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中冶賽迪信息技術(shù)（重慶）有限公司（簡(jiǎn)稱“中冶賽迪信息”）是中央直屬企業(yè)中國(guó)五礦集團(tuán)旗下智能化信息化業(yè)務(wù)板塊引領(lǐng)企業(yè)，也是其下屬國(guó)際化大型工程技術(shù)企業(yè)中冶賽迪集團(tuán)的控股子公司。中冶賽迪信息以智能制造推動(dòng)鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，助力鋼鐵企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)流程、技術(shù)體系和組織管理多維度創(chuàng)新，推出了智能原料場(chǎng)、智慧煉鐵、智能物流、煉鋼智能工廠、軋鋼智能工廠等一系列智能制造產(chǎn)品體系及解決方案，多項(xiàng)產(chǎn)品及解決方案市場(chǎng)占有率位居領(lǐng)先，并在全行業(yè)率先發(fā)布水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，打造高效率、高品質(zhì)、綠色、安全的服務(wù)型智能工廠。

項(xiàng)目

概況

項(xiàng)目背景

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)與制造業(yè)的逐漸融合，智能制造不斷走向深入，工業(yè)企業(yè)的信息技術(shù)應(yīng)用從單個(gè)設(shè)備、單個(gè)工藝、單個(gè)企業(yè)向全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期逐步拓展。傳統(tǒng)數(shù)字化工具與當(dāng)前不斷增長(zhǎng)的需求之間的差距，形成了制約智能制造領(lǐng)域快速發(fā)展的痛點(diǎn)：一是工業(yè)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長(zhǎng)需要新的數(shù)據(jù)管理工具。隨著工業(yè)系統(tǒng)由物理空間向信息空間、從可見世界向不可見世界延伸，工業(yè)數(shù)據(jù)采集范圍不斷擴(kuò)大，數(shù)據(jù)的類型和規(guī)模都呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，需要一個(gè)全新數(shù)據(jù)管理工具，實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)低成本、高可靠的存儲(chǔ)和管理。二是企業(yè)智能化決策需要新的應(yīng)用創(chuàng)新載體。數(shù)據(jù)的豐富化為制造企業(yè)開展更加規(guī)范化和精準(zhǔn)化管理創(chuàng)造了前提，但工業(yè)場(chǎng)景高度復(fù)雜，由少數(shù)大型企業(yè)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用創(chuàng)新模式難以滿足不同企業(yè)的差異化需求，迫切需要一個(gè)開放的應(yīng)用創(chuàng)新載體，通過(guò)工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)知識(shí)與平臺(tái)功能的開放調(diào)用，降低應(yīng)用創(chuàng)新門檻，實(shí)現(xiàn)智能化應(yīng)用的爆發(fā)式增長(zhǎng)。三是新型制造模式需要新的業(yè)務(wù)交互手段。為快速響應(yīng)市場(chǎng)變化，制造企業(yè)間在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)等領(lǐng)域的并行組織與資源協(xié)同日益頻繁，要求企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和管理系統(tǒng)都要更好支持與其他企業(yè)的業(yè)務(wù)交互，這就需要一個(gè)新的交互工具，實(shí)現(xiàn)不同主體、不同系統(tǒng)間的高效集成。在此背景下，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。

中冶賽迪集團(tuán)承擔(dān)著助力中國(guó)鋼鐵加快轉(zhuǎn)型升級(jí)、由鋼鐵大國(guó)邁向鋼鐵強(qiáng)國(guó)的國(guó)家責(zé)任與使命。中冶賽迪信息依托集團(tuán)公司自身數(shù)十載鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域知識(shí)積累融合云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)，面向以鋼鐵工業(yè)為代表的復(fù)雜流程工業(yè)，以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向攻克關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，以數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)創(chuàng)新，提供面向數(shù)據(jù)全生命周期的一站式工業(yè)云服務(wù)，推進(jìn)大數(shù)據(jù)價(jià)值發(fā)現(xiàn)與增值，致力于構(gòu)建工業(yè)智能制造開放協(xié)同生態(tài)。

