多的現狀,最終實現火力發電站現代化的運營和管理,達到企業運營成本最小、發電能耗最低、污染物零排放(廢氣達標排放)、設備可用系數高、人均產值高的目的。
1組織層次分析
將現有電廠的許多職能部門合并,從而使部門簡化、人員精干、效率提高、管理科學化的目標。這種新的組織結構包括管理多元化和設崗復合型兩個方面。分為三個層次:決策層、管理層、執行層。
第一層次:決策層。該層包括廠部一個部門,由總經理和三總師組成。
第二層次:管理層。該層為綜合性的生產管理、經營管理和專業性的發電設備運行技術管理、發電設備維修技術管理、燃料現場管理等。
第三層次:執行層。
各級崗位均應復合型設置。運行人員要三專業或四專業合一;檢修人員要多工種、會管理合一,重視培養和使用復合型的員工,以適應現代企業提高工作效率和經濟效益的要求。
2結構層次分析
2.1第一層:直接控制層
這是指生產過程的數據采集和直接控制,是其他三層的基礎。
2.2第二層:廠級監控層(SIS)
這是指廠級監控系統(SIS)和煤質在線監測、智能化煤場、優化燃燒、故障診斷等各種機組性能優化的高級應用軟件,也是管理和控制之間聯系的橋梁。廠級監控系統(SIS)具備以下功能:
2.2.1過程監視和管理
通過采集電廠各生產過程控制系統機組DCS,水系統控制網絡系統,凝結水精處理控制系統,灰系統控制網絡系統,電氣網絡監控系統(NCS),電網遠程發送單元(RTU)等的實時生產數據,對各生產流程進行統一的監視和查詢。
2.2.2負荷分配和優化調度
根據遠方AGC指令和其它生產調度指令結合本廠主、輔系統和設備運行情況,按照各機組運行煤耗特性以及約束條件,以全廠最小供電成本為目標,進行最優化的負荷分配。
2.2.3廠級經濟信息和成本核算
通過數據采集和其它的管理成本相加最后形成發電成本,用于電價計算,送入競價上網報價系統。
2.2.4機組運行故障診斷
監視主、輔設備運行參數,指導運行人員進行運行調整和處理。
2.2.5機組設備壽命計算和分析
以SIS系統數據庫評估機組關鍵部件的壽命損耗及剩余壽命。提供主要設備壽命計算和分析功能的軟件利用該軟件對重要部件或設備的壽命進行計算、分析和預測。
2.2.6設備狀態(泄漏、磨損等)檢測和計算
通過對機組主要設備和部件,在使用中的金屬材料老化狀態進行檢測與監督,預測部件的老化程度和老化速度、部件使用壽命和失效時間及失效后所產生的風險大小,提供監督和綜合的分析及建議。
2.2.7鍋爐燃燒優化
利用鍋爐燃燒優化模塊,提高鍋爐燃燒的經濟性、降低大氣污染物排放,在鍋爐建模的基礎之上,利用先進的優化方法對不同負荷(連續負荷)下鍋爐的操作變量與運行工況進行優化。
2.2.8機組在線性能試驗
常規設備的性能試驗按照電廠慣例,并根據鍋爐、汽輪機相關的ASME標準、國家標準和電力行業標準或規程進行。試驗完畢后自動生成性能試驗報告并存儲,以便運行和管理人員隨時查看報告。
2.2.9仿真培訓系統
通過建模工具(例如MATLAB等)建立電廠主輔設備數學模型,從SIS數據庫中仿真所需的邊界條件和性能曲線,仿真預演電廠在設想工況下的運行情況。
2.3第三、四層:生產管理層(MIS)和經營決策層
這兩個層在數據和展現上密不可分,多數情況下是由一套MIS實現的,也可以視為一個層次。
生產管理層以電廠資源計劃、安全、經濟運行管理為重點,以設備檢修為基礎,以完成發電量為目標,以企業資產管理為主線。進而優化電廠的機組性能指標,整合生產計劃和策略,為協調發電企業的高效運轉提供信息;實現電廠的安全、高效、經濟運行,優化電廠的生產計劃和策略,協調各個部門的運轉。該層是數字化電廠管理的基石,同時為SIS層提供控制指導信息。
