1 方案背景與目標(biāo)
該項目是基于制造業(yè)與數(shù)字化融合,制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級的大背景下提出的,旨在通過科學(xué)、系統(tǒng)的方法,對工業(yè)篩選系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行全面、高效的管理,以實現(xiàn)企業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展和市場競爭力的提升。將制造業(yè)和數(shù)字化進(jìn)行深度融合,通過對設(shè)備的數(shù)字采集轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù),形成制造業(yè)大數(shù)據(jù)驅(qū)動力,同時,將數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的整理、分類、分析、優(yōu)化、智能化的整合和分析,錘煉數(shù)據(jù)價值,沉淀形成行業(yè)生產(chǎn)資料數(shù)字化智能化內(nèi)核,經(jīng)過系統(tǒng)整合,強(qiáng)化勞動對象數(shù)據(jù)價值力量,提升生產(chǎn)力,優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力核心力量,提升科技創(chuàng)新在制造業(yè)篩選系統(tǒng)中的影響作用,形成行業(yè)的新制生產(chǎn)力工具,可以驅(qū)動行業(yè)向數(shù)字化、智能化的方向持續(xù)發(fā)展,形成生產(chǎn)力及生產(chǎn)效率的有力支撐,助力產(chǎn)業(yè)升級,給行業(yè)及企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
基于以上的行業(yè)背景,沈陽科網(wǎng)通信息技術(shù)有限公司經(jīng)過多年行業(yè)經(jīng)驗積累和需求的深度理解與沉淀,提出了工業(yè)環(huán)境下的篩選系統(tǒng)設(shè)備全生命周期管理解決方案,成功首次使用了量子加密技術(shù)在工業(yè)制造企業(yè)的應(yīng)用,并在設(shè)備的全生命周期管理過程中著重建設(shè)了預(yù)測性維護(hù)、設(shè)備智能運維、數(shù)據(jù)治理及廣泛的決策支持應(yīng)用,同時系統(tǒng)將歷史數(shù)據(jù)及實時數(shù)據(jù)相結(jié)合,總結(jié)長期經(jīng)驗,實現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性診斷,并實現(xiàn)了按需維護(hù),旨在幫助客戶實現(xiàn)篩選系統(tǒng)數(shù)字化升級的總體目標(biāo),包括但不限于以下目標(biāo):
① 實現(xiàn)整個篩選系統(tǒng)的數(shù)字化升級:通過實時監(jiān)測與預(yù)警、智能化運維,提高設(shè)備可靠性和運行效率。
② 智能化管理降低備件消耗:通過預(yù)測性維護(hù)、智能化備件監(jiān)管,根據(jù)備件實際使用生命周期,動態(tài)調(diào)整備件更換頻率,跟蹤備件使用情況,降低備件成本。
③ 智能的流程化管理減少人工成本:通過科學(xué)的流程化管理,優(yōu)化巡檢人員配置,可將多余的人員調(diào)配到更多需要人員的工作環(huán)節(jié)中,降低巡檢工作的人工成本。
④ 精細(xì)化管理實現(xiàn)能耗優(yōu)化:通過數(shù)字化管理對篩選系統(tǒng)中的設(shè)備的啟停過程、工作狀態(tài)進(jìn)行精細(xì)化管控,實現(xiàn)能耗優(yōu)化。
⑤ 量子加密保障數(shù)據(jù)安全:通過量子加密密鑰分發(fā)機(jī)制,實現(xiàn)數(shù)據(jù)高級別加密,全面保障數(shù)據(jù)安全。
2 方案詳細(xì)介紹
2.1 技術(shù)架構(gòu)與核心組件
本方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和5G通訊技術(shù),構(gòu)建了工業(yè)篩選系統(tǒng)設(shè)備的全生命周期管理平臺。平臺由數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)處理層、智能分析層、應(yīng)用服務(wù)層和決策支持層五部分組成,形成閉環(huán)的管理體系,其核心組成如下:
l 多源數(shù)據(jù)匯總:利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過5G網(wǎng)絡(luò)高速傳輸,實時采集篩選系統(tǒng)設(shè)備的振動、溫度、壓力、電流等多維度數(shù)據(jù),以及客戶基本數(shù)據(jù)、設(shè)備基本數(shù)據(jù)和維護(hù)數(shù)據(jù)等。
l 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)規(guī)范:運用大數(shù)據(jù)技術(shù),對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整合、存儲,形成設(shè)備全生命周期的數(shù)據(jù)倉庫。
