大数据赋能助力高质量发展:中国铝业卓越技术中心大数据服务平台建设侧记

发布时间:2022年9月30日
新闻导读:2022年初,历时5年,中国铝业卓越技术中心大数据服务平台生产管控系统(一期)正式上线试运行。该系统通过业务数据化、数据业务化,实现了中铝股份公司智能化集中一贯制管理。

2022年初,历时5年,中国铝业卓越技术中心大数据服务平台生产管控系统(一期)正式上线试运行。该系统通过业务数据化、数据业务化,实现了中铝股份公司智能化集中一贯制管理。

2022年8月,经中国有色金属工业协会组织的专家评价,“铝工业大数据服务平台开发及应用”项目,建立了首个集数据质量管理、存储管理、大数据计算管理、算法管理等于一体的铝工业大数据服务平台,解决了铝工业多维度、多层级、低延迟数据的高效存储和调用难题,开发了数据分析和业务管理系统,开创了专家远程诊断及技术服务新模式,促进了企业智能化运营管理和高质量发展,经济效益和社会效益显著,整体技术达到国际领先水平。

这一成果的取得,是中铝郑州研究院“中国铝业卓越技术中心建设及运行专项工作组”致力创新、共同努力的结果。

统筹规划 狠抓落实

2016年5月,中国铝业卓越技术中心在中铝郑州有色金属研究院成立。郑州研究院专门组建了由党委书记、董事长樊大林任组长,总经理陈开斌任副组长的管理与建设团队,负责统筹项目实施,制订项目实施方案和计划,协调安排技术人员完成实施和服务工作,跟踪项目进程,把控关键节点;项目服务中发现各种技术、质量及管理沟通协调等问题,通过协调及时解决;院副总工程师赵清杰作为项目领导小组成员和执行负责人,与项目团队并肩战斗,坚守一线;张艳芳作为技术负责人带领团队从调研、功能需求、方案设计、项目实施到系统上线,每一个环节精益求精、全力以赴……

正是团队一次次加班加点,平台建设向前推进日新月异。2018年1月份,开始实施数据服务平台一期建设,搭建大数据服务平台和数据可视化平台,实现了中铝股份氧化铝、电解、炭素3个板块6家企业生产过程数据的采集;2019年5月份,开始实施数据服务平台二期建设,实现了中铝股份氧化铝、电解、炭素3个板块数据标准建设和26家企业生产数据采集,建成了专家分析平台和专家服务平台;2020年11月份,开始精益管控系统建设,实现了中铝股份氧化铝、矿山、电解铝、铝基合金、炭素、电力、煤炭7大板块、7大类指标(产量、设备、工艺、质量、库存、安全、环保)的可视化展示及异常分析;2021年5月开始生产管控系统建设,建设生产管控系统(一期),实现计划、调度、质量、指标4个模块在华昇、文山、中润的上线试运行。

2020年7月31日,中铝股份董事长刘建平到郑州研究院调研指导工作,听取卓越技术中心项目进展汇报,观看卓越中心数据运用展示,对项目建设给予充分肯定;2022年4月25日,中铝股份总裁朱润洲在该公司早调会上指出,生产管控系统是公司垂直一贯制管理的重要支撑,要坚持做下去,切实发挥成效,助力管理提升。

确保数据准确 运行快速高效

作为中国铝业首个大数据服务平台,数据的准确性、及时性以及稳定性是平台应用的基石。面对涉及企业多、采集数据量大、控制系统复杂等多样问题,王跃勇作为数据采集负责人,将中国铝业股份公司氧化铝、电解铝、炭素3个板块中31家企业系统中的生产数据、企业经济指标数据、能源数据、库存数据、安全环保等数据汇集到数据中心,实现从多异构数据源到同构数据源的转换,在平台应用中“让数据跑起来”。每次谈到企业的数据存储分布和数据采集情况,王跃勇都如数家珍。

“王工,这家企业的净化控制系统数据存储位置找不到,数据采集可怎么做啊?”一次,项目组在某电解铝企业调研时,需要将该企业系统数据库中数据逐一核对后,采集至中心端,同去的工作人员由于经验不足,核对数据项时请教王跃勇。王跃勇耐心地说:“让我查看一下。”他通过数据库仔细查找,逐步发现了数据库的存储规律,核完数据,已到深夜。“任何控制系统的数据肯定有存放规律,只要沉下心来,靶向发力,再难的问题总会有结果。”问题解决后,同事对王跃勇投来佩服的目光。

王跃勇深知,系统中每一个数据的正确性对系统稳定性意义重大,一个错误数据,可能会给公司带来难以挽回的重大损失。遇到企业电解槽逻辑判断中停槽数、焙烧槽数、停槽日期、停槽槽号和数量与报表数据不一致等问题,他总是一丝不苟用心检查。