經營決策層以綜合計劃管理為主線、以全面預算和成本管理為核心,以物資管理、燃料管理為基礎,以人事管理以及OA等系統為輔助手段,提高實時成本計算速度,滿足商業化運營管理需求。該層是數字化電廠的系統入口和決策樞紐。
電廠MIS系統,包含基建MIS與生產MIS,是對電廠從基建到生產運行的全過程管理。除了對內部的工作過程及內容進行全面規劃和優化控制外,還通過計算機網絡把電廠生產經營過程的合作伙伴,如供應商、電網、大客戶等的資源和能力集成起來,充分調動電廠所有可利用的資源。
電廠MIS產品實現對電廠內外部資源的統一管理,從功能上應分為基建、生產、經營、辦公自動化四個板塊,共20多個業務功能模塊?;ò鍓K包括工程、計劃、財務、安全、人力資源、設備等功能模塊,大部分模塊在總體設計時應與生產時的應用一并考慮。生產板塊包括運行、檢修、設備、安監、技監、全面質量、環保等業務功能模塊;經營板塊包括計劃、物資、燃料、商業化運營、全面預算、多經、項目、合同、財務、人力資源等業務功能模塊;辦公自動化板塊包括文檔、黨群、保衛消防、OA、綜合查詢與輔助決策等業務功能模塊,各模塊之間應做到數據依存度大、模塊依存度小。
在實現技術上,應采用“企業系統集成應用EAI”的開發技術,確定不同應用系統組合的接口標準,建立針對于發電廠業務應用的自己的EAI標準。在系統中應將成熟的C/S體系結構與先進的B/S體系結構相結合,綜合應用計算機領域的最新技術。
2.4支持系統一:數據庫支持系統
以關系數據庫和實時數據庫為基礎的面向數據主題的電廠數據倉庫構成了數字化電廠的數據庫支持系統和技術支撐平臺,電廠數據倉庫以對電廠各類數據進行分析、提煉、集成,為電廠的分析和決策提供支持。
2.5支持系統二:計算機網絡支持系統
以ATM和千兆以太網為代表的先進組網技術,結合系統-網絡-終端三級安全策略、目錄管理統一認證等先進技術,構成了數字化電廠的計算機網絡支持系統。不同的層需要不同的網絡拓撲,下面給出廠級監控層和生產管理層的網絡拓撲模型。
3國內數字化電廠建設存在的問題
3.1傳統的設計模式與數字化設計的要求相差很遠
由于設計院的設計機制沒有針對數字化電廠的特點進行提升和變革;加之由于設計人員的設計理念還局限于傳統電廠的設計,沒有深入理解數字化電廠的特點,造成數字化電廠設計的目的僅僅是數據共享和實時可查。由于采用的應用軟件平臺不同,缺乏規范統一性,使大量的有用信息無法真正共享,造成資源浪費。
3.2軟件不能合理利用盲目引進造成浪費
近幾年隨著國外設備的引進,有些電廠就像引進設備那樣來引進軟件,沒有對整個電廠的信息系統進行總體規劃,使數據傳遞不暢,結果使引進的軟件不能發揮應有的作用。同時由于沒有系統規劃,還造成了許多軟件功能的重復,引起數據冗余,造成浪費。
3.3企業技術人員缺乏
國內的不少企業已經引入了國外先進的軟件,但是技術人員缺乏,不能使軟件功能最為有效的發揮成為一個不可回避的問題。
(一)優化整合現有財務信息系統資源成為目標現行的高校財務信息系統主要包括會計核算系統、學生收費管理系統、工資管理系統、銀行接口、財務信息查詢及其他輔助功能組成。就目前來看,這些單個系統及輔助功能尚不能有機聯合,系統之間還不能實現全部數據直接交換,因此無法從系統中直接輸出綜合數據,依然需要人工從電腦中處理日常例行的數據資料,并產生報表以支持組織的作業活動,不能夠支持財務工作中的決策、規劃、控制、分析等管理活動,無法滿足高層管理與決策的需要。
