從“數(shù)字化”到“智能化”，探索玻璃行業(yè)智能工廠的高效密碼

　　制造業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的主體，是立國之本、強(qiáng)國之基。目前我國制造業(yè)正在由“量的積累”階段邁向“質(zhì)的提升”，在流程行業(yè)，許多工廠在自主創(chuàng)新、資源利用效率、信息化程度等都面臨著轉(zhuǎn)型升級的剛需，而智能化工廠是實(shí)現(xiàn)“智能制造”的必經(jīng)之路。今天我們將聚焦流程行業(yè)的典型代表之一——玻璃行業(yè)，探索如何從“數(shù)字化”到“智能化”從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。

　　“高、難、多”痛點(diǎn)驅(qū)動，玻璃行業(yè)轉(zhuǎn)型變革之困

　　玻璃行業(yè)主要面臨三大痛點(diǎn)。一是玻璃企業(yè)是典型的“高”耗能生產(chǎn)企業(yè)，窯爐、退火爐、鋼化爐等一系列的高耗能設(shè)備是能源消耗的大頭，一方面企業(yè)面臨政府嚴(yán)峻的能源指標(biāo)監(jiān)控壓力，另一方面節(jié)能降耗省成本也是企業(yè)核心考慮的重點(diǎn)問題。二是工藝復(fù)雜“難”控，玻璃的生產(chǎn)工藝具有連續(xù)性，目前大多工廠的生產(chǎn)經(jīng)營數(shù)據(jù)依賴人工采集和分析，使得工藝參數(shù)反饋滯后，且設(shè)備間的參數(shù)分析無關(guān)聯(lián)。此外，老師傅經(jīng)驗(yàn)難傳承，生產(chǎn)不確定風(fēng)險(xiǎn)增加。有經(jīng)驗(yàn)的老師傅離休退崗，大量未經(jīng)數(shù)字化沉淀的經(jīng)驗(yàn)難以傳承，這些因素都使得生產(chǎn)管理的過程更加“難”控。三是存在“多”處重大危險(xiǎn)源，工廠有氮站、氫站、液化氣和管道天然氣等多處重大危險(xiǎn)源，一旦出現(xiàn)監(jiān)控不及時(shí)等風(fēng)險(xiǎn)，人員安全事故就會發(fā)生從而對企業(yè)造成損失。

　　如何為玻璃行業(yè)的轉(zhuǎn)型提供破局之道，我們認(rèn)為從【數(shù)字化】到【智能化】是破解困局的高效密碼。

　　數(shù)字化工廠底座為工廠“全面體檢”，診斷并發(fā)現(xiàn)問題

　　在數(shù)字化時(shí)代的海洋中，如何發(fā)現(xiàn)、挖掘并運(yùn)營數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的最大化，是工業(yè)企業(yè)面臨的首要課題。數(shù)字化時(shí)代是以設(shè)備為核心用戶、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為核心系統(tǒng)，從而構(gòu)建新型的企業(yè)管理。

　　對于玻璃企業(yè)而言，很多工廠都建設(shè)了大量信息系統(tǒng)，例如ERP、MES和QMS等，但是怎么把這些信息化系統(tǒng)和工廠的生產(chǎn)主力軍——“設(shè)備”進(jìn)行整合，并讓設(shè)備“開口說話”，從而發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營中的問題。下面我們將用“體檢——診斷——治療”的故事讓大家輕松理解工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是如何為玻璃行業(yè)轉(zhuǎn)型賦能。

　　首先整個(gè)數(shù)字化的“體檢流程”可以分為四步：

　　第一步數(shù)據(jù)采集：在玻璃工廠的各個(gè)工段(熱端、冷端、深加工和公輔)，都存在大量的設(shè)備需要采集數(shù)據(jù)。以往工作人員需要深入車間開展巡檢，人工記錄設(shè)備數(shù)據(jù)，不僅工作量大、效率低，還存在漏檢、誤檢的可能性?，F(xiàn)在憑借工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，可以解決各類設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)需求，化解設(shè)備數(shù)據(jù)采集的難題。