l 智能分析:結(jié)合科網(wǎng)通的MMDM智能分析體系,通過AI算法在線和離線處理數(shù)據(jù),實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警、能效優(yōu)化和預(yù)測性維護(hù)等功能。
l 應(yīng)用服務(wù):提供用戶友好的界面,實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、數(shù)據(jù)可視化、自動報告生成等應(yīng)用服務(wù)。
l 決策支持:基于智能分析的結(jié)果,為管理人員提供設(shè)備維護(hù)、備件采購、生產(chǎn)調(diào)度等決策支持。
2.2 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新點
? 物聯(lián)網(wǎng)與5G通訊:利用5G網(wǎng)絡(luò)的高帶寬、低延遲特性,實現(xiàn)篩選系統(tǒng)設(shè)備的遠(yuǎn)程實時監(jiān)控與高效數(shù)據(jù)傳輸,為數(shù)據(jù)分析提供堅實基礎(chǔ)。
? 大數(shù)據(jù)與云計算:構(gòu)建基于云計算的大數(shù)據(jù)處理平臺,實現(xiàn)數(shù)據(jù)的量子加密傳輸、分布式存儲與并行處理,提高數(shù)據(jù)處理效率與安全性。
? MMDM預(yù)測性維護(hù)體系:經(jīng)過三代技術(shù)革新,公司經(jīng)過多年沉淀自主研發(fā)了以深度學(xué)習(xí)等AI算法與設(shè)備運行相結(jié)合的MMDM模型,結(jié)合歷史數(shù)據(jù)以及實時數(shù)據(jù),進(jìn)而實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)的精準(zhǔn)預(yù)測與維護(hù)策略的智能優(yōu)化,包括但不限于以下優(yōu)勢:
①對設(shè)備健康情況的動態(tài)感知:設(shè)備故障、設(shè)備運行過程中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)態(tài)情況、設(shè)備工作負(fù)載。
②對設(shè)備工作狀態(tài)的智能管控:設(shè)備工作效能的動態(tài)補(bǔ)償。
? 能效優(yōu)化模型:通過對矢量電信號等工藝數(shù)據(jù)的采集,經(jīng)過多源數(shù)據(jù)融合分析,實現(xiàn)設(shè)備運行優(yōu)化調(diào)整,提高設(shè)備能效,降低能耗與運行成本。
? 量子級數(shù)據(jù)加密:利用量子密鑰分發(fā)(QKD)的不可竊取性保障數(shù)據(jù)通信安全;不僅在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)上行和指令下發(fā)業(yè)務(wù)中實現(xiàn)無條件安全,而且能夠取代企業(yè)設(shè)備上云時不得不采取的專網(wǎng)傳輸方式,解決公網(wǎng)環(huán)境下的數(shù)據(jù)傳輸安全防護(hù)問題
2.3 方案實施的主要步驟
① 需求分析與系統(tǒng)設(shè)計:根據(jù)客戶需求與選礦場景特點,進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計與功能定制。
② 數(shù)據(jù)采集與平臺建設(shè):部署以振動傳感器為主的各種類型的傳感器,構(gòu)建基于邊緣計算的數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò),同時搭建基于云計算的大數(shù)據(jù)處理平臺,以及貫通二者的邊云協(xié)同體系。
③ 模型訓(xùn)練與優(yōu)化:基于歷史數(shù)據(jù),訓(xùn)練AI模型,并結(jié)合機(jī)理模型進(jìn)行模型優(yōu)化。同時,使用離線訓(xùn)練的結(jié)果為在線分析提供支持。
④ 系統(tǒng)部署與測試:完成系統(tǒng)部署,進(jìn)行功能測試與性能調(diào)優(yōu)。
3 代表性及推廣價值
3.1代表性
? 綜合性管理工具:
設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)是一個綜合性的解決方案,涵蓋了設(shè)備全生命周期。這種全面性的管理方式是工業(yè)篩選系統(tǒng)設(shè)備管理的核心所在,確保了設(shè)備在整個生命周期內(nèi)的高效、穩(wěn)定運行。
? 數(shù)字化管理手段:
通過數(shù)字化手段,如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析等,設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)能夠?qū)崟r跟蹤和監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài),提前預(yù)警潛在故障,優(yōu)化維護(hù)計劃,從而延長設(shè)備的使用壽命并降低維護(hù)成本。
? 行業(yè)應(yīng)用廣泛:
在多個行業(yè)中,如礦山、冶金、制造業(yè)、能源、化工等,工業(yè)篩選系統(tǒng)設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)都得到了廣泛的應(yīng)用。這些行業(yè)對設(shè)備管理的需求高,而該系統(tǒng)恰好能夠滿足這些需求,提高設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性,降低生產(chǎn)成本。
