信息化数据建设支撑水泥企业转型，升级的实践应用

摘要：南阳中联的信息化建设是将生产过程、生产管理、质量管理、物流管理、节能减排和安生产等工业现场的生产实时数据整合到一起，将各类IT和OT系统的数据统一储存，统一管理，利用大数据企业信息管理系统软件对厂生产、质量、销售、成本、利润等关键指标进行实时监控和管理，为不断增长的信息化业务提供数据支持。

一. 信息化数据建设支撑水泥企业转型升级实施背景

1.应对市场变化，迎接挑战的需要。

随着球经济的低迷、家的宏观调控以及内水泥产能的严重过剩，环保要求近乎严苛，市场形势的陡然变化，建材行业的黄金十年悄然结束，寒冬期随之而来。如何实现企业健康可持续发展，战危机、迎挑战、保稳定，实现危中寻“机”，是企业当前的要难题。而把“信息化数据建设”作为企业发展转型升级的软实力，在企业的健康可持续发展过程中起着的作用。

2.提升企业竞争力，推进转型升级的需要。

随着新兴信息技术的产生和应用，传统的生产方式和商业模式正在不可避免地发生着变化。随着信息技术与各行各业结合得更加紧密，未来工业的生产方式，也将发生显著的改变。为了及时准确的管理公司的运行，发挥大数据信息技术的分析优势，须利用信息管理技术对现场生产的工业控制自动化进行规整融合。

3.解决企业管理问题，适应发展定位的需要。

南阳中联是一家由老牌军工企业一步步发展起来的现代化大型水泥企业，随着对经营管理要求的提高，须谋求并借助于现代化的管理方法和手段，才能不断满足公司经营管理的需要。企业原有各个工业控制系统:质量控制管理系统、仓储系统、财务系统、销售系统等自成一体，相互独立；无法对具体的能耗指标，成本分析，设备维护做出精细管理，多系统跨统计数据，规整分析，费时费力，而且效率低下。随着各种管理技术的发展，这种运行模式能耗高、人工成本快速上涨等弊端也在越来越地体现出来。这种各自为战的管理方式带来的弊端越来越突出，集中表现在基于部门或科室自身利益，人为建立的制度障碍，以及跨部门业务中各部门对于自身利益考量所产生的掣肘，这些问题在不同程度上影响着南阳中联战略的落地和效能的发挥。 

二. 信息化数据建设支撑水泥企业转型升级的基本内涵

南阳中联的信息化建设是将生产过程、生产管理、质量管理、物流管理、节能减排和安生产等工业现场的生产实时数据整合到一起，将各类IT和OT系统的数据统一储存，统一管理，利用大数据企业信息管理系统软件对厂生产、质量、销售、成本、利润等关键指标进行实时监控和管理，为不断增长的信息化业务提供数据支持。主要涉及能源管理系统、控制室DCS集散管理系统、安生产预警平台、DCS智能控制系统、自动抄表系统、在线分析配料系统、收发货集中控制系统和“一卡通”智能物流配送系统等项目。开展相关的工业控制系统和信息管理系统的数据交换、项目数据交换，实现产品、项目的周期管理，深入推进企业资源规划（ERP）系统与产品数据管理、产品生命周期管理、制造执行系统等其他系统的集成。利用现代化通信、计算机和自动控制技术对企业的电力、用水、空压机和真空系统、回转窑炉控制系统、供配电控制系统、给排水与气等能源介质进行监测，对企业内部能源状况进行监控，以实现能源的利用。减少了人员的劳动强度，提供的数据来源，对系统的能耗分布做到一目了然，方便系统的调整优化，减少能耗的浪费具有指导意义。DCS集散控制系统作为整个水泥企业自动化与数字化转型的基础性部分，它的深度融入对提升工业自动化水平，提质增效，劳动强度，提高企业产品质量及盈利能力起到重要作用。

南阳中联企业信息化的建设不仅了运营管理成本，提高管理决策能力、管理水平；而且能推进企业进行业务流程重构和组织结构优化，提高企业的安生产能力，企业的管理创新、机制创新、技术创新等。随着信息技术的不断更新，两化融合将会给公司带来更大的经济和社会效益。

