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智物联究竟要对饲料行业做什么?


【摘要】:

· 生产负载率提升10%以上,空载率降低10%以上,平均吨耗电降低5-10Kwh,30万吨产值一年节省电费上百万元;

· 粉碎机不再发生堵机,原材料利用率大幅提高;
· 数据报表自动化,全厂乃至全集团数字化管理跃上新台阶;

……

以上是一些饲料企业在数字化大潮推动下正在悄然发生的变化,这样的变化来自它们与智物联一起进行工业互联网建设所取得的阶段性成果,也是MixIOT作为一个跨行业跨领域的工业互联网平台,应用于饲料行业之后立竿见影的独特成效。

近年来,随着国家规划和政策推动,饲料行业逐渐进入新的竞争阶段,并形成了以下特点:

1、产业集中度快速提高,头部企业市场占比越来越高

近年来,饲料行业竞争加剧,重组步伐加快,企业数量整体呈下降趋势,行业集中度逐步提升。中国饲料工业协会数据显示,2020年,百万吨以上规模饲料企业集团在全国饲料总产量中的占比为54.6%;到2021年,这一数字进一步上升至59.7%。

2、产品种类繁多,一线员工招工难

饲料行业产品生态丰富,尤其是大型集团企业产品种类繁多,不同品种的生产工艺、生产参数等有较大差异,生产现场多个机器生产不同种类产品时操作复杂,新员工难以快速掌握,对有经验的工人较为依赖。

同时,饲料行业生产一线工作时间长、工作强度大,年轻一代工人不太愿意选择进入,面临着招工难的问题。

3、饲料生产企业进入微利经营时代,对于降本增效有强烈需求

市场竞争加剧,原料成本高企,使得饲料利润率偏低。这使得饲料企业除了以量取胜外,千方百计地寻求降本增效的方法,从节能、减人、管理等多方位进行着尝试。
4、子业务系统较多,需要进行系统融合,挖掘更大的数据价值 

很多饲料企业尤其是集团化的企业拥有很多业务系统,有ERP的,也有单独管能耗的、单独管配方的、单独管人的等等,这些系统以前没有做整体规划,缺乏统一的标准,数据无法形成统一整体,也就丧失了很多值得发掘的价值。

现在一些企业已经意识到了这一点,开始寻找能够解决这个问题的技术路径和平台。

针对饲料行业现状和痛点,智物联基于MixIOT的强大能力,在实践中明确了饲料行业进行工业互联网建设的中短期目标和长期目标,简单来说就是把目前的“自动化工厂”推进至“数字化工厂”,最终达到“智能化工厂”。

作为中短期目标的数字化工厂,核心是实现“有数据支撑的精细化管理”,具体来说,包括以下方面。

1、消除不同业务系统、不同来源之间的数据隔阂,形成统一整体

MixIOT通过映射表,可以将不同业务系统、不同来源的数据融合在一起进行管理、处理和呈现,实现系统之间的数据高效协同。这些数据有从其他业务系统对接请求回来的,有通过网关适配器采集的,有通过统计计算分析得出的,甚至还有手工输入的离线数据,这就为之后的数据应用打下了全面而坚实的基础,相关报表的输出也就有了统一的出口,无需再多头对接、重复工作。

▲MixIOT映射表脚本示例

 

2、通过对多源数据的分析和计算,产生新线索数据,驱动业务运行和管理优化
打破数据隔阂之后,能够让以往没有关联起来的数据通过分析计算产生新的结果和线索。
比如在以前,用电的数据和中控的数据大多数是不通的,即使把用电的数据采集到中控上来,也并没有和设备生产完全关联起来,因为如果让自动化公司或者其他一些软件公司去做这个工作会非常复杂,工作量会很大。而MixIOT系统是通过数据的触发、配置,就可以将用电数据与设备运行结合起来,统计计算出设备的空载累计耗电,通过这个统计结果,企业就可以很直观地知道每台设备空载了多长时间、空载率是多少、有多大的管理提升空间。
智物联在实践中,针对饲料行业工艺流程环节和关键生产设备,梳理了需采集或关注的数据(见下表),以及通过分析计算所要得到的线索或达到的目的,并正一步步加以实现。