? 技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng):
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步,設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)也在不斷創(chuàng)新和發(fā)展。例如,利用先進(jìn)的算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù),系統(tǒng)能夠更準(zhǔn)確地預(yù)測設(shè)備的故障和維護(hù)需求,提高維護(hù)的效率和效果。
? 高級別數(shù)據(jù)安全防護(hù)
隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展以及攻擊技術(shù)的不斷升級,數(shù)據(jù)安全已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的重中之重,其中尤以數(shù)據(jù)交互過程中的數(shù)據(jù)安全較為薄弱,量子級別的數(shù)據(jù)加密完美的實現(xiàn)了無條件安全,具備不可竊取性的安全保障。
3.2 推廣價值
本方案具有廣泛的推廣價值,據(jù)報告統(tǒng)計,2023年全球篩選設(shè)備市場規(guī)模達(dá)到687.0億元人民幣,其中中國市場規(guī)模占全球市場的15%左右,此外中國政府提出的“中國制造2025”戰(zhàn)略就強(qiáng)調(diào)了智能制造和高端裝備的重要性,為工業(yè)篩選系統(tǒng)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間。因此本方案的推廣價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
? 適用性強(qiáng):本方案可廣泛適用于多個行業(yè)中,如礦山、冶金、制造業(yè)、能源、化工等,方案規(guī)模具有伸縮性和擴(kuò)展性。系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)驅(qū)動的洞察和性能評估功能,能夠輔助企業(yè)管理層制定更明智的決策,有助于企業(yè)實現(xiàn)的優(yōu)化配置和效益的最大化。
? 技術(shù)領(lǐng)先:本方案融合了AI、5G等前沿技術(shù),具有技術(shù)領(lǐng)先性和創(chuàng)新性,符合篩選系統(tǒng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型的趨勢,通過實時監(jiān)控和故障預(yù)警功能,設(shè)備全生命周期管理系統(tǒng)能夠及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全隱患,降低生產(chǎn)事故的風(fēng)險,保護(hù)人員和財產(chǎn)安全,提高企業(yè)的安全管理水平。
? 經(jīng)濟(jì)效益顯著:通過實施本方案,客戶能夠精確控制設(shè)備的維護(hù)成本、備件庫存和能耗等費用支出,幫助企業(yè)優(yōu)化預(yù)算分配并降低總體設(shè)備管理成本,通過降低備件消耗、減少人工成本、提高設(shè)備運行效率與降低能耗,為企業(yè)帶來顯著的經(jīng)濟(jì)效益,提高生產(chǎn)效率和盈利能力。
? 社會效應(yīng)良好:本方案符合可持續(xù)發(fā)展理念,能夠降低能耗和碳排放,提高生產(chǎn)安全性,符合工業(yè)節(jié)能減排要求,推動整個行業(yè)向數(shù)字化、智能化方向轉(zhuǎn)型升級,有助于提升企業(yè)的品牌形象和社會聲譽(yù),增強(qiáng)企業(yè)的市場競爭力。
因此,本方案在礦業(yè)行業(yè)具有廣闊的推廣前景和應(yīng)用價值,可以為中國篩選系統(tǒng)的智能化轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。
3.3應(yīng)用案例:
系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用在冶金、礦山等行業(yè)進(jìn)行了廣泛的落地應(yīng)用,以重點案例為例:
阜新某鐵礦,經(jīng)過工業(yè)篩選系統(tǒng)全生命周期管理平臺的系統(tǒng)上線后,通過預(yù)測性維護(hù)MMDM模型以及智能運維、數(shù)據(jù)倉庫等多個切實解決了客戶痛點的功能,系統(tǒng)上線半年時間,已實現(xiàn)了巡檢人員數(shù)量降低了40%,設(shè)備非計劃停機(jī)減少了50%,隨著系統(tǒng)的進(jìn)一步升級優(yōu)化,就拿篩選系統(tǒng)中的振動篩單臺設(shè)備從耗電量、備件更換就能給客戶每年節(jié)省2-3萬元,占設(shè)備本身價值大約10%-15%,而阜新礦山篩選設(shè)備大約100臺左右,至少給企業(yè)帶來節(jié)省200-300萬元左右,如果在從人員及其他方面的進(jìn)一步成本優(yōu)化,保守也能客戶每年帶來400萬萬元左右的經(jīng)濟(jì)價值。