2. 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)致力于打造鋼鐵工業(yè)智能工廠的數(shù)字化底座，為鋼鐵企業(yè)從傳統(tǒng)制造向智能制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供數(shù)據(jù)開發(fā)治理、業(yè)務(wù)開發(fā)連接、云原生開發(fā)與運(yùn)維等多項(xiàng)能力和平臺(tái)化工具。賽迪信息以“一個(gè)平臺(tái)+三個(gè)一體化”的新型架構(gòu)為基礎(chǔ)打造全流程智能工廠解決方案。通過(guò)建設(shè)超大規(guī)模鋼鐵一體化智能管控應(yīng)用系統(tǒng)，在一個(gè)平臺(tái)上支撐鋼鐵企業(yè)全流程管操控業(yè)務(wù)，縱向打通數(shù)據(jù)傳送鏈路，橫向貫通各生產(chǎn)工序和管理部門，打造覆蓋鋼鐵企業(yè)全基地的數(shù)據(jù)“高速公路”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不落地，信息無(wú)斷點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值。

項(xiàng)目目標(biāo)

本項(xiàng)目致力于面向以鋼鐵行業(yè)為代表的復(fù)雜流程工業(yè)，針對(duì)工業(yè)領(lǐng)域客戶在全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全流程、全生命周期的信息技術(shù)應(yīng)用訴求，以水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為數(shù)字底座，以基于平臺(tái)的智能制造解決方案為依托，助力傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)、知識(shí)和模型的匯聚與沉淀，以及生產(chǎn)流程、技術(shù)體系和組織管理多維度創(chuàng)新，打造高效率、高品質(zhì)、綠色、安全的服務(wù)型智能工廠。

二、項(xiàng)目實(shí)施概況

1. 項(xiàng)目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)深度融合鋼鐵工藝知識(shí)和應(yīng)用場(chǎng)景，形成了“一個(gè)平臺(tái)+三個(gè)一體化”的新型鋼鐵行業(yè)智能制造架構(gòu)，即以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為數(shù)字底座，以鐵區(qū)一體化、鋼軋一體化、管控一體化為思路，建設(shè)超大規(guī)模鋼鐵一體化智能管控應(yīng)用。整體解決方案基于鋼鐵行業(yè)特征，以私有云架構(gòu)，向下連接生產(chǎn)車間自動(dòng)化系統(tǒng)以及智能傳感設(shè)備等，向上支撐全廠全流程生產(chǎn)管控業(yè)務(wù)。具體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 智能工廠解決解決方案整體架構(gòu)

2. 網(wǎng)絡(luò)、平臺(tái)或安全互聯(lián)架構(gòu)

（1）平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為構(gòu)建數(shù)字工廠信息化框架和基礎(chǔ)，主要由數(shù)據(jù)開發(fā)治理、業(yè)務(wù)開發(fā)連接、云原生開發(fā)運(yùn)維三大板塊組成，實(shí)現(xiàn)工業(yè)知識(shí)、模型和歷史數(shù)據(jù)的沉淀，并面向工業(yè)場(chǎng)景提供業(yè)務(wù)與數(shù)據(jù)的共享服務(wù)體系，降低企業(yè)IT的重復(fù)建設(shè)、減少煙囪式協(xié)作成本、敏捷響應(yīng)前端業(yè)務(wù)的快速變化。

圖2 水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)業(yè)務(wù)架構(gòu)

（2）數(shù)據(jù)開發(fā)與治理

數(shù)據(jù)開發(fā)治理平臺(tái)提供具有行業(yè)特征的一站式智能制造數(shù)據(jù)服務(wù)，支持?jǐn)?shù)據(jù)全生命周期管理，集數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、開發(fā)、治理等功能于一體，為上層平臺(tái)或應(yīng)用提供數(shù)據(jù)開發(fā)與服務(wù)能力，支撐基于大數(shù)據(jù)的智能應(yīng)用高效開發(fā)和布署，提高生產(chǎn)要素配置與利用效率，推進(jìn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值，實(shí)現(xiàn)以經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)為核心的作業(yè)決策到以數(shù)據(jù)為驅(qū)動(dòng)的智能服務(wù)的進(jìn)化。