 三.信息化数据建设支撑水泥企业转型升级主要做法

（一）系统论证，分板块实施

1. 对企业工业生产现场各个区域的计量仪器仪表进行改造，更换成数字智能化仪表

如电能采集与计量自动化系统就是将总降35kV计量采用的XX电度表和X多功能表，6kV I段计量采用的旧式机械电度表和6kV II段采用X多功能表部更换为具有通讯远传功能的计量电表，通过通讯服务器、以太网交换机、计算机以及力控的组态软件，将监控仪表中的所有数据都能上传给监控主机，并能够通过主机进行报警判断。采用面向对象的分布式一体化结构，遵循开放的原则，采用分层分布结构，该项目整个系统分为三部分：主控层、通讯层和间隔层。

2.对各个运行控制系统控制软件进行优化升级，使各个系统能够实现数据共享，实现联网数据交互。

先对现场有关生产和能耗数据的采集、完善、外传、存储，控制系统工艺参数、煤、电、水、等数据从 DCS、ERP、OA 办公、物流一卡通系统、集中抄表系统等现有系统采集，化验室有关数据（如煤粉气热值、熟料、水泥强度、荧光分析等）等无法自动在线采集的数据通过手工填报平台实现定期录入管理。系统构建了生产实时数据、企业管理数据集成应用的数据仓库系统，由实时数据库和关系数据库组成。生产过程数据通过实时数据采集平台采集存储至实时数据库，不具备自动采集条件的非实时数据通过手工填报平台采集存储至关系数据库。基础数据处理模块主要用于系统基础数据的采集、处理以及能耗指标基本数据的计算，为系统中其他模块提供完整、准确的基础数据及指标基本数据。是整个系统正常、准确、运行的基础和保障。

数据采集内容主要包括水泥生产过程工艺参数（压力、温度、流量、电流、振动、料位、浓度等）、质量检测参数（熟料 f-CaO、熟料 LSF、熟料 IM、熟料 SM、熟料 KH、水泥强度、水泥比表面积、水泥细度等）、能源参数（原煤、电力、供用水等）。

数据采集方式分为从现场设备（PLC、DCS 等）自动获取数据；用户可以手动输入数据；从其他系统获取数据（如 ERP、MES 等）；根据采集的数据进行能源基础指标计算；向系统其他模块（如实时监控模块、企业能源计划与预测模块、能源指标分析模块等）提供数据。

3.建设货物“一卡通”智能物流配送系统

该系统软件采用目前主流成熟的客户机/服务器（C/S）架构，模块化设计。对系统功能的修改，更新，都只针对本部模块，不影响系统其他功能的运行，结构清晰合理，如下图所示。打印服务模块、语言服务模块、微信服务模块等互不影响。服务器中间件程序就像桥梁一样连接各个功能模块，并负责本地SQLSERVER数据库与ERP ORACLE数据库进行数据交换、存储，与ERP系统无缝对接，并且受ERP系统的管控。从ERP系统获取订单大票号、水泥批次号、水泥品种信息，并且将过磅数据信息回传到ERP系统。

（1）网络预约系统

登记平台包含B/S网络预约登记系统、微信公众号预约登记、固定终端登记；对于有来源车辆可以通过B/S网络预约登记平台进行预约，网络B/S平台进行信息录入，系统可查看审核状态实现远程预约、预约。对于无来源车辆司机可以司机在入场前通过微信公众号登记车辆信息支付完成后即可自助取卡；司机也可在厂内自助终端机进行预约登记，信息也需人工后台审核，审核通过司机自助取卡。

