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中冶賽迪信息技術(shù)（重慶）有限公司（簡稱“中冶賽迪信息”）是中央直屬企業(yè)中國五礦集團旗下智能化信息化業(yè)務(wù)板塊引領(lǐng)企業(yè)，也是其下屬國際化大型工程技術(shù)企業(yè)中冶賽迪集團的控股子公司。中冶賽迪信息以智能制造推動鋼鐵工業(yè)轉(zhuǎn)型升級，助力鋼鐵企業(yè)實現(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、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，多項產(chǎn)品及解決方案市場占有率位居領(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，打造高效率、高品質(zhì)、綠色、安全的服務(wù)型智能工廠。

項目

概況

項目背景

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)用從單個設(shè)備、單個工藝、單個企業(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：一是工業(yè)數(shù)據(jù)的爆發(fā)式增長需要新的數(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)采集范圍不斷擴大，數(shù)據(jù)的類型和規(guī)模都呈指數(shù)級增長，需要一個全新數(shù)據(jù)管理工具，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)低成本、高可靠的存儲和管理。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)范化和精準化管理創(chuàng)造了前提，但工業(yè)場景高度復(fù)雜，由少數(shù)大型企業(yè)驅(qū)動的應(yīng)用創(chuàng)新模式難以滿足不同企業(yè)的差異化需求，迫切需要一個開放的應(yīng)用創(chuàng)新載體，通過工業(yè)數(shù)據(jù)、工業(yè)知識與平臺功能的開放調(diào)用，降低應(yīng)用創(chuàng)新門檻，實現(xiàn)智能化應(yīng)用的爆發(fā)式增長。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)市場變化，制造企業(yè)間在設(shè)計、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、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，這就需要一個新的交互工具，實現(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)平臺應(yīng)運而生。

中冶賽迪集團承擔(dān)著助力中國鋼鐵加快轉(zhuǎn)型升級、由鋼鐵大國邁向鋼鐵強國的國家責(zé)任與使命。中冶賽迪信息依托集團公司自身數(shù)十載鋼鐵行業(yè)領(lǐng)域知識積累融合云計算、移動互聯(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，以數(shù)據(jù)驅(qū)動業(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)，推進大數(shù)據(jù)價值發(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. 項目簡介

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺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)與運維等多項能力和平臺化工具。賽迪信息以“一個平臺+三個一體化”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)，在一個平臺上支撐鋼鐵企業(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”，實現(xiàn)數(shù)據(jù)不落地，信息無斷點，驅(qū)動生產(chǎn)數(shù)據(jù)持續(xù)創(chuàng)造價值。

項目目標(biāo)

本項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)平臺為數(shù)字底座，以基于平臺的智能制造解決方案為依托，助力傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)實現(xiàn)數(shù)據(jù)、知識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、項目實施概況

1. 項目總體架構(gòu)和主要內(nèi)容

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺深度融合鋼鐵工藝知識和應(yīng)用場景，形成了“一個平臺+三個一體化”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)、平臺或安全互聯(lián)架構(gòu)

（1）平臺業(yè)務(wù)架構(gòu)

水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為構(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)運維三大板塊組成，實現(xiàn)工業(yè)知識、模型和歷史數(shù)據(jù)的沉淀，并面向工業(yè)場景提供業(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)，支持數(shù)據(jù)全生命周期管理，集數(shù)據(jù)采集、存儲、開發(fā)、治理等功能于一體，為上層平臺或應(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，推進生產(chǎn)數(shù)據(jù)持續(xù)創(chuàng)造價值，實現(xiàn)以經(jīng)驗和直覺為核心的作業(yè)決策到以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的智能服務(wù)的進化。

圖3 數(shù)據(jù)開發(fā)治理平臺架構(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)域知識的業(yè)務(wù)組件，將企業(yè)生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)與通用業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)為共享服務(wù)，實現(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)場景變化的快速響應(yīng)，結(jié)合平臺的開放連接能力與移動互聯(lián)技術(shù)，加快企業(yè)數(shù)字化進程，助力打造數(shù)字互聯(lián)的協(xié)同體系。

圖4 低代碼開發(fā)平臺示意圖

（4）云原生開發(fā)與運維

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

圖5 云原生開發(fā)運維平臺架構(gòu)

3. 具體應(yīng)用場景和應(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)平臺為數(shù)字底座，針對鋼鐵企業(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)，進行鐵區(qū)、鋼軋、管控三個一體化改造的整體解決方案。

