03　建设智能化粉体材料绿色工厂——贵州正和天筑科技有限公司

企业简介

贵州正和天筑科技有限公司（简称正和天筑）成立于2006年4月，坐落于清镇市站街镇经济技术开发区工业园区，是贵州省第一家利用固体工业废弃物、综合利用生产磷石膏基/水泥基等预拌粉体材料的民营企业，在职员工58人，其中技术人员15人，硕士研究生以上学历的有3人。

企业拥有25件专利（2件发明专利）和5件软件著作权，此外，还有8件专利（7件发明专利）处于实质审核阶段，6件专利处于受理阶段，现已建成一期年产120万吨磷石膏基、水泥基普通、特种砂浆、地铁盾构注浆料、3D打印砂浆等预拌产品的国内首家粉体绿色材料智能无人工厂。

案例实施情况

总体设计

项目以PLC、DCS、SCADA、SIS、IPC、MES等工业控制系统为基础，建设智能化生产线和动态生产管理监控平台，建成年产120万吨粉体材料智能化生产线，同步建立产品数据管理分析系统（PDM）、智能制造执行系统（MES）、设备联网控制系统（DNC）、生产数据管理分析系统（MDC）、仓储物流管理系统（WMS）、客户关系管理系统（CRM），与企业资源计划（ERP）构成完整体系，建成全数据融通管控平台，业务链从智能接单、排产、物料配送、质量监控、客户资源管理、产品追溯，到产业链协同、远程一键操作，依据数据自动分析，实现精准决策，围绕产业链的数据共享和互联互动，推动企业高质量发展。

实施内容与路径

该公司数字化控制平台是践行工业互联网智能制造模式的集中体现，深度融合数字技术、信息技术、智能技术与制造技术，以制造工艺流程和参数指令、智能装备和生产线、自动化物料配送系统、各级管理系统集成，实现面向产品规划、制造、销售和服务等产品全生命周期的先进的综合运行模式。

企业转型建设主要从两个方面着手：

1.建设智能化自动控制生产线

智能化自动控制生产线大数据架构体系分为五层，每层分工不同，形成上下交互的整体架构。

（1）生产现场（第一层）：将各种设备、各节点传感器、各执行器等有效连接。

（2）产线控制（第二层）：采用可编程控制器（PLC）、集散控制系统（DCS）、数据采集与监视控制系统（SCADA）、安全仪表系统（SIS）、远程终端单元（RTU）、IPC等工业控制系统，建立基于管理理念、生产模型、标准规范、优化的业务流程，结合行业相关应用，进行智能工厂整体规划，建立企业管理信息系统。

（3）数据采集与操作（第三层）：SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统，能够实现对现场运行设备的监视和控制。

正和天筑SCADA系统分为两个层面，即客户/服务器体系结构。服务器与硬件设备通信，进行数据处理和运算。操作人员可进行人机交互，如用文字、动画显示现场的状态，并实现对现场开关、阀门的操作。另一种“超远程客户”的运用，实现了Web发布在Internet上的监控。硬件设备（如PLC）既可以通过点到点方式连接，也可以以总线方式连接到服务器。

正和天筑SCADA通信结构系统中的通信分为内部通信、与I/O设备通信和外界通信，主要由以下部分组成：监控计算机、远程终端单元（RTU）、可编程逻辑控制器（PLC）、通信基础设施、人机界面（HMI）。

（4）车间管理（第四层）：正和天筑智能化生产系统及过程是涵盖智能工厂的核心，是对生产过程的智能管控，作为生产执行层，处于中间桥梁的位置，连接了上下层级，使整体架构互融互通，起到了支撑整个架构的枝干作用。

（5）企业管理（第五层）：正和天筑整合了企业信息管理系统，与智能生产线数据相互融通、相互支持、相关依赖，形成一个完整的闭环来发挥整体效用，实现了产品全生命周期管理，贯穿产品的产能规划、产品设计、工艺设计、制造运行、检测及服务过程，实现价值链端到端的数字化流程优化和集成。

2.动态数字化管理平台

（1）采用设备联网控制系统（DNC），自动化控制技术、检测监控技术和远程监控技术，实现生产过程的计算机控制，采用安全自动化设备代替人工操作，消除安全隐患，提高生产安全性，实现全生产工序环境下的无人操作；

（2）建立智能制造执行系统（EMS），深度融合数字技术、信息技术、智能技术与制造技术，以需求产品数据、优化工艺流程、协调生产装备为核心，实现自动化生产；

（3）建立产品数据管理系统（PDM），实现信息收集、分析、处理，以制造工艺流程和参数指令、智能装备和生产线、自动化物料配送系统集成，面向产品规划、制造、检测和服务等产品全生命周期各个环节，是动态整合与优化的一种先进的综合制造模式；