(玻璃工廠設(shè)備層概覽)

　　第二步數(shù)據(jù)治理分析：采集完設(shè)備數(shù)據(jù)后，需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析并沉淀核心數(shù)據(jù)，存儲到企業(yè)的數(shù)據(jù)倉沉淀為有價(jià)值的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，為日后的經(jīng)營分析提供基礎(chǔ)。

　　第三步業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)管理：將內(nèi)外部的數(shù)據(jù)整合分析后，結(jié)合公司經(jīng)營的五大核心模塊(生產(chǎn)、品質(zhì)、設(shè)備、能碳、安環(huán))和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)并進(jìn)行診斷問題。

　　第四步分析決策：基于工廠經(jīng)營的五大維度診斷出工廠的問題后，通過一些可視化的應(yīng)用對關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)和圖表的呈現(xiàn)，即生成一個(gè)個(gè)具體的“畫像報(bào)告”，讓數(shù)據(jù)“會說話”且讓負(fù)責(zé)人能看懂并進(jìn)行下一步的分析決策。

　　經(jīng)過數(shù)字化的“體檢流程”后，負(fù)責(zé)人會看到一張全面的玻璃工廠“數(shù)字化體檢報(bào)告”，報(bào)告覆蓋生產(chǎn)、品質(zhì)、設(shè)備、能碳、安環(huán)五大模塊，針對每個(gè)模塊的關(guān)鍵指標(biāo)也會有詳細(xì)的診斷結(jié)果，工廠的“病癥”一目了然。

(某玻璃工廠數(shù)字化“體檢報(bào)告單”示例)

　　【智能化之道】

　　“體檢”過后，智能化場景應(yīng)用針對癥結(jié)“對癥下藥”

　　通過數(shù)字化的手段為企業(yè)完成“體檢”并得到診斷結(jié)果之后，將轉(zhuǎn)向智能化的場景應(yīng)用來為工廠“對癥下藥”。這里我們主要針對【AI+工藝智能化】和【AI+能碳智能化】兩個(gè)場景應(yīng)用來說明為什么它們是玻璃行業(yè)甚至是流程制造行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵燃料。

　　AI+工藝智能化

　　流程制造行業(yè)中，主要聚焦于生產(chǎn)工藝的調(diào)優(yōu)。玻璃的原料和生產(chǎn)工藝具有多變量、非線性、大滯后、工藝機(jī)理復(fù)雜、部分質(zhì)量參數(shù)不可在線測量、產(chǎn)量大、基于人工經(jīng)驗(yàn)等特點(diǎn)。質(zhì)量穩(wěn)定的根在于工藝，但人是不確定性最強(qiáng)的一個(gè)要素。如何傳承老師傅的工藝，并做到大規(guī)模能力復(fù)制和生產(chǎn)優(yōu)化?由此，「AI+工藝智能化」技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

　　「AI+工藝智能化」聚焦于流程型制造業(yè)，基于工業(yè)知識，將工業(yè)機(jī)理模型與機(jī)器學(xué)習(xí)的算法相結(jié)合，在真實(shí)的工業(yè)場景中，通過對復(fù)雜的物理化學(xué)過程進(jìn)行模擬和優(yōu)化，將人工經(jīng)驗(yàn)固化為模型等方式，形成可規(guī)模化復(fù)制的資產(chǎn)，協(xié)助企業(yè)優(yōu)化決策和智能控制。并且，通過算法和工業(yè)智能的方式將老師傅們解放出來，新來的操作工也能像專家一樣操作。

