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江西省于都万年青5G+智慧工厂项目
 【发布时间:2022年09月26日】 【来源:本站原创】 【作者:佚名】

   (一)实施主体
   江西于都南方万年青水泥有限公司
   (二)合作单位
   中国移动通信集团江西有限公司赣州分公司
   中移物联网有限公司
   (三)案例简述
   此项目是2019年国家03专项示范项目,将新一代无线移动通信技术、物联网技术和设备传感器技术在水泥工业进行推广应用,结合企业现有自动化、信息化基础,进行综合集成与应用开发,建设具有水泥工业特色MES系统、5G+智慧工厂工厂。
   同时,凭借项目的落地实施,于都万年青获得江西省2020年全省首批“5G+工业互联网”应用示范企业。迎接全省水泥行业、银锂新能源等企业现场学习参观达12场,为水泥行业企业智能化改造梳理楷模标杆,推动水泥行业数字化、网联话、智能化、绿色化快速转型高质量发展。
   (四)需求痛点
   (1)向环保绿色型企业转型需要。向环保绿色型企业转变是水泥行业转型发展的重要路径,于都万年青为了适应企业竞争及高质量发展,完成企业信息化、网联化、智能化是必不可少的环节。
   (2)5G网络满足水泥行业智能工厂建设所需网络要求。生产环节涉及的温度、振动、电流、频率等反映设备运行状况的参数需要进行监测,需要对立磨机、回转窑、煤磨机等数百套设备加装高低频及温度传感器,单个企业接入传感器超过2000个,由于高温及振动等影响,以及厂区智能巡检、AI视频高清上传所需上行高带宽的要求,需要5G网络的部署及5G工业网关的开发,实现数据无线汇聚至基于工业互联网架构的水泥工业互联网智能工厂集成运营云平台。
   (3)打破信息孤岛,集中化生产管理的需要。企业DCS生产数据、ERP系统数据、OA系统数据、一卡通系统数据等数据处于“孤岛”状态,需要实现数据互通共享,实现与新建的设备在线监测数据、能源管理系统数据的无缝集成,建立统一数据中心及统一平台,集中化管理提升企业生产及管理效率。
   (五)解决方案
   1.应用场景
   (1)5G+数据采集:对重要设备进行温度、振动、电流、频率等反映设备运行状况的参数进行监测。通过对立磨机、回转窑、煤磨机等107套设备加装高低频及温度传感器,单台平均接入传感器12个,通过5G网络进行汇聚传输,通过波形分析、冲击脉冲分析、相关性分析等10余种分析方法实现主轴不平衡、传动缺陷、等21类问题实时监测;通过5G无线传送至云端服务器,进行设备运行状况监测及故障智能诊断、预警。

   (2)5G+移动巡检:以移动头盔为载体,通过5G网络直接接入现有视频监控系统,实现与现有监控系统的完全融融合,同时可上传到云数据中心。



   (3)5G+AI视频分析:5G+AI视频分析,实现对传输带异常告警监测、堵料监测、人员异常闯入等信息智能化监测并推送相应管理人员。

   2.技术方案
   本项目基于工业互联网+云技术+5G应用技术,以水泥工业互联网智能工厂集成应用云平台为基础,通过5G技术深度结合企业业务需求,采用工业互联技术和云技术进行工业互联网智能工厂集成应用云平台整体规划设计,对企业人员和设备进行信息管理和服务,包括生产环节的规划、统计,生产过程和生产安全的实时监控,生产人员的统一调度,提高产品质量,满足智能工厂建设和企业发展的需要。整体系统框架如图所示:

   设备层:主要是由现场工艺仪表、计量仪表、设备监测传感器及生产设备构成,是生产、工艺、能源、设备运行数据的来源,基于5G工业路由,将设备层的生产数据通过5G网络进行汇总传输。
   IaaS层:本项目在中国移动云端平台实现网络、计算、存储等计算机资源的池化管理,根据项目实际需求进行弹性分配,并确保资源使用的安全与隔离,提供完善的云基础设施服务。
   DaaS层:建立于都万年青统一的数据管理中心,采集于都万年青DCS系统、能管管理SCADA系统、设备在线监测及各相关信息化系统的数据。
   PaaS层:集成了工业微服务、大数据服务、应用开发等功能。基于云计算、大数据技术等,一方面与水泥行业经验知识相结合形成水泥工业数据基础分析能力,另一方面提供数据存储、数据共享、数据分析和水泥业务模型构成的完整数据服务链,汇聚各类水泥业务处理方法与前沿智能分析工具,构建基于水泥工业数据服务之上的应用开发环境。
   SaaS层:打造生产监控、生产计划、绩效管理、质量管理、设备管理、能源管理、库存管理、安环管理、生产统计、智能视频分析等应用。
统一访问层:基于云平台对各系统进行端到端集成,建立统一管理平台,实现业务间的高效协同。对内将已有的DCS系统、ERP、OA、能源管理系统、一卡通、企业微信进行集成打通。对外打造对第三方提供的云服务集成接口,便于后期扩展。
   3.创新点
   (1)技术先进性-自研5G网关
   项目属于省内首个在2019年首次开发使用5G模组,并应用与水泥行业智能工厂大量传感设备大流量数据实时汇聚交互。项目协同中国移动物联网公司,通过5G模组与工业路由的通信协议对接和集成封装,打造了5G工业网关,传感器采集到的数据在经过汇集之后,基于5G网关,通过5G网络传输到服务器端,为系统提供各类基础数据。已实现在于都万年青水泥厂的成功商用,在工业环境下实现了上行80M,下行700M的传输速率,帮助工业企业用户快速接入5G网络,实现安全可靠的数据传输。



