‘OD·体育’潘再生：智能制造的综合技术体系和中控方案

发布时间：2024-11-13  人浏览

本文摘要：。

在下午的论坛主题演说中，浙江中控集团研究院副院长潘再造以《信息物理系统与智能工厂》为题不作了演说。以下为刘连庆演说内容，做到了不转变本意的编辑：信息物理系统首先，信息物理系统是什么？信息物理系统从概念明确提出到现在早已有很多年了，这里面我非常简单地从一个地方摘来的，从信息和物理这两个系统怎么融合在一起，我们很多隐性的数据通过状态感官变为显性数据，通过分析变为简单信息，这些信息再行通过科学决策变为我们的科学知识，通过继续执行来影响到最后的物理系统。

这里面是物理系统跟信息系统的一个系统图，还包括人类的参予，还包括一些网络，这里面有很多众说纷纭，有各种各样的阐释方法。这里面信息物理系统分为三个级别，有单元级的、有系统级的、还有 SOS 系统之系统级。现在一般的智能化系统最少是有硬件、有软件，我们早期只有硬件，机械的装置有可能只有硬件，没软件。

这里面大家有兴趣后面不会提及一些白皮书可以去看一下，信息物理系统的四要素就是一软、一硬、一网、一平台。一软就是我们的感官和自动控制，叫作硬件电路；我们硬的部分叫工业软件，尤其是针对工业，提升我们工业企业研发、生产、生产、服务、管理水平的软件；网络我们所指的是工业网络；还有一个平台主要是工业云与智能服务这个平台，这是我们的新四级。这里非常简单所列了中控在工业自动化的整体解决方案，叫作 Inplant，我们分为智能决策、智能运营、智能操作者、智能结构、智能检测、智能控制六个方面。

我们最后可能会人组出有很多很多，还包括最底下如果从我们中控产品的角度来说，最底下有芯片的形式，有 CPA、CMC 芯片，芯片应当是最基础的一个部件，往北上就是仪表、阀门，仪表是我们的传感，阀门是我们的中控，控制系统我们也分为有所不同种类的，往北上 MES、APC 是先进设备掌控，往北上就是 ERP，是企业的资源计划。整个是我们的整体解决方案，还包括有所不同的行业，在这里面我们有一些咨询的服务，还有工程服务，还有一些 MAC 是一个综保服务，还有一个行业解决方案，这是中控累积了 20 多年的产品和体系。

这里面我想要给大家再行略为细化地讲解一下，这是我这几年做到的一个工作，叫 CMC 掌控芯片，什么是 CMC？我们做掌控的都确切，如果要包含一个掌控，必需要有信号输出，我们要有传感信号，最后要输入，要掌控。在获得这些传感数据之后，我一定要有一个控制算法，你认同无法盲目地输入。

最简单的 PRD 掌控，两个包含需要包含一个电路掌控。现在如果包含更大的系统还必须网络通讯，这些东西是我们在掌控领域最基础的市场需求。

我们把所有这些市场需求如果非常简单地看，就是我们各种模块的一个人组。如果把这些模块的人组制成一个芯片呢？以前如果我们做到控制系统，基本上是当作标准化的CPU，我们当作做到电路，撰写掌控模块，这是我们的一些方法，现在把要做到的电路图全部芯片化制成一个芯片，这个 CMC 是一个掌控芯片。它把输出、输入，掌控运算、通讯这些共性的东西都集中于在了芯片里面。

在这个芯片里面我们除了构建了逻辑掌控，我们还把运动控制也构建进来了，因为我们原本做流程工业，基本上都是逻辑掌控，智能工厂里边还牵涉到到了运动控制，比如说一些电机掌控，一些生产线的装备，一些印刷、纸盒这些中用的很多电机。这是一个非常简单的图，我们如果非常简单地看左半边部分上边是模拟量处置，下面是数字量处置。