通过自助预约系统可以实现快速发卡，司机入厂后刷身份证即可直接进行发卡，数据准确的同时提高的发卡效率，缩短发卡周期，为一卡通物流系统打下坚实基础。

对于有来源车辆可以优先通过B/S网络预约登记平台进行登记，可与ERP系统进行数据对接，实现数据互通；对于成品销售信息由金蝶ERP系统分配物流信息，由销售人员进行信息维护，对于原料采购由采购人员维护订单信息，物流信息准确无误；网络BS平台进行信息录入，包括计划送货信息、计划提货信息、提货信息单元等，系统可查看审核状态实现远程预约，进行预约，提高了工作效率的同时信息传输的准确；司机可在自助发卡终端通过身份证完成自助取卡，大地缩短了办卡周期。

对于无来源车辆司机可以关注微信公众号，在微信公众号中进行自助预约下单，便捷。司机将指定的车辆信息录入系统内，包含车牌号、身份证、司机姓名、银行卡号、产品类型、规格、发货件数等；通过对微信平台的第三方开发，传输至预约登记平台，工作人员进行信息审核，审核通过后车辆入厂即可实现快速发卡。

自助发卡终端可以实现自助登记车辆信息、自助发卡等。包含显示触摸显示屏、工控机、打印机、发卡机、IC卡、近距离阅读器、身份证识别器、高拍仪等设备，实现司机自助预约、自助发卡、自助打印等功能。司机入厂后在自助终端机上登记车辆信息，经人工审核无误后即可实现刷卡。此系统功能免去了人工排队的过程，实现快速发卡，提高工作效率。

（2）开票服务大厅---智能收发卡

自助发卡：对于所有预约信息，需要人工进行审核，审核通过方可允许发卡，车辆信息准确无误，厂区内业务流程稳定有序进行。

人工发卡：若司机未进行预约也可到厂后到指定地点人工办理发卡业务，人工登记车辆信息，确认无误后人工发卡。可通过排队叫号机排队进行办理发卡业务。

系统将车辆信息、货物名称、运输单位、身份证等信息与车辆卡一起绑定。通过车辆卡实现对物料的管理与确认，避免人工输入车号信息带来的安漏洞，人工参与，减少企业不要的损失。当所有流程结束后进行收回，可循环使用。

（3）汽车衡智能称重系统

视频监控系统由二组高清网络数字摄像头组成，监控画面实时显示在软件界面当中，方便司磅员观察现场情况；在称重时抓拍两端图像，保存在指定文件夹方便后期查看。

红外卡位系统由两对红外光栅组成，防止车辆未完上秤造成重量减少，或后车跟着上称造成重量变大等作弊行为。

语音指挥系统可以友好的提示司机如何过磅，如司机成功刷卡后语音提示“刷卡成功，车号××”；车辆没有按要求停靠则提示“请停到秤台中间”；当称重完毕后提示“称重完毕，重量××，请离开秤台！”；智能、快速、易懂，让司机更快更准确的过磅，大大提高了工作效率；同时司磅员也可通过麦克风喊话提示司机，快捷易用。

智能称重系统可以在自动和手动两种模式自由切换，道闸亦可通过手动起、落，方便快捷，可以轻松处理复杂多变的称重问题。整套系统体现了信息化、人性化的设计理念，提高称重效率的同时了数据的安与准确。

4.在主要生产控制配置数据采集规整接口机，采集各个生产控制系统，各个控制生产管理系统的数据信息。

（1）自动数据采集平台

接口平台软件（DataMaster）在数据采集方面具有成熟完整的技术方案，负责采集下属单位的实时生产过程数据：DataMaster 融合了网络监控管理、节点校时、多级缓存、流量控制、断点续传、立体网络缓存调度、穿网闸数据传输等多项技术，保障实时数据采集的性、稳定性、实时性、准确性与完整性。

支持可视化的接口状态监控与管理，用户可以通过接口状态通讯图实时监视接口机网络状态，当采集链路发生故障时，系统会发出故障报警，并显示出故障链路的状态，方便用户判断接口故障产生的原因。

（2）分布式程序架构

DataMaster 会部署在数据采集的每个网络结点上，通过服务器上的服务端控制模块对他们进行统一的网络化调度管理，同时各个结点有具有独立判断网络状况的能力，结点在与失去联系后能够启动自主控制方案，完成数据缓存等自救行为，同时不断测试网络情况，直到与数据恢复联系；通过该套分布式网络部署方案，DataMaster 实现了多级缓存与离地网络缓存调度技术。

