一、成果提出的背景

包鋼集團以《包鋼（集團）公司數(shù)字化，智能化三年執(zhí)行規(guī)劃》為綱，規(guī)劃了以效能提升為導向，數(shù)據(jù)為驅動，新型能力為主線，綜合集成為突破口，流程化為切入點，服務化為方向的落地思路，全面融入“中國制造2025”創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略。

從制造業(yè)來看，數(shù)字化轉型已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的基本方向。黨的二十大報告明確指出要“推動制造業(yè)高端化、智能化、綠色化發(fā)展”。從鋼鐵行業(yè)來看，數(shù)字化轉型對鋼鐵企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展影響重大，是緊抓時代機遇的必然要求。

包鋼集團不斷推陳出新，加快數(shù)智賦能融入新格局，巴潤分公司作為包鋼（集團）公司的原料生產(chǎn)基地，基于礦山數(shù)據(jù)整合基礎，從“智慧礦山”出發(fā)，尋求新的落腳點，探索以設備智能化管理出發(fā)為落腳點，從數(shù)字化入手，突破設備管理智能化的瓶頸。

一是采用物聯(lián)網(wǎng)技術，研究開發(fā)一套功能強大的設備管理系統(tǒng)。研究軟件的開發(fā)及應用，實現(xiàn)設備或設備組群的監(jiān)控，告警信息自動推送，準確定位故障點；數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，提供決策依據(jù)。二是制作設備“名片”，利用二維碼技術搭建設備身份信息平臺。將設備基礎信息以二維碼的形式錄入系統(tǒng)，實現(xiàn)設備的“可視化”，實現(xiàn)全員參與設備的智能化管理。

一是樹立全員全系統(tǒng)管理理念。通過網(wǎng)絡平臺、云端學習等智能化手段，提高全員學習的能力，不斷了解設備相關知識，讓現(xiàn)場每位員工不同程度的參與到設備不同層次的管理中，不斷提升管理理念和思維，將設備管理模式進行前置。二是深化設備全生命周期管理理念。設備從上線→日常維護→定期檢修→預防性維護→設備下線整個生命周期通過數(shù)字化的積累與分析進行智能化管理，不斷延長設備的使用壽命，在設備全生命周期內(nèi)參與設備管理的人員不斷提升設備管理水平及管理理念。

此外，本次轉型的特色是積極與高等院校進行校企合作、優(yōu)勢互補，東北大學作為遼寧省服務型制造研究基地、省級重點新型智庫，運營管理方面論著百余篇，獲多項省部級優(yōu)秀成果獎及省部級領導批示。包鋼集團與東北大學積極開展合作，知識交融、共同探索。

物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡相連接，物體通過信息傳播媒介進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。

運維管理涵蓋數(shù)據(jù)處理、運維方案設計、運用設備、維護設施、故障診斷和處理等內(nèi)容，既要對系統(tǒng)設備和管理軟件等進行定期維護，也要完善維修、改造、升級技術規(guī)格，以及移植、替換和注銷系統(tǒng)軟件和設備來進行后續(xù)維護等。

3.ITSM方法理論

ITSM也是一種IT管理。它是一種以服務為中心的IT管理將企業(yè)的IT部門從成本中心轉化為服務中心和利潤中心。是以流程為中心，從復雜的IT管理活動中梳理出核心流程。

設備全生命周期管理理念是指以生產(chǎn)經(jīng)營為目標，通過一系列的技術、經(jīng)濟、組織措施，對設備的規(guī)劃、設計、制造、選型、購置、安裝、使用、維護、維修、改造更新直至報廢的全過程進行管理。

培訓管理是企業(yè)人力資源管理體系的重要組成部分，培訓管理是組織用來開發(fā)員工的知識、技能、行為或態(tài)度，從而幫助實現(xiàn)組織目標的任意系統(tǒng)的過程。