(二)財務網絡安全是財務信息化建設的隱患跨組織財務信息化應用將原來封閉的財務局域網系統轉變為開放的互聯網,給財務系統的安全造成了威脅。主要體現在:第一,開放的網絡環境將“保險箱”式的數據管理開放于Internet信息傳遞,會計資訊存在被截取、篡改、泄密等安全風險,影響其真實性與完整性。第二,財務檔案無紙化和電腦操作無形化帶來了溯源管理的風險。第三,由于互聯網的開放特性,給一些非善意訪問者以可乘之機,容易造成病毒肆意傳播,攻擊財務信息系統,影響核心數據安全。因此,財務信息化網絡安全的內部控制需要加強力度,不僅要求財務工作人員加強防范意識,還要建立先進的防火墻、過濾網等系統安全技術,提高網絡和數據的安全性。對重要數據要盡量實現自動采集、自動生成和自動備份,確保數據的真實、準確。
(三)財務信息化建設缺少專業復合型人才財務信息化發展若要改變財務工作的空間和模式,財務信息系統應由核算型向管理型、決策型轉變,從而最終形成以財務管理為核心的全面管理信息系統;財務數據也可逐漸從傳統的紙質頁面數據發展到大數據云計算,方便管理者實時掌握學校設備、資產、資金等情況。這對學校內部的數據處理和財務資源集中管理,各部門之間資源的優化配置起著重要影響。而支撐信息化發展的高校財務變革的重點就是培養高素質的財務復合型人才。這需要財務人員有良好的計算機操作功底,并結合學科知識,把知識和信息技術相融合,實現技術集成。高校財務人員不僅要是一名高水準的會計師,而且要熟練掌握計算機基礎應用,掌握各種財務軟件的操作和維護以及網絡操作的技術能力。積極培養出一支高素質、專業的財務信息化管理復合型人才隊伍。
二、數字化校園體系的建設對目前財務信息化管理的影響
數字校園建設是實現高校校園數字化的重要手段之一,它能促進高校財務管理信息化建設,其主要模塊由“數據中心”及“校園一卡通中心”組成。工作重心主要圍繞師生個人的財務信息進行身份識別,通過身份驗證不管是教職工的工資、科研酬金發放、科研費用的報銷,還是學生獎學金、助學金發放,乃至學生各項費用的上交,都能通過“一卡通”系統實現數據交換和實時查詢,并通過智能憑證系統將發放與上交結果導入財務核算系統,完成會計核算。充分實現了“大數據共享”的全校園數字化信息管理要求。加強數字化校園建設可以促進高校財務信息管理水平的提高,進一步實現全校園財務數據與其他各部門系統的掛接與捆綁功能?!皵底中@”對高校財務管理信息化的影響主要體現在以下幾個方面:
(一)加快高校財務管理信息化建設,建立數字化校園體系,解決信息孤島問題財務信息化建設是一個由人員、組織結構、工作模式、信息技術相融合的系統工程,其不僅涉及到高校財務管理的多個方面,而且涉及內部各部門的協調配合,但目前的信息化發展在各部門之間數據的傳遞缺乏統一口徑,無統一的信息編碼標準,導致了各種各樣的“信息孤島”存在。例如:高校財務部門無法制定出統一嚴格的格式及規章制度并通過計算機指令來執行,在某種程度上仍然以人的意識為主導,從而弱化了財務規章制度的嚴肅性與規范性,在各種人為因素的影響下,規章制度很容易變成一根橡皮尺。另外,財務部門考慮到數據的傳輸需要通過網絡進行,而網絡的安全性又是一大隱患,為了保證財務信息的安全和機密等原因,使財務信息不能與高校其他相關部門共享交換。而“數字校園”不僅規范信息來源的格式,而且強大的身份認證系統在為學校師生帶來便捷的同時還能保障財務數據的安全可靠,使財務信息的相互共享交換成為可能。例如:數字化校園可以實現跨財務處、教務處、宿舍管理部門、各院系、銀行的學生繳費管理系統,財務處和其他部門共享信息,及時了解學生動態,從選課、交費、住宿等各方面互換信息,及時溝通,促進了財務管理工作的效率,也加快了高校財務管理信息化建設步伐,提升了高校財務管理的整體水平。