圖3 數(shù)據(jù)開發(fā)治理平臺(tái)架構(gòu)

（3）業(yè)務(wù)開發(fā)與連接

業(yè)務(wù)開發(fā)連接平臺(tái)是支撐前端靈活構(gòu)建各類工業(yè)應(yīng)用和解決方案的中樞，提供適用于冶金鋼鐵敏捷開發(fā)的引擎組件與深度融入領(lǐng)域知識(shí)的業(yè)務(wù)組件，將企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)與通用業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)為共享服務(wù)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)重復(fù)建設(shè)的降低、煙囪式協(xié)作成本的較少、業(yè)務(wù)場(chǎng)景變化的快速響應(yīng)，結(jié)合平臺(tái)的開放連接能力與移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)，加快企業(yè)數(shù)字化進(jìn)程，助力打造數(shù)字互聯(lián)的協(xié)同體系。

圖4 低代碼開發(fā)平臺(tái)示意圖

（4）云原生開發(fā)與運(yùn)維

云原生開發(fā)運(yùn)維平臺(tái)針對(duì)工業(yè)企業(yè)數(shù)字化過(guò)程中日益豐富的智能應(yīng)用開發(fā)、管理和運(yùn)維難題，基于云原生技術(shù)凝練應(yīng)用研發(fā)和管理過(guò)程，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用構(gòu)建過(guò)程中的質(zhì)量控制、自動(dòng)審批、可視化上線，軟硬件資源靈活擴(kuò)展、動(dòng)態(tài)分配，多維度指標(biāo)實(shí)時(shí)告警、高效排查。有效提升企業(yè)信息化智能化管理質(zhì)量、保證基于平臺(tái)的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，降低企業(yè)應(yīng)用研發(fā)及部署運(yùn)維技術(shù)門檻和成本，提升效率。

圖5 云原生開發(fā)運(yùn)維平臺(tái)架構(gòu)

3. 具體應(yīng)用場(chǎng)景和應(yīng)用模式

（1）冶金全流程智能工廠解決方案，打造極致高效的精益智能工廠

冶金全流程智能工廠解決方案是以水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)為數(shù)字底座，針對(duì)鋼鐵企業(yè)全廠全流程，鐵-鋼-軋、生產(chǎn)、設(shè)備、能源、物流、安環(huán)等環(huán)節(jié)，進(jìn)行鐵區(qū)、鋼軋、管控三個(gè)一體化改造的整體解決方案。

以煉鐵工序?yàn)槔鉀Q方案針對(duì)鐵區(qū)生產(chǎn)的環(huán)境惡劣、效率偏低、智能化程度不足的問(wèn)題，以高爐的穩(wěn)定高效為中心，以原料、燒結(jié)、焦化、高爐的協(xié)同優(yōu)化為目標(biāo)，基于水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，貫穿鐵區(qū)原料、燒結(jié)、球團(tuán)、高爐生產(chǎn)工序的數(shù)據(jù)鏈，通過(guò)建立鐵區(qū)一體化流程管控體系和多維度監(jiān)控報(bào)警和推送機(jī)制，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法在燒結(jié)點(diǎn)火、球團(tuán)焙燒過(guò)程、高爐爐熱等關(guān)鍵操作點(diǎn)的工序生產(chǎn)過(guò)程狀態(tài)發(fā)展預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)鐵區(qū)可視化生產(chǎn)、數(shù)字化管理、自動(dòng)化告警和智能化分析。

圖6 鐵區(qū)一體化應(yīng)用功能框架

（2）“千人千面”高效響應(yīng)業(yè)務(wù)需求和市場(chǎng)變化

千人千面是水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)針對(duì)流程工業(yè)企業(yè)流程長(zhǎng)、機(jī)理復(fù)雜、工序崗位特點(diǎn)各異等特點(diǎn)構(gòu)建的工業(yè)敏捷低開解決方案。通過(guò)組件選擇、拖拽、配置完成自定義業(yè)務(wù)的快速搭建，開放連接其他企業(yè)應(yīng)用，為工業(yè)應(yīng)用提供一種全新的高生產(chǎn)力開發(fā)范式。