右边的图上半部分基本上都是我们芯片内部中用的一些资源，有上面是一些控制算法库、Flash、RAM，下半部分中间这个板块是我们芯片的核心，也是我们自己几乎自律的，右边的上半部分绝大部分都是构建了芯片的单元，基本上我们比如说做到 CPU 类的都有这些东西，我们自己也不有可能作出一些新的东西来，我们基本上都是构建。掌控运算 CMU 这一块，LCP 是逻辑掌控单元，MCP 是运动控制单元，这三块部分是我 CMC 这个芯片的最核心的部分，这里面相等说道把最主要的掌控部分全部是用我们自己来研发。右边的下半部分是我们通讯模块，这里面我们把常用的像以太网、CAN、UART、SPI、IIC 五个都做到进来了，所有的这些通讯模块都可以做校验。这个是我们芯片内部的一个结构，在这个图里也标出来了，绿色部分几乎是我们自律研发的，红色部分是我们芯片里面一些标准化的模块、IP，其他还有一些黄色部分，就是芯片代工厂获取的一些 IP，整个的芯片我们做了自律高效率。

这是我们可以获取的十多款小规格的 CMC，小的以电源量掌控居多，大的有 256 角的，还包括和沈阳一起做到的工业无线，一般情况下常规应用于的 128 角，或者 144 角的芯片用得较为多。今年 3 月份，工信部公布了信息物理系统白皮书，其中把我们的 CMC 芯片作为复录机里面的一个单元级，作为一个典型的案例佩在里面了。工信部的组织了国内的一些专家、院士以白皮书的方式公布的，它这里面刚才也提及了信息物理系统分三个级别，单元级就是我们 CMC 这个芯片，另外还有系统级和 SOS 级。

智能生产的中控方案刚才前面谈到的主要是以 CPS 这个概念来说。接下来我想要针对智能工厂说道一下我们的解决方案。智能工厂大家有可能也听见了很多，有所不同的工厂它的智能化方案、智能化解决问题目标也不一样，但是我们这里想要说道一下，智能工厂的目标是什么？对企业来说，企业经营工厂要的就是利润，有钱赚才是我的目标。但是光有钱人、有利润有可能还过于，我们还必须有高效，没效率竞争不过别人，还要节约能源，现在国家对能源的利用也很高，如果大量的能耗很高，大量产生污染也不适合。

现在安全事故也常常再次发生，安全性是十分地最重要，它也是一票否决。绿色这一块是我们的五个部分，利润、高效、节约能源、安全性、绿色是我们企业经营的目标，也是我们智能工厂要去解决问题的目标。环绕着这五个目标，我们适当地有一些原料供应，我们的产品销售、企业的智能化、数字化、网络化，这一系列都是环绕这五个目标。

拿中控作为一个案例来说，如果我们看中控智能化的整体解决方案，大家看见中间黄色部分智能生产有五大市场需求，这就是指客户角度抵达的，分别对应的是下面的安全性、提高质量、降本（降低成本），增效（减少企业的效益），还有环保。中控针对这五个用户的市场需求，我们在安全性工厂、智能优化工厂、绿色工厂方面有一些整体方案，这是我们现在智能生产的一个战略。往下看的话，针对我们的智能生产有四个样板项目，这是国家工信部而立的四个项目。

往北下是我们20多年的行业累积，这个是推倒着从上往下看的，只不过如果从下往上看，这是我们智能生产中控的四个阶段，最底下是解决问题我们单个企业用户的，最后我们拿出来一个整体解决方案，还包括最后要制订标准，因为企业做一定程度，你必须把这个东西标准化，那么中控参予了很多国际标准的制订。同时，我们也通过样板项目，把原本的一些大规模级应用于的企业、行业再行展开标准化，把我们的智能生产为用户做到一个更佳的提高。这是整个中控智能生产的一个实行平台，刚才谈到安全性的、节能环保的解决方案，我们还有一个智能优化解决方案，环绕着安全性、体质、降本、增效的目标。还有三个解决方案的联合体，一个实行平台，多个行业的方案。

这里面也托一下智能工厂关键的技术。我们概括了八个点，一个是数字化接管，第二个核心装备必须国产化，如果很多装备都是进口的，很多东西做到很差，这里面中控完全所有的核心装备都能获取。

还有掌控优化，针对我们的工艺优化，高效协同，在普遍创意和应用于一体化这个平台都必须一个高效协同。互联互通也是，你一个系统信息都无法互联互通，怎么有可能包含一个我们的智能工厂？还有节能减排，在设备、装置全场这个级别必须展开优化策略。

