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兰石集团:打造能源装备智能工厂

2023/1/21    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:智能工厂案例  e-works年度盘点  智能制造  兰石集团  
本文为“2022年度中国智能制造最佳应用实践奖”参评案例。本次活动将评选出2022年度,为中国智能制造领域带来突出效益的最佳实践工程,全面介绍企业推进智能制造的步骤、重点与难点、获得效益等,分享建设过程中的经验,供广大制造业行业企业学习供鉴。
一、企业简介

       兰州兰石集团有限公司(简称:兰石集团)始建于1953年,前身是由新中国“一五”期间156个国家重点项目中的两项——兰州石油机械厂和兰州炼油化工设备厂合并而成,至今已走过60多年的辉煌历程。2021年,在中国机械工业百强企业排名第39名。现在,兰石集团已发展成为以化石能源装备制造、铸造锻热、通用机械为产业基石,以新能源、节能环保、新材料等产业的装备制造及服务为新动力,构建集研发设计、生产制造及检测、EPC总承包、投资运营、售后及金融服务等为一体的全产业链发展格局。拥有兰州、青岛、新疆、西安、上海、洛阳等多个研发和制造基地,下属11家二级子公司,一家上市公司(兰石重装,SH603169),一所能源装备工程研究院、三所分院和十二个技术中心,一家国际工程公司和三家海外分支机构。市场涵盖石油化工、煤化工、石油钻采、矿山冶金、军工、核电、航空航天、采暖、物流等多个行业,业务覆盖美国、英国、德国、俄罗斯、土库曼斯坦、日本、中东等60多个国家和地区,员工近万人的国际化能源装备企业。
 
兰州兰石集团有限公司
图1 兰州兰石集团有限公司

二、企业在智能制造方面的现状

       1. 夯实兰石集团数字化转型基础体系建设

       一是建设了基础数字技术平台。通过构建以ERP、CRM、SRM、PDM、CAPP、MES为核心的销售、设计、采购到生产全生命周期管理系统,以及OA、门户、SOA、EAM、BI等业务支撑底座系统。同时运用云计算、大数据等新一代信息技术,主导研发了适应企业业务特点和发展需求的兰石云工业互联网平台,加速形成了集团级数字技术赋能平台,为能源装备行业数字化创新提供高效数据及一体化服务支撑。

       二是建立了系统化管理体系。先后组织编制《兰石集团信息化(两化融合)发展规划》《兰石集团智能制造发展规划》《兰石集团信息安全体系建设规划》。应用两化融合管理体系标准,加快建立数字化转型闭环管理机制,以两化融合管理体系促进企业形成并完善数字化转型战略架构。

       三是构建了数据治理体系。围绕一切业务数据化、一切数据业务化的思想,构建数据治理与应用体系,加强生产现场、服务过程等数据动态采集,强化业务场景数据建模,深入挖掘数据价值,提升数据洞察能力。使用安全可靠的设备设施、工具软件、信息系统和服务平台,提升数字化本质安全。

       2. 加快推进产业数字化创新

       一是推进产品创新数字化。利用物联网、大数据等技术来实现设备、人、系统之间的相互连接,推动换热机组、钻机、快锻压机等产品的数字化改造,更好地满足和引导用户需求。智慧换热机组,监测与控制换热机组进出口温度、压力、液位、流量、热量、频率、泵阀状态等运行参数,实现换热设备远程运维和无人值守,节省2/3的人力成本;智慧压机,采集压机设备锻压过程中的数据,建立锻压过程与产品质量关联关系,分析产品生产过程中“人机料法环”等过程数据,实现在线质量监测和异常情况分析,降低产品不良率;智能钻机,采集钻机运行过程中的数据,诊断设备或存在风险,预测设备及备件使用寿命,系统可延展为中石油、中石化、中海油等用户智慧油田提供对接支持。

       二是推进生产过程智能化。通过自主研发的MES系统,结合生产流程和产线、设备优化,打造智能工厂和数字化车间,打通订单、图纸、工艺、计划、工单、设备、工人、库存、质量数据流,重构生产模式,加快生产制造数字化智能化转型升级。兰石集团被评为工信部国家级智能制造试点示范企业。

