一种转底炉3D建模数字化管理平台的制作方法

本发明属于生产管理信息化技术领域，尤其涉及一种转底炉3d建模数字化管理平台。

背景技术：

国内外建立的转底炉工厂，通常有以下较为突出的问题：

智能化改造不完全，存在大量3d(dirty-环境恶劣、difficult-困难复杂、dangerous-危险劳动)劳动岗位；

生产线长，原料冶金尘泥成分波动较大，无法实时监控中间产品与最终产物的质量指标，依靠现场操作员工人工调整设备与工艺参数，存在前后段工艺信息传递不准确，有效信息滞后性高，操作难度大的问题

工厂无法收集现场海量的有效运行数据，更不说要求在极短的时间内收集用于指导生产实践的关键数据；

人工巡检效率低，部分巡检位置具有高处作业、气体泄漏等安全隐患；

人员定位不清晰，仅依靠对讲机完成人与人之间信息交流，对于安全事故突发情况缺乏及时的救助。

技术实现要素：

本发明提供一种转底炉3d建模数字化管理平台，旨在解决现有技术存在的问题。

本发明是这样实现的，一种转底炉3d建模数字化管理平台，包括：

管理层，其包括erp系统和数字化工厂可视化平台；

执行层，其包括检化验管理系统、mes系统、安全环保管理系统、点巡检系统、数字化移交平台；

作业层，其包括无人化作业系统；

基础层，其包括生产设备、电气系统、自动化系统和仪表系统。

优选的，所述数字化工厂可视化平台包括：生产模块、工艺模块、点巡检模块、安全环保模块、物料模块、设备模块、视频监控模块、三维展示模块。

优选的，所述mes系统包括：智能物流模块、质量管理模块、生产计划模块、生产实绩模块、物料管理模块、发货管理模块、检化验模块、成本管理模块和报表模块。

优选的，所述安全环保管理系统包括：人员定位模块、车辆定位模块、电子围栏模块、门禁系统模块、环保监控模块、煤气报警模块、视频监控模块和安全管理模块。

优选的，所述点巡检系统包括：设备管理模块、设备监控模块、点巡检计划模块、点巡检轨迹模块、点巡检实绩模块、问题处置模块、检修管理模块。

优选的，所述无人化作业系统包括在线数据自动采集系统。

优选的，所述无人化作业系统还包括：无人行车模块、锌粉自动打包模块、锌粉自动转运模块、锌粉智能仓库模块、智能成品料仓模块、自动清扫机器人模块、自动水份检测模块、在线成份检测模块、自动配料模块、自动清堵模块、无人计量模块。

优选的，所述人员定位模块用于统计并汇总车间内的人数、岗位、轨迹、密度信息；

所述电子围栏模块用于结合预设的车间三维模型，划定电子围栏，在人员接近或进入危险区域/未授权区域时报警；

所述安全管理模块用于进行轨迹分析，识别出预设的危险状况并发出警报并通知现场人员查看。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种转底炉3d建模数字化管理平台，通过设置管理层、执行层、作业层和基础层，管理层包括erp系统和数字化工厂可视化平台；执行层包括检化验管理系统、mes系统、安全环保管理系统、点巡检系统、数字化移交平台；作业层包括无人化作业系统；基础层包括生产设备、电气系统、自动化系统和仪表系统，本发明基于二维图纸建立工厂三维模型，搭建数字化交付系统，接收和整合各参建方的数据资料，实现以工厂对象为核心的数字化交付，为智能工厂建设提供支撑。通过数字化集成平台系统集成现有运维以及各系统的数据，实现可视化运维管理。

附图说明

图1为本发明的一种转底炉3d建模数字化管理平台的整体架构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种转底炉3d建模数字化管理平台，包括管理层、执行层、作业层和基础层。

管理层包括erp系统和数字化工厂可视化平台。

其中，数字化工厂可视化平台包括生产模块、工艺模块、点巡检模块、安全环保模块、物料模块、设备模块、视频监控模块、三维展示模块。erp系统具备设备管理、财务成本管理、产销管理、微检修、仓库管理、人力资源、环保平台、煤气报警和安全管理功能。

执行层包括检化验管理系统、mes系统、安全环保管理系统、点巡检系统、数字化移交平台。

其中mes系统包括：智能物流模块、质量管理模块、生产计划模块、生产实绩模块、物料管理模块、发货管理模块、检化验模块、成本管理模块和报表模块。点巡检系统包括：设备管理模块、设备监控模块、点巡检计划模块、点巡检轨迹模块、点巡检实绩模块、问题处置模块、检修管理模块。安全环保管理系统包括：人员定位模块、车辆定位模块、电子围栏模块、门禁系统模块、环保监控模块、煤气报警模块、视频监控模块和安全管理模块。

人员位置管理系统利用uwb高精度定位系统+5g的方案，记录并显示厂区内人员的实时位置。该方案的定位精度为10～20厘米，延时为10ms左右。具体的，人员定位模块用于统计并汇总车间内的人数、岗位、轨迹、密度信息；电子围栏模块用于结合预设的车间三维模型，划定电子围栏，在人员接近或进入危险区域/未授权区域时报警；安全管理模块用于进行轨迹分析，及时识别出可能的危险。比如人员位置长时间不变，系统将发出警报并通知现场人员查看。

作业层包括无人化作业系统。无人化作业系统包括在线数据自动采集系统、无人行车模块、锌粉自动打包模块、锌粉自动转运模块、锌粉智能仓库模块、智能成品料仓模块、自动清扫机器人模块、自动水份检测模块、在线成份检测模块、自动配料模块、自动清堵模块、无人计量模块。