（3）网络管理方案

DataMaster 通过多端口分配管理与多种网络通信协议配合使用的方法，为每条数据传输链路分配独立的数据通道，同时管理通道与数据通道分离，从而达到数据传输互不干扰；又通过对每条数据通道进行统计分析管理技术，达到数据通道之间的数据传输优先级与流量分配管理，数据传输在时效性的同事达到传输效率大化，解决分布式网络监控与网络校时以及流量控制等技术难题，真正实现立体网络缓存调度技术。的缓存技术DataMaster 借助朗坤数据库已有的数据存储与压缩技术（获得家），实现了大量缓存数据的读写。

（4）完善的过网闸传输技术

DataMaster 采用 UDP 与 TCP 双协议对物理隔离装置两侧的网络通信进行管理，发送端通过 TCP 连接网络状态，接收端通过 TCP 连接以及数据接收时判断连接状态，同时服务端具有数据接收时报警机制，对物理隔离装置两侧网络的完掌控，实施过程中通过严格的物理隔离装置配置方案，内网数据与网络的安性。

（5）网络监控与缓存可视化

为了方便管理员实时了解网络状态、远程监控接口运行状态，DataMaster 提供了控制配套工具，可以直观的查看接口运行状态与缓存状态以及缓存时间与发送进度。

5.建设能源管理系统平台。

在信息管理平台对整个企业各独立板块优化配置整合，便于对厂的综合运行性能和竞争力进行分析评估和优化管理。能源管理系统集成生产水泥生产生料制作、熟料烧成、水泥磨生产的 DCS 系统、电、煤、水、热力等能源动力计量等系统，在网络建立能源大数据，同时集成生产过程中的质量、运行、设备等管理数据，同时利用 ERP、物流一卡通系统等数据。实现能源为生产服务，生产管理为能源组织协调提供生产计划、生产统计等数据；实现物流管理为能源调度服务，能源管理为物流管理提供能源使用计划、能源质量等数据，为能源采购提供依据；终实现生产、能源、物流与销售、财务等资源整合，实现能源、生产、物流扁平化三调合一模式和一体化管控。

（1）面的能源管理业务支撑

按照能源管理组织结构，对能源管理业务进行面设计，将工艺数据、质量数据、能源数据、环保数据等集中到统一数据平台，由于数据孤岛导致的业务处理断层现象，满足能源供应计划、能源生产工艺、能源设备集中管理、能源动态调整、节能工作开展、环境保护等能源管理业务执行的集中管理需求。

（2）可视、可知、可控的能效技术管理平台

从能耗统计结果到能耗实时利用过程的量化跟踪，可发现更多节能机会，实现对厂能源的可视、可知、可控的管理，覆盖煤、电、油、水、气等多种能源“购入储存、加工转换、输送分配、终使用”四大环节的过程。通过构建基于生产工艺流程的能耗拓扑图，可以清晰的了解到生产线上所有能源消耗的实时数据，对耗能设备进行监测，并对出现的问题及时报警，杜了因人为原因或设备隐患而造成能耗上升的滞后性，其根本目的是以提高生产能效为出发点，侧重于单位产出的能源消耗，对提高企业用能效率，能源使用成本具有直接的指导作用。

具有强大的对水泥生产过程中出现的能耗标问题的分析功能。在可视化界面引导下将标能耗数据分解到工序、生产环节和大型能耗设备的能效指标上，通过逐级查找发生耗能问题的具体环节及产生原因提供技术手段。另外系统会将检测到的能耗标事件及原因诊断记录按发生时间进行归档、统计，结合相应的运行数据，定期生成企业能效分析报表，在企业召开的能源工作会议时使用。