通過(guò)該解決方案的實(shí)施，可幫助各崗位人員實(shí)時(shí)獲取工藝參數(shù)、實(shí)時(shí)獲取異常報(bào)警，通過(guò)配置簡(jiǎn)單的規(guī)則配置，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)事件的調(diào)度，利用多端設(shè)備優(yōu)勢(shì)（移動(dòng)端、桌面端、Web端）幫助崗位人員挖掘潛在的信息價(jià)值并形成任務(wù)閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)用戶“任何時(shí)間、任何地點(diǎn)”的數(shù)字協(xié)同。

圖7 低開能力落地“千人千面”

（3）數(shù)據(jù)分析挖掘指導(dǎo)生產(chǎn)決策

主題數(shù)據(jù)挖掘是針對(duì)指標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)據(jù)挖掘工具，可對(duì)鐵鋼軋全流程工序成本、高爐爐況、鋼軋質(zhì)量等多工序、多維度的主題數(shù)據(jù)進(jìn)行交互式分析，協(xié)助工藝技術(shù)人員尋找生產(chǎn)控制的最優(yōu)參數(shù)區(qū)間。

平臺(tái)在某鋼鐵企業(yè)煉鐵工序利用歷史數(shù)據(jù)輔助工藝人員優(yōu)化高爐爐況，分析鋼鐵企業(yè)5800m3開爐7年的原料、操作、爐況、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)，顯著提升利用系數(shù)，降低燃料比，減少企業(yè)成本，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

圖8 煉鐵生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析挖掘

4. 安全及可靠性

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)作為工業(yè)制造系統(tǒng)中樞，承載海量工業(yè)數(shù)據(jù)與各類工業(yè)模型管理、建模分析與智能決策、資源要素集聚與優(yōu)化配置等關(guān)鍵能力和信息，其安全防護(hù)能力至關(guān)重要。目前平臺(tái)通過(guò)自建數(shù)據(jù)中心、安全防御體系和安全運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，并基于平臺(tái)搭建了設(shè)備和數(shù)據(jù)接入安全防護(hù)、數(shù)據(jù)權(quán)限及密級(jí)防護(hù)、平臺(tái)訪問(wèn)及行為安全防護(hù)、操作審計(jì)等功能，為平臺(tái)及應(yīng)用的運(yùn)行提供了基本安全可靠的環(huán)境。

三、下一步實(shí)施計(jì)劃

1.打造鋼鐵工業(yè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)治理解決方案

以鋼鐵領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)和工藝知識(shí)為基礎(chǔ)，以區(qū)域和“人機(jī)料法環(huán)”的維度進(jìn)行數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的梳理和組織，形成鋼鐵領(lǐng)域數(shù)據(jù)資產(chǎn)和事件總線，實(shí)現(xiàn)上層智能應(yīng)用與底層的數(shù)據(jù)采集、集成的橫向解耦，和大型解決方案與具體功能點(diǎn)的縱向解耦，讓數(shù)據(jù)資產(chǎn)投入再生產(chǎn)并持續(xù)創(chuàng)造價(jià)值，賦能業(yè)務(wù)，構(gòu)建智能制造有機(jī)體。

2.打造非鋼領(lǐng)域的解決方案

結(jié)合鋼鐵領(lǐng)域工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，持續(xù)深挖非鋼業(yè)務(wù)板塊需求，提取共性價(jià)值點(diǎn)，形成“雙跨”型平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)面向非制造行業(yè)領(lǐng)域的能力輸出和服務(wù)覆蓋范圍的拓展。

3.構(gòu)建研發(fā)及實(shí)施協(xié)同生態(tài)

建立開發(fā)服務(wù)合作體系，以重慶本地及周邊的技術(shù)和開發(fā)服務(wù)合作為主，推進(jìn)與外部技術(shù)和服務(wù)團(tuán)隊(duì)的交流、建設(shè)、引入和培育，通過(guò)技術(shù)和項(xiàng)目合作，形成研發(fā)協(xié)同生態(tài)，助力高新技術(shù)人才聚集和區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展。