設備管理系統(tǒng)作為數(shù)字化轉型的關鍵組成部分，支持全過程可視化的平臺運維服務，通過技術創(chuàng)新打破企業(yè)各工序之間的信息孤島，是實現(xiàn)實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、預警和遠程控制等功能的基礎，助力包鋼集團實現(xiàn)數(shù)字化轉型的目標。

采用物聯(lián)網(wǎng)技術創(chuàng)新構建全系統(tǒng)管理平臺。數(shù)字化設備管理系統(tǒng)的開發(fā)是實現(xiàn)智能化設備管理的重要一步。將設備管理系統(tǒng)分為基礎管理、維檢修管理、長壽化管理等全系統(tǒng)管理板塊，系統(tǒng)架構如圖1所示。

圖1：設備管理系統(tǒng)架構圖

這項創(chuàng)新成果的實施具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）數(shù)據(jù)積累與系統(tǒng)功能掌握：前期需要設備管理人員積累大量的數(shù)據(jù)，并全面掌握系統(tǒng)功能，為后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和智能化優(yōu)化奠定了基礎。（2）全系統(tǒng)管理板塊的劃分：將設備管理內(nèi)容劃分為基礎管理、維檢修管理、長壽化管理等板塊，有助于更細致地管理設備，并針對不同方面進行精細化的監(jiān)控和優(yōu)化。（3）物聯(lián)網(wǎng)技術的應用：采用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)設備管理系統(tǒng)的開發(fā)，使得設備之間能夠實現(xiàn)信息的互聯(lián)互通，為后續(xù)的數(shù)據(jù)采集和分析提供了技術保障。

圖2：設備管理系統(tǒng)平臺

利用設備二維碼實現(xiàn)信息追蹤與管理。制作設備二維碼“名片”是數(shù)字化設備管理智能化的又一創(chuàng)新成果，使管理人員能夠隨時獲取設備狀態(tài)，做出及時、準確的管理決策，通過這一方式實現(xiàn)了設備管理的數(shù)字化和智能化，如圖3所示。

圖3：設備二維碼名片

具體體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）實時信息錄入與跟蹤：將設備基礎信息、狀態(tài)、檢修情況等實時錄入二維碼“名片”內(nèi)，實現(xiàn)了設備管理信息的及時更新和跟蹤。（2）紙質(zhì)檔案數(shù)字化：將原有的紙質(zhì)檔案內(nèi)容錄入系統(tǒng)內(nèi)，實現(xiàn)了設備管理檔案的數(shù)字化和智能化。（3）手機掃描查詢便捷性：用戶可以通過手機或其他客戶端掃描設備二維碼，“名片”內(nèi)的信息能夠被輕松查詢到。（4）系統(tǒng)集成優(yōu)化：將設備二維碼“名片”放入設備管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了系統(tǒng)的集成優(yōu)化，進一步提升了設備管理流程的高效化。

包鋼集團完成設備數(shù)字化監(jiān)測、預警系統(tǒng)等新系統(tǒng)落地，以及時、精準的事前預防改變了以事后維修為主的傳統(tǒng)模式，保障設備安全穩(wěn)定運行的同時，實現(xiàn)設備管理為生產(chǎn)高效服務，同時達到降本增效的目的。

實施設備數(shù)字化監(jiān)測與預警系統(tǒng)。引入在線監(jiān)測技術實現(xiàn)設備狀態(tài)實時監(jiān)測。通過安裝在線監(jiān)測裝置，包括無源測溫裝置、局部放電檢測以及在線測震裝置等先進技術，實現(xiàn)了設備管理智能化的重大突破。

如圖4(a)所示，對皮帶系統(tǒng)電機安裝智能在線測溫測振裝置，生成曲線，并測量電量信號，實現(xiàn)在不拆卸設備的基礎上，通過傳感器采集運行數(shù)據(jù)，實時監(jiān)測設備運行過程中的溫度、電流、電壓、局放量等關鍵參數(shù)。

圖4(a)：電機震動及溫度在線監(jiān)測及數(shù)據(jù)