       三是推进管理运营智慧化。利用新一代信息技术,建立智慧环保、双重预防和能源管理等系统,实现生产运营的精细化和智能化管理。智慧环保系统,全面监控园区除尘设备和污水处理设备,加强环境监测和治理力度,大幅减少污水、粉尘对环境污染的影响,节能减排,促进经济可持续发展;双重预防机制,通过区块链和大数据技术分析安全风险及隐患,对安全风险进行分级管控,实时掌握安全风险分布和隐患排查情况,实现精准监管、巡察和指导,重大隐患整改率达100%,隐患总体整改率90%,有效减少了生产安全事故发生;能源管理系统,通过对企业能耗数据进行采集、存储、处理、统计和分析,对企业能源消耗进行监控、分析和诊断,实现节能绩效科学有效管理及能源效率持续改进,实现了534个重点能源监测点数据采集、统计分析,全面强化能源管理精细度,2022年集团工业万元产值综合能耗同比上年下降12.51%。

       四是推进用户服务敏捷化。基于物联网平台,实现了换热机组、快锻压机、智能钻机、环保设备、冶炼设备、供水供电等设备数据动态采集、在线监控、远程诊断、设备运行数据分析、设备故障报警、预测性维护等延伸服务,丰富完善服务产品和业务模式,同时助力设备运维单位产业升级,提升设备综合管理及运维水平。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       数字化转型是能源重装龙头企业打造竞争力的重要路径。能源重型装备具有质量及可靠性要求高、多品种、小批量等特点,上游原材料、零部件制造、技术服务企业众多,下游客户群对装备运行管控要求高,传统制造模式存在协同效率低下等痛点,产品和服务质量、效率得不到保障。兰石集团自“十三五”以来,高度重视数改智改工作,目前已实现集团层面数字化运行管理,基本实现数字化生产,建立起兰石云平台,实现上下游协同部分功能,企业竞争力显著提升。兰石集团“十四五”发展战略提出通过数字化转型助力“世界一流能源装备企业”目标实现,一是落实习近平总书记视察甘肃指示精神,“打造全国重要的新能源和新能源装备制造基地,形成具有持续竞争力的新的经济增长点”,努力将兰石集团打造为西部能源产业转变发展方向标杆企业、绿色低碳能源装备生产服务一流企业;二是强化内部门户,继续推动企业重点业务创新、上云,推广新业态和新模式,结合兰石集团的成功经验、制造流程和工业数据,形成好的工业软件产品,助力西北地区中小制造企业数字化转型;三是培养工业互联网应用人才,持续提升智能化水平和推进数字化转型、实现企业内外优质解决方案的相互复制。

       1. 项目背景介绍

       为有力推进兰石集团的数字化转型升级、实现能源装备的数字化、节能化、智能化生产制造,增强企业在未来经济新常态下的市场竞争力,使兰石集团成为数字化时代国内重型能源装备制造与现代服务业融合的标杆企业,总目标如下:通过传统制造业、先进信息技术和现代服务业的深度融合,建设重型能源装备制造行业工业互联网平台等,构建具有世界先进水平的兰石能源装备制造智能工厂,打造面向兰石集团和行业装备制造企业的数字化产品设计、制造、交付、运维等一体化整体解决方案服务能力,形成先进制造业与现代服务业融合发展的行业新模式、新业态,打通设计、生产、物流、销售、服务等关键环节,实现全方位、全链条数字化转型,搭建数字化协同平台,带动上下游企业和合作伙伴数字化改造,支撑产业链上下游企业间设计、采购、生产、销售、物流和售后等全过程信息协同,促进产业链上下游高效贯通。成为行业示范标杆,引领中国装备制造业的发展和进步。

       本项目基于兰石集团前期数改智改成果以及数字化平台上下游企业资源,重点开展设计、生产及服务环节数字化改造完善,实现兰石集团全方位、全链条数字化转型,打造能源重装行业数字化标杆企业。同时,进一步补充完善兰石数字化平台上下游对接协同功能,制定全流程数字化运行规范标准,带动上下游企业数字化改造进程,支撑能源重装产品设计、生产、售后全流程数字化协同,实现协同设计、个性化定制、柔性化生产和装备远程运维新模式,提升产品和服务质量、效率,助力我国能源重装产业链高质量发展。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       本项目以重型能源装备行业的生产现状及行业发展趋势为背景,立足国产化软硬件平台和系统软件建设,围绕重型能源装备制造业生产过程中用到的工业管理软件,借助工业互联网平台为本企业和同行业提供制造全生命周期管理解决方案,打造具有行业特色的数字化车间示范场景,帮助企业实现数字化转型升级,通过开发上游供应商系统、制造过程数字化平台和下游客户服务系统,补齐产业链断点,打通产业链发展卡点,延链补链强链,提升产业链整体效能,带动产业链上下游协同转型。