（3）安的能源数据存储和挖掘分析

通过“坚强”的数据采集平台和高性能实时数据库构筑能源数据，将南阳中联生产基地的DCS、智能电表、水、环保等数据采集汇总成能源数据，并通过数据金字塔服务将海量的历史数据按照不同的时间段周期根据用户自定义算法进行统计的服务，搭载的计算引擎，进行大数挖掘分析。用多种方式对主要能耗设备和生产线的实时、历史数据进行查询和追溯，并可对多种参量的变化趋势进行叠加、对比，对企业能源消耗过程中的各种问题进行深层次分析，并通过统计表、比对表、趋势图、分析图等的形式将结果提供给相关人员，使管理人员能够掌握能源分布情况、厂综合能效、局部工序或设备能效优劣程度。

（4）深入到岗位的能效精细化管理

通过建立完善的“企业-车间-工段-班组-岗位”五级能效考核管理体系，将单位电耗、单位煤耗等能效考核指标落实到每个管理、操作和运行人员，从根本上杜因各级员工责任心不足、管理不到位而造成的能源浪费和损失。

（5）智能化的基于工艺建模的能耗诊断

将生产工艺与历史数据拟合结果相结合，建立不同设备的能耗评价模型，通过系统分析、判断、处理，能及时准确计算、诊断分析关键设备能耗异常状态及可能原因，并能提示操作员应采取的措施建，实现能耗诊断分析。对水泥生产过程中关键的“两磨一烧”等主要设备建立了能耗诊断分析模型，包括生料磨、回转窑、水泥磨、煤磨等大型耗能工序、设备。能耗诊断模型具备工况寻优功能，能够随着运行及能耗计算分析数据的积累，可以为能源管理的持续节能优化提供数据支持和指导。

6. 以“互联网+”技术，实施流程信息化管控

随着我经济的快速发展，已经步入大数据时代，为了紧跟时代步伐，乘势而上，南阳中联积组织采购人员学习并应用1688采购云平台，从而使供货渠道更广了，竞价更加公平透明了，从而把资源共享变为现实，使采购交易变得更加快捷安。不仅如此，还积推广应用“我找车”网上平台，让运输更加容易，道路更加宽阔，拉近了省与省的距离，提高了运输效率，地服务了生产和销售。

（二）采取分步实施策略，系统推进整个系统工程项目

南阳中联“信息化数据建设”实施导小组对“信息化数据建设支撑水泥企业转型升级”这一工程项目制定并采取了分步实施与系统推进的办法，对整体系统工程实施工作能分阶段地把握，了阶段性工作强度和实施风险，增加了成功的把握性。

1.系统的适用性、可操作性和通用性

南阳中联在实施数据信息化的基础上，认真总结经验与教训，采取了与外部软件公司合作，共同开发，系统工程项目的编程、操作与信息管理人员在现场共同配合，采取了边调研、边设计、边开发、边培训、边调试且边修改的办法，系统的适用性、可操作性与通用性。

2.进行精细的现场调试

“信息化数据建设支撑水泥企业转型升级”通过近三年的现场调试、运行与不断整改，要求在进行系统的实施过程中，各子系统工作站操作员须积配合，要实时地进行数据输入，以调试工作的系统性推进。

3.硬件系统运行稳定是保障

为了满足车间生产工艺连续运行与监管的需要，系统在连续后备8小时的UPS电源支持下，保持着24小时不间断地运行。系统中配置了“硬件防火墙”、“智能交换机“与“瑞星网络病毒监管系统”软件，都系统能够统筹分类管理以及正常稳定、地运行。

4.客户积参与系统使用

通过近一年时间的使用，系统对计算机网络和丰富的统计、查询和票据、报表等功能，大地吸引了客户对系统参与使用和管理维护的积性，提高了工作效率和工作质量，达到了引进并利用计算机机管理的目的。