序号

流程

关键设备

需采集数据/关注点

计算输出

1

投料

刮板机、提升机、清理筛

设备运行状态

减少配件的磨损

2

粉碎

常规粉碎

粉碎电耗、破筛报警、运行状态、电流、喂料频率

提高粉碎的负荷率、安全报警

3

超微粉碎

粉碎电耗、运行状态、电流、喂料频率

提高粉碎的负荷率、安全报警

4

混合

混合机

设备运行状态

异常报警、空载报警

5

调质

蒸汽系统

流量计、压力表取数

能耗统计

6

熟化器

设备运行状态、负载率

设备运行时间、负载对标

7

调质器

设备运行状态、调质温度

温度对标

8

制粒

常规制粒机

进料口的物料温度、调质器出口的物料温度、蒸汽流量、加水量、主机电流、喂料频率、故障报警、电量

异常报警,能耗统计,喂料、负载、调质温度对标

13

膨化

膨化机

电耗、蒸汽流量计、运行状态

喂料、负载、调质温度对标、故障报警

15

真空喷涂

运行状态

设备监测,异常报警远程运维

烘干机

蒸汽流量计,运行状态,水分在线监测

稳定含水率,降低能耗远程运维

16

 ▲饲料生产的数据采集和分析计算结果
 
3、降低人为因素对于数据准确性的影响
目前,很多饲料企业生产管理和设备管理以流程纸质表为主,数据都是人工采集、人工计算、人工录入,十分容易出错,有一些精细化的数据更是压根就没有记录过。通过为企业搭建的物联网平台,能将几乎所有的数据纳入管理,由系统进行相关的处理,这就极大地减少了人为因素的影响,保证了数据的准确性。

▲能耗数据自动报表

4、借助数据,为各项业务建立统一的标准

有了数据作为支撑,就可以在各个业务环节建立所需的“标准”

比如对于生产设备来说,每一台设备在生产不同的饲料时都有一套操作参数,设备在接入MixIOT系统运行一段时间后,就可以建立起关于操作参数的标准。在生产时,系统就可以用这个标准自动提示生产一线员工,今天要生产这种饲料,在这台设备上要用哪些参数,员工直接按照提示进行操作就可以了。这就大大提升了生产效率,新工人也不用花费过多的学习成本,很快就可以上手,因为每生产一种料的时候,大屏上都直接显示了参数标准,只需要按照这个标准去执行,一定程度上也缓解了招工难的困境。

再比如,对每一类型的设备都可以建立起一个标准的画像,比如能耗的指标、吨气耗的指标、维护成本的指标、通信协议的要求等等,这就是今后进行设备采购时对供应商提出标准化需求。

5、系统开放灵活,可随业务或者流程变化进行配置
开放性灵活性是MixIOT最大的优势,智物联交付给饲料企业的是基于MixIOT的一套可配置系统,或者可以理解成一套工具型的产品。客户如果日后有新的需求,可以在它的基础上去做灵活的改变。

在智物联一些实际项目中,客户提出的某个需求,我们当天就能解决,但是同样的问题交给自动化公司来做可能就需要一周。这是因为自动化公司的技术路径是基于定制开发的,如果要改,就牵一发动全身,但对于智物联来说,是基于一套规则给客户做的配置,只要在这套规则下,就可以灵活地做更改。

▲可灵活配置的系统界面

作为长期目标的智能化工厂,包括拉动式生产、基于分析的自动化决策、各生产环节的自主联动、无人化工厂等方面,智物联也已经进行了一些尝试。比如通过对粉碎机的优化控制实现了明显的节能降耗效果;与饲料企业中控系统对接进行配料的自动执行等。但是要真正达到这个目标还有很长的一段路要走,智物联也正与一些饲料企业进行着探索,这里就不详细展开了。

当然,由于国内饲料企业的发展有很大差异,有的可能已经具备了较高的自动化水平,甚至已经有了很好的数字化基础,而有的还处在较为初级的生产阶段,所以即便是中短期目标,对不同企业的也会有所不同,并不是一下子都能全部满足。但是有了明确的目标,就能让企业和智物联一起坚定行进的方向,不被一些所谓热点或华而不实的东西带偏。