以煉鐵工序為例，解決方案針對鐵區(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，貫穿鐵區(qū)原料、燒結(jié)、球團、高爐生產(chǎn)工序的數(shù)據(jù)鏈，通過建立鐵區(qū)一體化流程管控體系和多維度監(jiān)控報警和推送機制，并結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法在燒結(jié)點火、球團焙燒過程、高爐爐熱等關(guān)鍵操作點的工序生產(chǎn)過程狀態(tài)發(fā)展預(yù)測，實現(xiàn)鐵區(qū)可視化生產(chǎn)、數(shù)字化管理、自動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)需求和市場變化

千人千面是水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺針對流程工業(yè)企業(yè)流程長、機理復(fù)雜、工序崗位特點各異等特點構(gòu)建的工業(yè)敏捷低開解決方案。通過組件選擇、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。

通過該解決方案的實施，可幫助各崗位人員實時獲取工藝參數(shù)、實時獲取異常報警，通過配置簡單的規(guī)則配置，實現(xiàn)生產(chǎn)事件的調(diào)度，利用多端設(shè)備優(yōu)勢（移動端、桌面端、Web端）幫助崗位人員挖掘潛在的信息價值并形成任務(wù)閉環(huán)，實現(xiàn)企業(yè)用戶“任何時間、任何地點”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)挖掘是針對指標(biāo)優(yōu)化問題的數(shù)據(jù)挖掘工具，可對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，其安全防護能力至關(guān)重要。目前平臺通過自建數(shù)據(jù)中心、安全防御體系和安全運維團隊，并基于平臺搭建了設(shè)備和數(shù)據(jù)接入安全防護、數(shù)據(jù)權(quán)限及密級防護、平臺訪問及行為安全防護、操作審計等功能，為平臺及應(yīng)用的運行提供了基本安全可靠的環(huán)境。

三、下一步實施計劃

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)驗和工藝知識為基礎(chǔ)，以區(qū)域和“人機料法環(huán)”的維度進行數(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)造價值，賦能業(yè)務(wù)，構(gòu)建智能制造有機體。

2.打造非鋼領(lǐng)域的解決方案

結(jié)合鋼鐵領(lǐng)域工程實施經(jīng)驗，持續(xù)深挖非鋼業(yè)務(wù)板塊需求，提取共性價值點，形成“雙跨”型平臺，實現(xiàn)平臺面向非制造行業(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，推進與外部技術(shù)和服務(wù)團隊的交流、建設(shè)、引入和培育，通過技術(shù)和項目合作，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。

同時建立運營服務(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+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)準化的平臺產(chǎn)品，以委托銷售模式進行產(chǎn)品的規(guī)模化應(yīng)用推廣。

四、項目創(chuàng)新點和實施效果

1. 項目先進性及創(chuàng)新點

（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。

建立了基于分布式微服務(wù)的扁平化平臺架構(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)庫及工藝計算引擎、知識推理引擎等核心組件，攻克了全工序百萬點實時、異構(gòu)、多源數(shù)據(jù)的精確感知、高精度識別、可靠采集、穩(wěn)定存儲與運算等難題，首次實現(xiàn)了覆蓋跨工序、跨層級、跨時空海量異構(gòu)數(shù)據(jù)的平臺應(yīng)用示范。

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

針對鋼鐵生產(chǎn)上百年就近控制、分散管理所帶來的危險、低效等問題，提出了遠距離大規(guī)模集控模式，基于水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺和三個一體化，開發(fā)了安全控制、集散聯(lián)動等關(guān)鍵技術(shù)，建成多個全球/行業(yè)首例智慧中心，控制距離提升50倍，數(shù)十個中控室整合為一，重大危險區(qū)域操作工數(shù)量減少90%，實現(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)新推動鋼鐵生產(chǎn)管理組織扁平化變革。

基于上述2個創(chuàng)新點成果的支撐，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”，通過跨崗位、跨機組、跨作業(yè)區(qū)，以及跨廠部的流程再造，推進生產(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60%，操作崗位精簡40%。

2. 實施效果

基于水土云工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的全流程智能管控解決方案目前已在國內(nèi)某鋼鐵廠完成行業(yè)首例項目落地，平臺連接現(xiàn)場3.5萬臺設(shè)備、20萬個數(shù)據(jù)點位，維護230臺虛擬機，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)建部署時間縮短至3分鐘，保障線上服務(wù)零異常運行超400天，支撐全廠15大類智能應(yīng)用、共1700多項工業(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)運行數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)全過程生產(chǎn)要素和過程的數(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目