5.丰富的系统信息，给各级管理者提供工作平台

系统先实现了将生产制造车间的在线仪器、仪表直接监测到的工序、工艺数据信息及时输入到系统中并通过“信息”手机APP传递到各职能管理部门及导，了各种主要经营、管理信息的真实性和实时性，并对产品质量管理与客户投诉等的计算机及时溯源查询。系统将生产过程、生产管理、质量管理、物流管理、节能减排和安生产等工业现场的生产实时数据整合到一起，利用大数据企业信息管理系统软件对厂生产、质量、销售、成本、利润等关键指标进行实时监控和管理。使各级干部、员工能对各项制度有更面、新颖、及时的了解。“信息通告记录”模块更能使得各部门与车间之间进行信息沟通，留有记载凭据，从而整体组织协调与管理。对经营管理信息交流的及时性及关键信息的提醒、警示与分析，解决企业经营管理中存在的“信息孤岛”及 “信息死角”问题，给各级管理者提供工作平台。

6.以制度化保障系统的使用

信息系统主管部门生产技术部建立了《信息化数据与信息化建设管理考核制度》，使信息化数据和信息化建设工作做到有章可循，各部门负责人就是各子系统的使用管理责任人，严格要求各微机工作站按规定时间进行准备数据、使用数据、备份数据等工作，了系统的正常与运行。

五.实施效果

（一）提升了企业管理水平。

南阳中联的信息化数据建设支撑水泥企业转型升级，为工业制造业生产提供一种信息化的管理运行模式，该模式具有很大的发展空间。该平台通过系统及数据资源的集成，采用统一信息体系，实现ERP系统、车间工艺制造与质量管理系统、设备管理系统、物流一卡通系统、能源数据采集系统、安生产预警系统，以及MES系统的接入与集成，完成多个子系统间的统筹管理和协同优化，实现率、智能化的数据管理与分析，提高企业信息化、智能化管理水平，提升生产效率，优化产能结构。提升水泥行业整体的生产管理水平，加快域发展，具有很高的社会、经济及环境效益。为其他同行企业提供信息化知识、产品、解决方案、应用案例等资源。

通过信息化数据建设支撑水泥企业转型升级的面实施，使南阳中联精简了组织机构，优化了业务流程，提高了工作效率，如在物流的管理上，由原来多个单位的分散采购转变为物资供应部的集中采购，大幅度地了物资库存成本，并通过系统提供的自动报警提示功能，使得对物流的管理、安，也了对各种资源的计划性管理，压库存，由2016年初4000多万下降到2019年6月份的300多万，了资金占用率，增加了现金流，水流则清，金流则通，通则达，地加强和规范了物流管理，实现了企业管理信息整合、促动沟通、求真务实、信息畅通、职责分明等目的。使企业管理真正由经验管理逐步转变到科学管理的轨道上来，使企业的管理手段和管理水平产生质的，跟上信息时代的步伐。能实时、科学、准确、直观地反映出公司产、供、销、存、财务两级核算以及人力资源等各项业务管理的实际情况，并及时监控和把握相关各部门的经营运作，大地提高了南阳中联的整体基础管理水平，从而面提升了“CUCC”中联牌水泥在南阳市场的竞争力。

（二）取得了良好的经济效益

通过信息化数据建设支撑水泥企业转型升级二年多的运行，在南阳中联KPI指标考核上2018年度显现了历史性的好成绩，取得了较好的经济效益，达到了历史好水平。近两年，公司的产销量逐年攀升，利税以年均13％的速度递增，为地方经济建设做出了具大的贡献，赢得了较高的社会信誉度、荣誉度和顾客满意率。

（三）信息化数据建设支撑水泥企业转型升级得到社会认可

南阳中联信息化数据建设支撑水泥企业转型升级系统对企业的管理决策、查堵漏洞、节能降耗、细化成本，提供了技术基础和依据；该系统不仅基于信息共享，多部门共同参与管理并相互监督，在安的前提下，使发货效率大幅度提高，工作出错率减少，同时能及时、准确、方便地为企业获得信息，以便公司高层掌握企业的运营状况，做出快速准确的决策，还了运营管理成本，提高管理决策能力、管理水平；而且能企业的管理创新、机制创新、技术创新。该系统转型升级的成功填补了广大企业的应用信息系统的一个，不仅对行业发展将会带来显著成效，随着信息技术的不断更新，该系统建设将会给企业带来更大的经济和社会效益。