（4）建设综合管理信息和大数据分析系统，实现企业生产数据上传、汇总、存储、分析、预警、报警、查询等功能；

（5）建立仓储物流管理系统（WMS），实现无人过磅等物资管理、取数、数据集成汇聚系统；

（6）建立客户关系管理系统（CRM），通过数字化信息系统，旨在快速响应市场、满足客户个性化需求，高效、优质、柔性、安全经营；

（7）建立企业资源计划系统（ERP），实现供应链、物流、成本等企业管理功能，推动企业各系统的无缝集成，实现产业结构调整和优化。

公司以智能制造、大数据管理等技术为基础，以各环节采集的大量数据为核心，以产品、服务、流程优化重构为手段，利用智能制造技术，如工业物联网、工业大数据、云计算等，实现了企业绩效和竞争力的根本性提升。

案例特点

该公司为固废再造行业绿色转型升级树立了融合标杆，将生产经营全过程控制数据与ERP信息管理系统完美融合，突破接口技术壁垒，真正实现了与互联网的融合；

独创与众不同的控制系统“黑匣子”，可利用主控机屏幕录像记录+操作痕迹日志记录+操作痕迹数据库记录，多管齐下，严格把控生产安全和质量安全；

严格遵循高于国家标准的计量精度控制算法，通过严密而灵活的参数配置机制，在精确计量的前提下提高生产效率；

运用最新的网络通信技术，可将控制系统操作岗位、生产配比核发岗位、生产调度指令岗位和厂区视频监控中心集中，构建“智慧工厂”的核心，完美地实现远程集控；

自动记忆生产线关键机电元器件的工作次数或累计工作时间、主机运行记录，实时进行产能分析，记忆特殊情形下的手动消耗数据，为企业物资采购部门提供极有价值的决策支持；

独具匠心的“一机双控”控制模式，大幅提高了生产线自动化控制水平，助力混凝土企业真正实现减员增效。

实施效果

该公司通过打造集产、采、销、运、金融、数据为一体的产业服务体系，为产业链上下游企业提供一站式解决方案。项目建成投产后，真正实现了提质、降本、增效的目标。员工人数从近400人降为54人，一线员工人员配置比率大幅降低，研发人员、技术人员配置比率提高到26％，销售人员配置比率提高到13％，工作重心也相应地向技术创新和拓展市场规模转移，管理模式从金字塔式架构转变为扁平化式架构，在大大降低人力成本的前提下提高了管理效率；自动化生产线将员工与生产线完全分离，杜绝安全事故隐患；生产效率得到显著提高，生产能力提高3倍；产品实现了定制化生产，产品种类扩大3倍，合格率达到99.98％；现场环境彻底告别灰尘四溢的情况，降低了员工患上职业病的概率；材料配方可以实现0.1～2kg以下微添加物料自动计量，精度最高控制在±5g内，为新产品研发及技术创新提供了可靠的保障，彻底颠覆了传统材料“傻大粗”的印象。这一切为固废再造行业转型升级提供了一条新的发展路径。

该公司所产生的效益主要体现在以下几个方面：

（1）优化销售环节，销售成本降低3％，提升客户服务水平，加速货款回收效率；

（2）实现资金流、物流、信息流的统一管理，解决了内部信息不畅通及管理困难等问题；

（3）业务数据实时处理，决策命令准确下达；减少经营成本、降低经营风险、快速应对市场变化；

（4）库存下降15％～20％。具有自定义原辅料和砂浆成品预警功能，使企业库存投资减少，库存周转率提高15％，流动资金占用率降低10％；

（5）延期交货率降低16％。企业准时交货率平均提高18％，误期率平均降低15％，使企业效率大大提高，信誉增强；

（6）采购提前期缩短25％。采购人员有了及时准确的生产计划信息，就能集中精力进行货源选择，了解生产问题，缩短采购时间，节省采购费用；

（7）管理质量更科学，与生产、研发、销售相结合，对整个业务流程进行有效控制和规范化管理，并对生产质量进行有效溯源，制造成本降低12％。由于库存费用下降，劳动力节约，采购费用节省等一系列人、财、物的效应，生产成本得以降低。原辅料采购结构管理规范，确保采购部门与质检部门严格执行任务，提高产品质量；

（8）管理水平提高，协助员工快速完成任务，提高了工作效率，同时使生产能力提高20％；

（9）成本核算自动化，实时报表统计及月底结算能够瞬间完成，确保准确、快速地提供各种成本数据，提高财务人员的工作效率；同时实时监控财务信息，随时掌握资金动态。

目前，该公司具有年产120万吨粉体材料的生产能力，每年可消化磷石膏100万吨、赤泥3万吨、粉煤灰10万吨等，通过重塑产业链条，增强产业的生态化信息共享能力，推动产业链企业实现智慧增长，充分发挥数字赋能功效。