同時(shí)建立運(yùn)營(yíng)服務(wù)合作體系：一方面尋找并引入面向非鋼領(lǐng)域具備行業(yè)解決方案能力的專業(yè)化公司，聯(lián)合打造相關(guān)行業(yè)的“平臺(tái)+應(yīng)用”的智能制造整體解決方案；另一方面引入第三方渠道商和代理商，提供標(biāo)準(zhǔn)化的平臺(tái)產(chǎn)品，以委托銷售模式進(jìn)行產(chǎn)品的規(guī)模化應(yīng)用推廣。

四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)和實(shí)施效果

1. 項(xiàng)目先進(jìn)性及創(chuàng)新點(diǎn)

（1）首次研發(fā)了覆蓋鋼鐵生產(chǎn)“鐵-鋼-軋”全流程的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。

建立了基于分布式微服務(wù)的扁平化平臺(tái)架構(gòu)，提出了基于粗糙集的特征選擇、多視圖字典學(xué)習(xí)分類和不確定性數(shù)據(jù)的多粒度聚類分析方法，研制了內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)及工藝計(jì)算引擎、知識(shí)推理引擎等核心組件，攻克了全工序百萬(wàn)點(diǎn)實(shí)時(shí)、異構(gòu)、多源數(shù)據(jù)的精確感知、高精度識(shí)別、可靠采集、穩(wěn)定存儲(chǔ)與運(yùn)算等難題，首次實(shí)現(xiàn)了覆蓋跨工序、跨層級(jí)、跨時(shí)空海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的平臺(tái)應(yīng)用示范。

（2）首次研發(fā)了面向鋼鐵行業(yè)的遠(yuǎn)距離大規(guī)模集控技術(shù)。

針對(duì)鋼鐵生產(chǎn)上百年就近控制、分散管理所帶來(lái)的危險(xiǎn)、低效等問(wèn)題，提出了遠(yuǎn)距離大規(guī)模集控模式，基于水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)和三個(gè)一體化，開發(fā)了安全控制、集散聯(lián)動(dòng)等關(guān)鍵技術(shù)，建成多個(gè)全球/行業(yè)首例智慧中心，控制距離提升50倍，數(shù)十個(gè)中控室整合為一，重大危險(xiǎn)區(qū)域操作工數(shù)量減少90%，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)模式向“安全、集約、協(xié)同”的顛覆式轉(zhuǎn)變。

（3）首次以技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)鋼鐵生產(chǎn)管理組織扁平化變革。

基于上述2個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)成果的支撐，建立了基于冶金流程工程學(xué)的管控流程解析優(yōu)化模型，優(yōu)化不同生產(chǎn)組織的“結(jié)構(gòu)-功能-效率”，通過(guò)跨崗位、跨機(jī)組、跨作業(yè)區(qū)，以及跨廠部的流程再造，推進(jìn)生產(chǎn)組織的扁平化變革。分廠全部取消，作業(yè)區(qū)數(shù)量精簡(jiǎn)60%，操作崗位精簡(jiǎn)40%。

2. 實(shí)施效果

基于水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的全流程智能管控解決方案目前已在國(guó)內(nèi)某鋼鐵廠完成行業(yè)首例項(xiàng)目落地，平臺(tái)連接現(xiàn)場(chǎng)3.5萬(wàn)臺(tái)設(shè)備、20萬(wàn)個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)位，維護(hù)230臺(tái)虛擬機(jī)，支持150多人開發(fā)人員平均每日近百次構(gòu)建部署，單次構(gòu)建部署時(shí)間縮短至3分鐘，保障線上服務(wù)零異常運(yùn)行超400天，支撐全廠15大類智能應(yīng)用、共1700多項(xiàng)工業(yè)APP……為企業(yè)建立了統(tǒng)一的生產(chǎn)組織與人員、設(shè)備、物料介質(zhì)和生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)全過(guò)程生產(chǎn)要素和過(guò)程的數(shù)字化，為上層智能應(yīng)用提供統(tǒng)一、規(guī)范、完整、高效的數(shù)據(jù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的資產(chǎn)化管理。

圖9 冶金行業(yè)首例全流程智能工廠項(xiàng)目