       1)基础云平台建设

       兰石云平台是兰石集团智能制造系统的神经中枢,建设内容主要包括:IDC机房、园区网络、云计算平台、信息安全、生产指挥中心、智能制造实验室等建设。

       2)打造行业工业互联网平台

       重型能源装备行业工业互联网平台采用服务化延伸的商业模式,通过在产品上添加智能模块,实现产品联网与运行数据采集,可以为服务企业提供设备监控和大数据分析,为企业提供多样化智能服务,改变企业的运营管理模式,提升运营效率,塑造数据的可视化,给企业带来更多价值,引领模式创新。

       3)上下游贯通工程——工业软件开发。

       在集团内部打造设备SaaS平台,实现设备台账、采购订单、生产工艺、生产进度、设备物联、成品包装、发运等流程的数字化管理。面向产业链开发生产系统、发运系统、销售系统、质量系统、设计系统、设备系统等,实现生产、物流、询报价、质量、图纸、生产进度和订单的数字化管理。制造过程数字化平台。围绕重型能源装备智能工厂建设,打造客户关系管理(CRM)、项目管理、扒料系统、供应商管理(SRM)、采购系统。库存管理(WMS)、产品设计研发系统(PDM/CAPP)、生产计划系统(APS)、生产制造执行系统(MES)、现场管理。数字化车间、设备管理、物联网系统、质量系统、主数据管理(MDM)和企业资源管理系统(ERP)等系统。下游客户服务系统。在集团内部开发兰石远程运维平台,提供设备台账、远程运维、售后维保、远程指导、设备资料查询等服务,打造兰石数字交付系统,建设项目管理、图纸管理、生产进度、现场监工、质量查询、备件查询等系统。面向产业链开发项目系统、设计系统、采购系统、质量系统、设备管理系统和终端服务系统。

       4)建设智能工厂和数字化示范车间。

       重型能源装备智能工厂依托智能制造试点示范工厂揭榜单位建设,对设备进行智能化改造,打造下料数字化车间、锻件冶炼数字化车间、压力容器热处理数字化车间、机加数字化车间、焊接数字化车间等5个数字化车间建设,并将下料数字化车间、锻件冶炼数字化车间、焊接数字化车间三个数字化车间建设成为具有世界先进水平的数字化示范车间,形成具有行业级可复制可推广的解决方案。

       3. 效益分析

       1)整体达到采购及时率、资金周转率、订单准时交付率、决策准确率等提升10%以上,管理效能提升10%以上,材料消耗降低5%,订单配送及时率提升10%,营销成本降低20%以上的目标。

       2)牵头制定7项相关行业标准或规范:《能源装备焊接数字化车间建设指南》、《核电站用板式换热器数字化交付规范》、《重型容器质量管理信息化系统建设规范》、《甘肃省(离散型)智能工厂建设指南》、《石油钻修机远程监测系统技术规范》、《一体化司钻终端》、《海上石油固定平台模块钻机》等7项行业标准。

       3)开发企业制造执行系统(MES),产品研发周期缩短30%以上,工艺设计效率提升40%;工艺过程信息100%可追溯,现场工艺规范参数数据采集覆盖率100%建立工艺知识库;开发质量过程管理(QMS)系统,覆盖关键零部件全生命周期信息率90%以上,实现产品精准追溯下的智能化管理;开发企业资源管理(ERP)系统,通过智能套料、板料管理系统等技术将材料实际有效利用率提高5%以上;开发仓储管理(WMS)系统,产品材料定额计算时间缩短50%以上,避免遗漏或因为估算不准而造成的浪费和拖期,缩短月末汇总库房产品成本月报的时间1/3,月末汇总库存材料成本月报时间从之前的5天缩短到10分钟。

       4)打通产业链上下游设计、生产、物流、销售、服务等关键环节,强化供应链上下游企业与企业内部信息系统的对接和数据交互,提升全产业链效率、降低成本和数字化水平。

       5)将数字孪生与产品设计、远程运维、工业生产相结合,实现产品与设备运行状态的动态监测、分析、预测等智能控制管理,使作业现场全要素、全过程自动感知,实时分析和自适应性优化决策。

       6)推进智慧环保,全面监控园区内除尘设备和污水处理设备,加强环境监测和治理力度;双重预防机制,实时掌握安全风险分布和隐患排查情况,实现精准监管、巡察和指导;能源管理系统,实现节能绩效的科学有效管理及能源效率的持续改进。最终能耗成本可降低20%。

       7)对外服务实现“百家企业,万台设备”上云,为兰石集团新增服务产值3亿元以上。
责任编辑:梁曦
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