电解铝生产制造执行系统(AL-MES)(下)(电解铝制造工艺) szthrk.cn

原创作者:曹国法

开篇语:

中国软协项目管理专业委员会始终致力于《软件项目管理标准》在国内的推广应用,助力构建系统化的知识体系,弘扬先进的数智化项目管理文化。为此,我们推出“视点”栏目,邀请业界专家学者、一线管理实践者,分享他们在软件项目管理领域的观点、理念方法、行业经验与发展探索。希望这些凝聚实践经验与智慧的文章,能为您带来启发与收获。

【上期回顾】上期分享AL-MES项目目标、现实挑战、团队搭建以及刚性/弹性需求划分。本期重点分享试点迭代、现场踩坑纠偏、全厂推广落地与项目反思启示。

四、项目实施过程

在执行阶段,采取边开发、边试点、边迭代的模式。在试点对象的选择上,企业内部也曾存在备选方案:一种是选取条件最好的分厂快速出成果;另一种选择工况复杂、问题集中的分厂。综合权衡后,决定选取一个电解分厂作为试点单元先行部署,优先暴露现场真实问题。项目采用瀑布与敏捷相结合模式:总体范围、接口、安全基线采用瀑布管控;现场适配、算法调优模块采用敏捷小步快跑,快速验证硬件采集设备、算法模型的现场适配性。

试点阶段遇到不少现实问题:初代传感器在强磁场环境下信号漂移严重,数据跳变幅度大;网关在高温粉尘环境下偶发断连。硬件团队前后完成多版传感器与工业网关迭代,反复做信号降噪、抗磁干扰改造。针对核心工艺参数无法直接测量的痛点,依托海量历史生产数据,建立AL-MES推算模型;模型初期推算偏差较大,通过持续引入化验真值做迭代训练,逐步提升推算精度,实现电解质温度、初晶过热度等关键指标间接测算。

在过程管理过程中,建立常态化评审机制,每周开展项目例会,对进度、成本、质量、风险进行复盘,出现需求变更必须执行完整变更审批流程,避免范围蔓延。PMO发挥组织级管控作用,协调企业内部生产、设备、信息、采购多个职能部门,协调外部供应商,做好客户、车间操作人员、管理层等多方利益相关方沟通管理,及时化解部门间协同障碍。

试点分厂验证稳定后,分批次向全厂区推广部署,完成全厂电解槽、净化、供电、铸造系统接入,打通各个业务系统的数据壁垒,构建统一的生产制造执行数字平台。平台实现生产数据自动采集汇聚,形成全局可视化监控看板,可实时查看每一台电解槽的电压、电流、下料状态,对异常工况(槽壳温度、欠料、阳极效应)及时预警;对海量生产数据开展分析,自动给出电解槽工艺调整建议;平台同时覆盖设备台账、故障预警、生产计划、出铝调度、质量化验、能耗统计等业务,实现从生产制造过程中“数据采集-智能分析-决策建议-执行反馈”的闭环管理。

系统全部部署后,按照流程开展系统测试、用户验收、现场培训,完成项目结项,输出全套项目文档、操作手册、经验总结,纳入企业知识库。

系统正式投运后取得初步的业务成效:

1.生产端,电解槽异常工况识别准确率大幅提升,阳极效应及效应系数得到有效抑制,电流效率稳步提升,吨铝综合电耗实现下降1000kW.h以上;

2.管理端,改变过去依赖现场人工巡检、凭经验判断槽况的模式,大量重复性现场工作由系统替代,一线人员工作强度降低,百万吨产能配套人员从万人级精简到千人级;

3.决策端,管理人员可通过平台掌握全厂生产全貌,实现生产透明化,为后续开展数字孪生、探索“无人化”车间建设打下基础。

4.知识积累,项目同时沉淀大量工业软件项目资产,形成电解铝行业AL-MES需求模板、实施流程、风险库,纳入企业组织知识库,为后续新建分厂数字化建设复用。

五、结果与反思

复盘AL-MES项目经验,有三点启示。

第一,复杂工业软件项目,不能只关注代码开发,要高度重视人才综合能力,按照软件项目管理专业人士能力标准搭建复合型团队,兼顾软件知识与工业工艺知识,工艺专家必须深度参与需求、测试、现场调优全流程。

第二,大型工业数字化项目不能只关注技术本身,要落实组织级项目管理,发挥PMO价值,做好跨部门协同、风险管控、变更管理,平衡技术目标与现场生产约束。生产连续性是电解铝企业最高优先级,任何系统变更都要把生产风险放在第一位。

第三,要坚持试点先行、迭代推进,正视工业现场极端工况带来的不确定性,将现场验证贯穿项目全流程。实验室表现良好的传感、算法,到工业现场往往会出现各类适配问题,必须留足迭代优化周期。

当前我国铝行业正向智能化、“无人车间”方向持续迈进。该项目实践充分证明,依托国内软件项目管理标准化体系,坚持自主研发,软件技术与工业工艺深度融合,完全可以攻克复杂工业场景数字化难题,助力我国铝工业持续巩固全球竞争优势,为冶金及相关行业数字化转型提供宝贵参考。

【下期预告】下篇正式开启,进入电解铝如何走向“无人车间”?第一部分,梳理制约“无人车间”落地的管理瓶颈与五大关键技术课题。

曹国法,中国软件行业协会项目管理专委会专家。从事行业软件研发及项目管理近40年,规划并主持我国铝工业生产管理、投资管理、应急救援指挥中心系统及电解铝生产制造执行系统(AL-MES)研发及部署,负责完成行业软件技术标准及规范各1件。出版信息化专著两部,在国内国际核心期刊发表论文20余篇,获得软件著作权百余件,拥有科技成果20项、专利52项(发明专利5项),参与各类项目评审200余项。

结束语:

“数字化转型”与“高质量发展”是中国经济未来方向的引领力量之一。在这一进程中,我们既需要技术创新驱动,也离不开管理支撑。专委会诚邀各位专家学者、行业实践者踊跃为本专栏投稿,分享您的洞见、思考与经验!