基础层包括生产设备、电气系统、自动化系统和仪表系统。

本发明的数字化管理平台核心应用场景主要有大屏指挥中心、人员位置管理、数字化点巡检、设备预测性维护、虚拟培训等。

大数据平台——解决了传统工厂的“数据在哪里”、“数据是否可靠”、“数据孤岛问题”的问题，用户通过可视化环境快捷的获取正确、完整一致的数据：

1.以基于三维模型的可视化环境替代传统的dcs/plc操作界面；

2.在一个屏幕上展示所有数据而无需切换系统；

3.虚拟环境与视频相结合，可以随时查看实际真实状况；

4.所有数据均与物理位置相关联，一旦出现异常可以直接定位到物理位置；

5.将人员与物理工厂相结合；

6.接并显示来自不同系统、不同位置的各种报警信号并及时做出响应。

本发明还提供数字化点巡检的功能，数字化点巡检利用工厂可视化技术，模拟对转底炉车间巡检的情景，了解设备实时数据信息。并将重点设备的运行状况、环保检测等信息，以曲线图、仪表盘、柱状图等形式实时显示在屏幕上，让操作人员一目了然。

1.相较于普通车间，转底炉数字化车间实现了以“无人点巡检”代替人工现场巡检，利用监测系统，对设备的温度、振动频率等进行实时在线监测，方便设备的日常维护管理；

2.无人点巡检创新性设置了一名“虚拟员工”，通过制定巡检路线，实现一键开启智能巡检，代替真人在现场巡检，通过这名“虚拟员工”的视角，在制定好的路线中查看相关设备数据，“虚拟员工”点巡检的效率是普通员工的3倍左右，在“虚拟员工”巡检过程中，只要有一处设备发生故障，大屏上就会发出警报信息，工作人员能第一时间发现问题并迅速采取措施；

3.不仅可以让“虚拟员工”按照设定路线点巡检，普通员工还能身在中控室，通过vr模拟车间的真实环境，只要带上vr眼镜就能实现去任意位置点巡检。这种“足不出户”的点巡检方式，不仅可以让员工在任意时间“亲临”车间现场对设备进行检查，还能在保证安全的前提下，有效降低安全培训成本。

本发明也提供设备预测性维护功能，设备异常或故障会造成非计划停车，给生产运行带来极大的影响。预测性维护能够在故障发生前数天、数周或数月提供关于设备问题的预警通知和诊断。可减少设备停机时间，提高可靠性，并改善性能，同时降低运营和维护成本。

1.相关人员可以收到潜在问题的预警通知，因此可以减少计划外停机时间。可以对情况进行评估，从而实现更高的便利性，而非立即关闭设备。此外，由于规划更合理，可以减少维护成本；

2.可以有充足的时间订购和运输部件，而设备可以继续运行；

3.通过预测性分析，可以了解资产在当前运行状态下的实际和预期性能，了解哪个部分效率低下及其对财务绩效的影响，并可根据该信息推断性能缺陷对当前和未来运营的影响。另外，该信息还能帮助评估与每个所监控资产相关的风险和潜在后果，并能用来更好地对资本和运营开支划分优先级。

本发明还提供虚拟培训的功能。传统的培训往往以手册+视频的形式进行，很难安排实际操作。虚拟现实技术则提供了新的解决方案。

1.基于bim的三维模型与实际完全一致，用户在虚拟环境内的行动与在实际车间内的行动完全一致。

2.通过vr眼镜与vr手套的配合，可以让用户在虚拟环境中对设备、阀门等进行实际操作，系统辅以声光电等效果对用户的操作做出响应，加深用户印象，比如，操作错误时，虚拟环境中发生爆炸。

3.虚拟培训不受时间、人数、生产的限制，可以多次反复的进行，从而极大地提升培训效果与效率。

本发明的一种转底炉3d建模数字化管理平台，实现生产制造过程的数字化，信息、数据可以在执行层、基础层、管理层间进行交互，工厂中基础层的设备均已具备数字化功能，物料、辅具、人员等生产资源已具备了可数字化识别的能力；通过数字化平台贯穿执行层中的各个管理模块的业务、活动及资产管理，实现生产精益化、透明化。转底炉3d建模数字化管理平台将转底炉打造成高度信息化、智能化、数字化的智慧工厂，利用5g信息技术，通过处理海量的转底炉生产数据，模拟分析最优的设备运行参数曲线，结合模型算法实现预防性的设备诊断，保障设备的科学合理使用，保证生产稳定高效进行。通过数据训练后的智能生产系统，可量化管控转底炉工艺参数，标椎化转底炉生产控制，促进转底炉绿色循环经济发展。

综上所述，本发明的一种转底炉3d建模数字化管理平台，通过设置管理层、执行层、作业层和基础层，管理层包括erp系统和数字化工厂可视化平台；执行层包括检化验管理系统、mes系统、安全环保管理系统、点巡检系统、数字化移交平台；作业层包括无人化作业系统；基础层包括生产设备、电气系统、自动化系统和仪表系统，本发明基于二维图纸建立工厂三维模型，搭建数字化交付系统，接收和整合各参建方的数据资料，实现以工厂对象为核心的数字化交付，为智能工厂建设提供支撑。通过数字化集成平台系统集成现有运维以及各系统的数据，实现可视化运维管理。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。