　　在玻璃行業(yè)，彩虹集團(tuán)采用“展灣科技工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺”搭建起彩虹玻璃生產(chǎn)的工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺，并共創(chuàng)了AI工藝自控解決方案。通過“數(shù)據(jù)+算法模型”，將“老師傅經(jīng)驗(yàn)”轉(zhuǎn)化為“數(shù)字化接班人”，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動調(diào)參，并通過專家的輔助監(jiān)測來提升調(diào)整的準(zhǔn)確性和效率，解決了質(zhì)量不穩(wěn)定和成品率低的問題，為工廠極大地提高了產(chǎn)品品質(zhì)。

(展灣科技AI+工藝自控監(jiān)控中心)

　　AI+能碳智能化

　　在玻璃工廠的生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，存在大量的高耗能設(shè)備，如窯爐、風(fēng)機(jī)、退火爐、鋼化爐等，一個(gè)典型的玻璃工廠，天然氣成本占40%，企業(yè)面對政府嚴(yán)峻的能源指標(biāo)監(jiān)控和高成本的投入雙重壓力，「AI+能碳智能化」的必要性就不言而喻。

　　玻璃工廠的窯爐通風(fēng)系統(tǒng)中，溫度控制必須合理、穩(wěn)定以確保原料熔化充分、均勻，這直接影響玻璃成品的質(zhì)量。風(fēng)機(jī)控制的準(zhǔn)確度直接影響燃料成本和溫度，目前操作工通常將風(fēng)機(jī)開到上限值以保證后端供應(yīng)，通過閥門值調(diào)整風(fēng)量，但DCS無法算出風(fēng)量損耗和詳細(xì)需求，就會出現(xiàn)浪費(fèi)大量能源(天然氣&電量)的情況，提高企業(yè)成本。

　　「AI+能碳智能化」結(jié)合節(jié)能改造需求，聚焦于保溫系統(tǒng)和風(fēng)道優(yōu)化，考慮總風(fēng)量需求，智能調(diào)節(jié)變頻器功率，將原工人手動閥改為電動控制閥，利用算法優(yōu)化末端風(fēng)量配比，以達(dá)到節(jié)能的效果降低企業(yè)運(yùn)營成本。 展灣科技基于其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺打造的“能源管理駕駛艙”也能夠及時(shí)掌握能源信息，實(shí)時(shí)反饋及決策。

(展灣科技AI+能源管理駕駛艙)

　　從“數(shù)字化”到“智能化”，持續(xù)賦能玻璃行業(yè)轉(zhuǎn)型

　　洞察數(shù)字化變革歷史，玻璃行業(yè)想要在工業(yè)4.0時(shí)代持續(xù)發(fā)力，走智能化工廠之路，從數(shù)字化到智能化是必經(jīng)之路。

　　展灣科技深耕工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)多年，聚焦玻璃行業(yè)頭部客戶，積累并開發(fā)了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺等產(chǎn)品，和客戶共創(chuàng)了許多智能化的解決方案，未來展灣將持續(xù)踐行“讓客戶自助，與客戶共創(chuàng)”的使命來推動中國玻璃產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型。

　　展灣科技成立于2014年，是一家專注于“工業(yè)大數(shù)據(jù)采集、治理、分析及應(yīng)用”的軟硬件產(chǎn)品提供商，提供端到端的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)解決方案，服務(wù)于工廠和設(shè)備制造商。公司總部位于上海市楊浦區(qū)，并于安徽省合肥市設(shè)有分公司。展灣所有產(chǎn)品均擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，覆蓋數(shù)據(jù)采集、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)平臺、工業(yè)場景數(shù)據(jù)分析算法和應(yīng)用，致力于幫助客戶提升設(shè)備效率，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，洞察數(shù)據(jù)價(jià)值，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益，在中國制造業(yè)轉(zhuǎn)型的浪潮中完成數(shù)字化、智能化升級。

　　目前，展灣已經(jīng)為來自汽車及汽車零部件、工程機(jī)械、裝備制造、新能源材料、油氣管道、冶金、玻璃等行業(yè)的世界500強(qiáng)客戶提供高品質(zhì)的產(chǎn)品服務(wù)和解決方案。