工信部也公布了网络安全的一些管理方面的拒绝，另外就是互联网+安全性，随着工厂信息化、智能化水平的提升，随着互联网终端，在风险识别、预控、应急指挥方面拒绝更加低，这是我们总结的一些关键技术。这里面我们刚才谈了三个实行平台，我们叫彩虹防卫安全性工厂整体解决方案，这个功能是工厂运营过程中本身应当不具备的功能安全性。这里面大家看见很多机器人，这个机器人如果你回头过去，它显然观测将近你，就射杀了工人，这个功能安全性有可能过于，必须这一块再行减少。风险管控，还有信息安全，这一系列的东西我们都有一个整体解决方案。

它从几个层次，分别针对人员、环境、资产三个安全性对象的时序，两个安全性维度，七项安全性技术，最后一个目标就是全方位地守护园区安全性。这个分别是针对我们规划设计、生产反潜、危机应付的三个层次，我们从全生命周期管理角度来展开安全性技术体系的设计。

这个是我们的产品体系，因为刚才谈到的就是指技术体系来说的，这是针对产品体系，从下面的一些设计，再行到运营，像这里讲解的 TCS900 是我们的一个不具备三级安全性后移控系统。像这样的系统它的目标主要是针对工厂在应急处置，它需要把系统长时间地掌控，否则缺乏这样一个系统，它很有可能就不会发生爆炸，这样一个系统它必须通过国际证书，拒绝就很高。智能优化工厂智能优化工厂，从我们的智能决策、智能运营、智能操作者、智能结构、智能检测、智能控制六个板块，这是我们智能的一些软件。

还有一个平台是我们绿色工厂的解决方案，针对节能降耗、环保管理、固废综合利用等有所不同层次上都有解决方案。刚才谈到的都是我们的一些设计架构，接下来我想要给各位说道几个我们在实践中的一些突破。我们拿刚才提及的四个样板项目，第一个样板项目是神华宁煤，它是百万级烯烃装备的生产，我们用了一种全新的模式，三项标准、八套国产系统、三大先进设备技术、一个指导方向，分别对应在这里，我们《中国生产 2025》在这里一层一层反映出来。

通过这么一个神华宁煤项目的实行，整个生产过程可视化，并且三维可用，把它的产供销一体化，企业生产的时候，生产归生产、销售归销售，计划、协商、调度优化、操作者继续执行优化、生产物流优化，在生产设备和监管上都展开了安全性维护。这个是效益，像提质增效方面，处置能力提高了 1.5%，对一个企业来说 1.5% 的效益也是很好的，变量波动减少 30%，这个对我的产品稳定性有很好的提升，还有一个双烯烃的收氯也有所提高，生产波动增大 10%。在安全性防卫方面，构建事故源头管理，事故事件由 25.8% 降至 11.3%，因为在实际生产过程中，现在还做到将近零事故。另外在燃料成本、蒸汽消耗、设备利用率方面都有所提高。

第二个就是东北制药的项目，是大宗原料和医药中间体的模式，这里面也一样，在生产自动化、五品触信息、防卫自动化这一块都做到了，这个是效果，减少能耗、物耗、减少运营费用、提升运营效率方面都有了很好提升。比如说这里面人员从 50 个人的车间，现在可以逆到 10 个人的一个车间。这个是我们第三个新疆天业循环经济智能产业园区，它能耗减少 2.37%。这是九江石化的，最后看数字来说的话，员工总数增加 122%，班组数量增加 13%，外操作室数量增加 35%。

最后也托一下，作为企业，我们做到事情的最终用户市场需求是我们智能生产的基础，我们在全局规划、统一资源、信息共享、目标导向、有序建设方面都是以用户市场需求来做到的。为客户建构价值是我们中控价值观里面的第一条，所以我们一定会把我们的行业累积、工业的 Konwhow 和用户的内生市场需求融合在一起为用户做到。我们中控在智能生产中有四点体会，非常简单托一下，在顶层设计以建构价值为核心，另外我们创建的智能工厂就像我们的大脑，最后标准化基础设施是确保，中控在实践中探寻前进，为中国的智能生产做到一个榜样。

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