▲饲料行业物联网系统架构

智物联针对饲料行业的整个物联网系统架构如上图所示。
最下面一层是设备/现场,包括生产设备、产线、车间、工厂以及与生产有关的业务系统,比如自动化入库系统、自动配料系统,控制系统等。数据都来源于这个底层的硬件设备或业务系统。
在数据采集层,通过工业网关来进行数据采集,由于不同厂家的不同设备有不同的协议,对工业网关的要求就比较高。智物联自主研发的APRUS工业网关适配器支持市面上绝大多数工业协议,并且有WIFI、4G、网线等多种传输方式,能够很好地满足饲料生产设备和业务系统的数据采集需求。
通过APRUS连接设备采集数据后,再把数据上报到MixIOT平台。在MixIOT平台按照一套使用数据的规则对数据进行各种各样的存储、统计、计算、分析,甚至可以在这个平台上直接做一些远程控制。
数据处理的结果可以提供给上层应用,比如说做界面呈现,做大屏,做统计报表等,还可以把数据拿出来推送给更上层的业务系统,去做类似智能驾驶舱、监控管理等等。
基于这样的方案架构,根据客户的不同情况和需求,智物联可以提供不同形式的组网方式,主要有两种。

一种是采用MixIOT的SaaS化部署进行组网,每个工厂可以视为SaaS平台上的一个个账号。这种方式实施周期较短,成本较低,能够帮助饲料企业比较快速地找到数字化的突破口。

▲SaaS化部署的组网图

但对一些饲料企业来说,考虑到生产配方的保密性等因素,更倾向于独立部署,尤其在工厂一级,要求相关数据留在本地,那么智物联也可以提供另一种组网方式,可以在工厂层级部署智物联的方略柜。

方略柜是MixIOT的机柜部署方式,此外还内置了交换机、路由器等等,相当于一个局域网,也就是说它只要通过网线进行网络连接,在没有外网的情况下,就可以承担边缘计算的功能。而经过统计计算分析后,集团层面需要掌握的数据,可以再通过独立部署的云平台进行上传。

方略柜还是将来拉动式生产的基础,因为拉动式生产是涉及到整个生产的各个环节,对边缘计算的要求很高,数据采集算出来的结果需要实时的反馈去做各种各样的排产,方略柜强大的边缘计算能力就能满足这样的需求。

▲独立部署的组网图

对于一些规模还未达到集团化的饲料生产企业来说,将组网图中的“集团”变为“工厂”,将“工厂”变为“车间”,也是一样的道理。而且即便一开始采用了SaaS化部署的方式,今后想变成方略柜部署也不是什么难事,只需要将云端的数据迁移到方略柜就可以了。所以智物联的饲料行业工业互联网组网也是很灵活的,可以根据企业的具体情况来设计。

上面提到了有的数据需要在生产现场进行处理,有的数据是工厂或集团层面需要掌握的,这就涉及到了数据在不同层面的需求和使用问题,可以再展开说说。

对一个饲料生产企业来说,有生产班长、车间主任、生产经理、厂长,如果是集团化的企业,还有片区经理、集团总部等等,不同的层级、不同的角色关注的数据是不一样的。在生产一线的生产经理或者是车间主任要看到各种各样的实时数据,工厂的厂长、片区的经理,或者是总部,更多在乎的是一些业务指标的数据。在原来的情况下,由于子业务系统相互独立等原因,企业很难对数据进行区分,这一方面造成了管理上的冗余成本,另一方面也增加了存放数据的服务器的压力。

智物联的解决方案消除了子业务系统的壁垒之后,便可以通过MixIOT角色分配权限管理的功能,让每一个层级、每一个角色只看到自己需要的数据,而大多数数据又是从下一层级调取的经过统计计算等处理后的结果。也就是说通过权限管理帮助企业建立一套整体的物联网架构,同时又满足它在不同的管理层级上能查看不同的数据结果。

▲数据在企业多个层面的纵向应用

换个角度来理解,由于建立了统一的数据处理标准,下一层级对于上一层级来说,相当于起到了一个工业网关的作用,能够进行数据上报,使得上一层级不需要存储下一层级的所有数据,只在有需要时进行调取。不同业务系统的同一层级之间又可以进行数据交互,也不需要进行重复的存储。这就大大减轻了数据存储和使用中的压力和成本。同时,对数据的角色分配和权限管理,也是“有数据支撑的精细化管理”的一种体现。

以上既是智物联近些年潜心研究饲料行业的一个总结,也是相对宏观的介绍,后续我们将通过一系列的实际案例和功能应用,详细解说智物联的工业互联网解决方案给饲料企业带来的具体价值和效果。

 

---THE END---

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