圖4(b)展示了高壓設備上安裝在線監(jiān)測裝置，實時監(jiān)測運行狀態(tài)。同時，將這些數(shù)據(jù)通過485信號或其他通訊方式轉換為網(wǎng)絡信號，實時上傳至設備管理系統(tǒng)，并根據(jù)設備運行特性配置針對性的數(shù)據(jù)采集策略，生成曲線。

圖4(b)：設備無源測溫及數(shù)據(jù)報表

如圖4(c)所示，通過智能點檢數(shù)據(jù)分析，分析判定設備是否運轉正常，有無異常與劣化趨勢，判斷故障部位，診斷老化及損傷程度等，以便事前采取有針對性措施控制，防止故障擴大和設備安全性能的下降，同時借助預警系統(tǒng)，有針對性的對設備實施預防性維護，這項創(chuàng)新措施使得設備能夠進行實時在線監(jiān)測及預警，實現(xiàn)智能點檢，管理人員可以隨時獲取設備運行狀態(tài)的信息，能夠及時發(fā)現(xiàn)設備的異常情況，從而有效降低了設備故障的風險。

圖4(c)：智能點檢數(shù)據(jù)分析

構建設備“健康檔案”并提供數(shù)據(jù)支持。將監(jiān)測到的設備數(shù)據(jù)進行進一步整合分析，形成設備的“健康檔案”。

圖5：設備“健康檔案”流程圖

應用新技術實現(xiàn)設備優(yōu)化與智能化實操。采用高速球機實時全景監(jiān)控，通過客戶端和瀏覽器可對監(jiān)控場地內(nèi)的設備進行遠程控制，實現(xiàn)設備的遙控和對相關系統(tǒng)的控制，如門禁、照明、給排水和空調(diào)通風系統(tǒng)，構建數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)與遠程操作范式。

采用高速球機實時全景監(jiān)控系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)對設備狀態(tài)的實時監(jiān)控，不僅覆蓋了各車間和場所內(nèi)的設備，還包括設備場地和主要設備間的監(jiān)視范圍，通過人機互動實現(xiàn)設備的實時管理。系統(tǒng)架構如圖6(a)所示。

圖6(a)：系統(tǒng)邏輯架構

圖6(b)：全景監(jiān)控設備

設備遠程操控創(chuàng)新。通過在設備的綜保裝置，將各項參數(shù)上傳至后臺系統(tǒng)，實現(xiàn)了設備遠程操控。如圖7所示，選廠6個10KV電磁站150多面高壓柜全部將信號集中于110KV變電站，實現(xiàn)遠程停送電；通過數(shù)據(jù)的遷移將選廠全流程自動化系統(tǒng)進行山下遷移，實現(xiàn)選廠中控室異地智能操控，極大地提高了設備作業(yè)的安全性和效率。在運行設備上安裝自動給油裝置，解決了人工給潤滑油存在的缺陷，成功實現(xiàn)了機器換人，使得設備作業(yè)更加安全高效。

圖7：設備遠程操控創(chuàng)新

智能閉鎖系統(tǒng)創(chuàng)新。通過微機防誤閉鎖系統(tǒng)的創(chuàng)新應用，成功實現(xiàn)了變電站的智能操作。其系統(tǒng)架構如圖8(a)所示，操作實景如圖8(b)所示。

圖8(a) ：防誤閉鎖系統(tǒng)架構體系

圖8(b)：微機防誤閉鎖系統(tǒng)實景

快速診斷技術創(chuàng)新。通過長期的調(diào)查研究，探索出了一種創(chuàng)新的電纜故障診斷方法，從而實現(xiàn)了數(shù)字化設備管理的智能化。該方法的原理如圖9所示，為避免發(fā)生更大事故提供理論與實踐依據(jù)。