做好运行维护 确保系统安全

对于中铝股份来说,建立大数据系统经历了艰难过程,如果运行安全得不到保障,不仅损失巨大,而且失去应有价值。

2021年底,卓越技术中心运维组接到任务,为了让该系统达到国家网络安全等级要求,第一时间进行了安全升级。作为卓越技术中心运维组负责人的李琰,接到任务后,带领运维组成员制订详细工作计划,主动与总部信息管理部沟通,确定安全升级方案和设备选型采购。由于涉及安全设备种类繁多,运维组成员连续奋战一个多月,终于将安全设备安装好。另外,在进行安全系统部署前,需要把旧网络设备进行替换,在进行系统网络线路切换过程中,系统网络线路的通断,直接影响信息系统能否正常使用,以最快的速度完成线路切换才是硬道理。

深夜2点,卓越技术中心机房内,李琰和团队成员有条不紊地按计划方案进行系统网络线路切换工作,眼看大功告成时,突然发现所有信息系统瞬间卡死,无法访问。“这可怎么办啊?”大家的心顷刻又悬了起来。李琰凭借多年工作经验告诉大家:“咱们按方案中的各个模块,分组分别进行测试排查。”他紧盯屏幕、反复验证,不放过任何一个细节,用响应性测试逐一排查网络配置、安全策略,缩小问题范围。从核心交换机到服务器的链路逐一测试,他发现中断是在汇聚交换机的业务链路位置,经过多次调试和修改配置,链路终于正常运行。

运维工作是枯燥的,李琰记不清自己多少次半夜被工作电话唤醒,多少次在寒冷的冬夜奔向机房;数千行的巡检记录,上百份的运维报告,还有制订的38项运维安全管理制度,李琰带领运维团队在事件日志中寻找蛛丝马迹,在网络链路中逐一摸排,在策略中分析对比……他们齐心协力,为卓越技术中心业务系统正常运行努力工作。去年底,中国铝业卓越技术中心“数据服务平台”获得公安部颁发的信息系统安全等级保护备案证明。

平台建设日益完善

大数据效能不断扩大

经过近5年建设,大数据平台建立了数据采集存储计算系统与统一数据接入标准,实现了各企业数据的安全接入;开发的数据采集系统负责将分散在中国铝业股份公司氧化铝、电解铝、炭素3个板块中31家企业(电解铝11家、氧化铝10家、炭素10家)孤立的工业生产数据、企业经济指标数据、能源数据、库存数据、安全环保数据抽取整合至数据中心ODS层,实现了从多异构数据源到同构数据源的转换;形成了数据资产和知识库,全公司数据资源可集中共享,并建立了各种工艺模型,指导企业生产。另外,针对氧化铝、电解铝及炭素三大板块的相关主题,还建立了流程优化、工艺指标寻优、异常分析和质量追踪4个数据分析模型和工艺模型,通过搭建数据可视化智能辅助管理系统,为智慧运营生产奠定了基础。

平台中建成的KPI大屏展示系统,可面向集团、企业管理者,可对氧化铝、电解铝及炭素3大板块提供集团、板块、企业、工序4级生产分析数据。同时,针对相关主题,可通过维度约减、聚类等方法,对历史数据进行异常模式展开挖掘,并采用异常模式对数据进行分析,为生产决策、报警规则提供支持。

目前,郑州研究院已全面开展对企业运行情况进行远程诊断,已提交诊断报告18份,对中国铝业股份公司26家企业的生产指标、36家企业的环保指标进行了优化,对疑难问题提供了成套技术解决方案。

2021年,正式上线运行的精益管控系统以图形化、可视化的方式快速发现了公司26家企业、7大板块(矿山、氧化铝、电解铝、铝基合金、炭素、发电、煤炭)的生产管理异常,并快速定位异常原因。

2022年,正式上线试运行的生产管控系统(一期),主要包括计划管理、调度管理、质量管理、指标管理4个模块,在广西华昇等3家试点企业上线运行,标志着中铝股份生产业务由传统的人工管理向数字赋能、信息化、网络化、智能化、精益化管理转变,为该公司实现集中一贯制管理、智能调度和企业智慧运营、数据资产化和数字经济化提供了技术支撑。

依托卓越技术中心,中铝股份已成功申报2个国家项目。2018年,中铝股份获批国家制造业“双创”平台试点示范项目,并获得政府财政资金支持;2021年,中铝股份获批国家大数据产业发展试点项目。

目前,铝工业数据标准规范和铝工业大数据服务平台已在27家企业推广应用。基于铝工业大数据服务平台,专家将线上数据分析和线下技术服务有机结合,在为企业故障诊断、生产流程优化和降本增效提供技术服务的同时,为企业创造经济效益1.03亿元;申请专利8项,已授权发明专利4项,获得软件著作权6项,发表文章6篇。

平台在全国铝行业推广后,以相同产量效益比计算,每年可创造经济效益5.33亿元;平台通过对环保排放的监控,有效地预防了环保事故的发生,提高了企业管理质量,减少了因环保不达标带来的环境危害和经济损失,而且平台的开放共享创新模式与配套技术体系等可推广应用至铜、铅、锌等其他有色金属行业,为助力数字经济实现高质量发展务实基础。

责任编辑:杨净茹