   (2)建设了三大5G应用场景
   a.5G+数据采集:对重要设备进行温度、振动、电流、频率等反映设备运行状况的参数进行监测。通过对立磨机、回转
窑、煤磨机等107套设备加装高低频及温度传感器,单台平均接入传感器12个,通过5G网络进行汇聚传输,通过波形分析、冲击脉冲分析、相关性分析等10余种分析方法实现主轴不平衡、传动缺陷、等21类问题实时监测;通过5G无线传送至云端服务器,进行设备运行状况监测及故障智能诊断、预警。

   b.5G+移动巡检:以移动头盔为载体,通过5G网络直接接入现有视频监控系统,实现与现有监控系统的完全融融合,同时可上传到云数据中心。

   c.5G+AI视频分析:5G+AI视频分析,实现对传输带异常告警监测、堵料监测、人员异常闯入等信息智能化监测并推送相应管理人员。


   (六)成效及推广
   1.应用成效
   (1)丰富5G行业融合应用
   5G对整个工业模式有巨大影响,智能工厂成型,需要对厂区设备的状态,工业互联网的运行状态,以及市场交易状态做到透明,就涉及到海量的传感设备,包括监控设备、采集设备,这些对通信提出了很高的要求,5G满足大规模数据采集、高速、安全的要求。通过此项目的实践及验证,使5G行业应用场景在水泥行业得到孵化及验证。5G专网及5G网关的开发使用,为在水泥行业的5G融合应用提供标准化解决方案。
   (2)促进水泥行业企业效能提升
   按此项目标准建设系统上线后,有利于辅助水泥行业企业领导决策,有利于辅助公司中层管理,有利于辅助公司员工巡检,生产安环等相关工作基本实现无纸化,大大减少现场工作量,降低了生产运维成本10%,可减少岗位员工10人;降低了设备维护成本15%,减少了原有各条产线设备的定期维护成本;基于数据分析设备运行状态,提升了设备运行情况和故障的判断准确率30%,减少了原有凭个人经验判断误差。
   (3)促进区域数字经济发展
   项目以“智能化发展”“节能、降耗、减污、增效”为目标,开展清洁生产,实现经济效益和环境效益双赢,加快转型升级,促进水泥行业生产工作持续健康发展和绿色环保、绿色经济、绿色产业的发展,且水泥行业为重化工业,项目的落地,引领水泥行业绿色发展。水泥行业具有巨大影响力和示范性,本项目的建成将对全国的绿色制造的发展起到很大的促进及引导作用、促进全国工业的绿色转型,对我国水泥行业现状产生革命性的推动力,实现水泥制造技术革新,促进地方数字经济的发展。
   2.推广价值
   现代水泥企业的生产工艺具有80%以上的相似性,工厂数字化提升集成应用解决方案具有行业通用性,通过案例实施可得到水泥企业的认可和应用,客户通过本次项目建设取得的良好效果和实施经验,项目建设有利于辅助水泥行业企业领导决策,有利于辅助公司中层管理,有利于辅助公司员工巡检,生产安环等相关工作基本实现无纸化,大大减少现场工作量,降低了生产运维成本10%,可减少岗位员工10人;降低了设备维护成本15%,减少了原有各条产线设备的定期维护成本;基于数据分析设备运行状态,提升了设备运行情况和故障的判断准确率30%,减少了原有凭个人经验判断误差。同时5G新基建正加速部署实施、5G模组及5G网关正逐步规模化量产且产品价格逐步降低,系统集成开发成熟,在水泥行业及类似行业可以快速规模化复制推广落地。 


  文章录入:陈飞        责任编辑:刘启昭       访问次数: 次 
 
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