圖9 ：一種快速區(qū)分并行鎧裝電纜的創(chuàng)新方法實施原理圖

通過網(wǎng)絡平臺、云端學習等智能化手段，將設備管理先進理論放入平臺，針對不同層次員工進行分別設定學習內(nèi)容，并結合現(xiàn)場實踐教學數(shù)字化的應用，逐步樹立設備管理全員全系統(tǒng)的概念，著重深化設備全生命周期管理理念，借助智能化手段，關注設備的全生命周期狀態(tài)，從整個生命周期出發(fā)對設備進行維護保養(yǎng)，為設備的長壽化提供依據(jù)。如圖10所示為線上線下培訓實況。

圖10：線上線下管理培訓

落實轉型方針，促成運維新發(fā)展。經(jīng)過一年的實踐，設備管理水平大幅提高，通過采用物聯(lián)網(wǎng)技術構建全系統(tǒng)管理平臺，基于平臺信息，實現(xiàn)運維人員對故障點的精準定位。通過設備管理的大數(shù)據(jù)分析、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術的應用，設備管理向高效化、精確化邁進。

引入前沿技術，拓展管理新思路。利用設備二維碼技術設備全員電子流程使用率達80%左右，達到實時辦結的高時效水平。利用在線監(jiān)測技術實現(xiàn)設備狀態(tài)實時監(jiān)測，實現(xiàn)智能點檢，管理人員獲得設備運行狀態(tài)信息更具實時性，提高了對于異常情況處理的及時性和準確性，設備在線測溫數(shù)據(jù)年處理量達2.5萬條，綜合保護裝置的投入使用誤報率為0，防誤閉鎖系統(tǒng)的操作準確性達到了100%。

推動運維革新，增強故障預判。以設備管理數(shù)智化轉型戰(zhàn)略為支撐，變“事后維修”為“主動預防”，運用相應數(shù)據(jù)模型和生成的曲線，實現(xiàn)對設備大部件劣化趨勢和異常的預警，獲得更智能、更高效的設備管理能力，設備故障率大幅下降，2023年由于預警提前發(fā)現(xiàn)較小設備隱患10次，較大事故隱患2次，避免了事故的發(fā)生。同時，由于設備管理人員的及時干預，2023年設備的綜合故障率較2022年降低0.85‰，大量處于“健康”狀態(tài)的設備保障了生產(chǎn)的順利進行。

滲透協(xié)同意識，降低故障水平。隨著設備管理協(xié)同意識的不斷深入，公司實現(xiàn)了事后維修次數(shù)為0的突破，節(jié)約了事故成本32萬元，降低了安全成本，提升了設備及人員的安全指數(shù)，實現(xiàn)了設備臺效穩(wěn)步提升，截至2023年底的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示（如圖11所示），粗破碎臺效平均提升49t/h，中細碎臺效平均提升22t/h，入磨臺效平均提升6t/h，保障了生產(chǎn)的順利進行，及時完成了產(chǎn)量，實現(xiàn)了為包鋼集團源源不斷地提供鋼鐵原料的目標。此外，通過全局的把控及檢修部對備件的合理規(guī)劃，減少了備件緊缺及庫存長期積壓的問題，2023年發(fā)生備件費用413.34萬元，較2022年備件費用降低了49.59萬元，備件成本大幅降低。

圖11：設備故障率及臺效變化情況

推進先進技術，解放人力資源。巴潤礦業(yè)分公司注重“以人為本”的管理思想，實現(xiàn)了機器換人的目標,通過數(shù)據(jù)整合分析，為設備運行及操作提供更可靠的依據(jù)。

圖12：設備操作時效提升

勇?lián)鐣熑?，樹立良好形象。設備的智能化管理使得生產(chǎn)能夠順利進行，減少了因事故維修而帶來的人員加班問題。據(jù)統(tǒng)計（如圖13所示），2023年維修人員總工時2389h，較2022年降低1176h，月人均工時降低39.6h，工作效率顯著提升，職工的精神壓力不斷降低，幸福感提升，企業(yè)口碑不斷提升。另一方面，數(shù)智化技術的運用減少了人員事后補救的工作量，提升了工作效率，促進了職工的積極性和創(chuàng)造力的發(fā)揮。

圖13 ：維修人員加班時間變化情況

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