(二)改變財務管理模式,協助決策層有效決策數字校園系統建立后,有利于高校會計核算以及收費模式的改變。數字化校園信息系統基于“校園一卡通”為切入點,財務人員可以通過在線辦公等服務,隨時隨地處理會計經濟業務,領導也可以隨時隨地“在線審批”,師生可以隨時隨地在線查詢所辦理業務的狀態,并通過校園一卡通實現資金劃轉,極大地提高了財務人員的辦事效率及學校的財務管理水平,也實現了全校園的數據共享,同時也避免了原來由幾個部門按預定步驟完成業務事項的繁雜手續。在收費方面,“數字校園”可以使校園內種類繁雜的收費項目通過校園卡完成,如學生繳學費,根據網上提供的個人信息,銀行可以通過代扣代繳的方式,通過一卡通直接扣款。持卡人辦理科研經費報銷、學生購買教材、參加英語等級考試繳納報名費、給學生發放獎助學金等,學校發生的任何現金收支行為,都可以通過一卡通實現,不僅保障了學校資金的安全,也體現了數字化校園對高校財務信息化管理的推進。通過這種會計核算與收費方式的改變,不僅體現了數字化校園財務運營的便捷、實用,財務人員的每一筆操作都會留有痕跡,決策者可以通過記載下的數據,實時了解業務處理的情況,若出現問題可以及時發現并予以糾正。并且系統會在每期期末自動生成財務報表、完成數據分析,給決策者提供明確的數據分析結果,使決策者在財務信息集中透明的基礎上更加明確、有效的做出決策。
(三)數字校園網絡建設對網絡安全的要求更高保障財務信息的安全性問題,是財務信息化工作的首要問題。搭建安全的財務專用網絡平臺,設置物理上與其他網絡完全獨立的財務專用網絡,其安全性可以得到充分保證。同時采用WLAN技術為依托搭建校園財務專網,不僅在技術上和安全性上有一定的保障,而且在管理上方便易行,成本也不會太高。為了維護網絡安全,數字信息化集中管理還需安裝和更新先進的網絡防衛軟件和防火墻軟件進行實時監控,并把過去以網絡系統管理員為首要地位的理念做相應改變,取消系統管理員一人可以操縱一切的特權,必須將系統管理員也納入系統監督與控制之中,其操作權限必須受到相應程序的牽制。會計主管與系統管理員也應相互制約,實行多重權限的交叉配置,即會計主管與系統管理員任何人均無法單獨進行關鍵事項的操作。這些關鍵事項主要包括對歷史數據、標準參數(如學費標準)的修改和相關權限的分配。只有這樣,才能使信息化系統處于一個安全、完備的控制環境中。數字化校園的建設涉及“銀?!敝g的合作,其間的財務往來依賴于銀行賬戶和銀行轉賬服務。例如網上代收代付、網上賬務管理、網上納稅申報、財務資訊查詢等等。這不僅需要一個安全的網絡環境,而且對網絡系統維護人員的要求也更加嚴格,采取上述做法,其在保證數據信息安全的基礎上搭建出一個健康的網絡平臺,確保數字化校園在財務工作方面的有效運營,這對建立高水平高校也有著重要意義。
(四)培養高素質復合型人才應對數字化校園發展財務人員素質的高低關系到一個學校財務管理水平的高低,而財務管理水平又影響到一個學校的發展,因此提高財務人員素質至關重要。財務工作要適應數字化校園的發展,原有的崗位也應進行適當調整,把財務工作按會計崗位和工作職責劃分為會計主管、系統管理(包括網絡與系統的技術支持與維護、系統綜合設置等)、會計記賬(數據錄入)、復核、出納、會計信息輸出與數據分析等崗位。這要求財務人員不僅是一名單純會計記錄員,還要擔任起管理員、分析員、控制員的角色,這對財務人員有了較高的素質要求。同時,財務管理信息化離不開必備的軟硬件支撐,日常工作也以軟件和網絡為載體,這就要求財務人員具備一定的信息技術素養。特別是更加需要兼具會計專業知識和信息技術知識的復合型人才,需要將這兩個專業相互滲透到工作中來,把工作做好。因此,加強財務人員的技術培訓,使他們認識到數字信息化建設對提高財務服務能力和學??茖W管理水平的重要意義,盡快掌握信息化條件下的工作技能,不斷增強自身的信息管理能力,更好地推動學校的財務信息化建設工作,形成一支適應財務管理信息化要求的人才隊伍。
三、總結