摘要：南陽中聯的信息化建設是將生產過程、生產管理、質量管理、物流管理、節能減排和安生產等工業現場的生產實時數據整合到一起，將各類IT和OT系統的數據統一儲存，統一管理，利用大數據企業信息管理系統軟件對廠生產、質量、銷售、成本、利潤等關鍵指標進行實時監控和管理，為不斷增長的信息化業務提供數據支持。

一. 信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級實施背景

1.應對市場變化，迎接挑戰的需要。

隨著球經濟的低迷、家的宏觀調控以及內水泥產能的嚴重過剩，環保要求近乎嚴苛，市場形勢的陡然變化，建材行業的黃金十年悄然結束，寒冬期隨之而來。如何實現企業健康可持續發展，戰危機、迎挑戰、保穩定，實現危中尋“機”，是企業當前的要難題。而把“信息化數據建設”作為企業發展轉型升級的軟實力，在企業的健康可持續發展過程中起著的作用。

2.提升企業競爭力，推進轉型升級的需要。

隨著新興信息技術的產生和應用，傳統的生產方式和商業模式正在不可避免地發生著變化。隨著信息技術與各行各業結合得更加緊密，未來工業的生產方式，也將發生顯著的改變。為了及時準確的管理公司的運行，發揮大數據信息技術的分析優勢，須利用信息管理技術對現場生產的工業控制自動化進行規整融合。

3.解決企業管理問題，適應發展定位的需要。

南陽中聯是一家由老牌軍工企業一步步發展起來的現代化大型水泥企業，隨著對經營管理要求的提高，須謀求并借助于現代化的管理方法和手段，才能不斷滿足公司經營管理的需要。企業原有各個工業控制系統:質量控制管理系統、倉儲系統、財務系統、銷售系統等自成一體，相互獨立；無法對具體的能耗指標，成本分析，設備維護做出精細管理，多系統跨統計數據，規整分析，費時費力，而且效率低下。隨著各種管理技術的發展，這種運行模式能耗高、人工成本快速上漲等弊端也在越來越地體現出來。這種各自為戰的管理方式帶來的弊端越來越突出，集中表現在基于部門或科室自身利益，人為建立的制度障礙，以及跨部門業務中各部門對于自身利益考量所產生的掣肘，這些問題在不同程度上影響著南陽中聯戰略的落地和效能的發揮。 

二. 信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級的基本內涵

南陽中聯的信息化建設是將生產過程、生產管理、質量管理、物流管理、節能減排和安生產等工業現場的生產實時數據整合到一起，將各類IT和OT系統的數據統一儲存，統一管理，利用大數據企業信息管理系統軟件對廠生產、質量、銷售、成本、利潤等關鍵指標進行實時監控和管理，為不斷增長的信息化業務提供數據支持。主要涉及能源管理系統、控制室DCS集散管理系統、安生產預警平臺、DCS智能控制系統、自動抄表系統、在線分析配料系統、收發貨集中控制系統和“一卡通”智能物流配送系統等項目。開展相關的工業控制系統和信息管理系統的數據交換、項目數據交換，實現產品、項目的周期管理，深入推進企業資源規劃（ERP）系統與產品數據管理、產品生命周期管理、制造執行系統等其他系統的集成。利用現代化通信、計算機和自動控制技術對企業的電力、用水、空壓機和真空系統、回轉窯爐控制系統、供配電控制系統、給排水與氣等能源介質進行監測，對企業內部能源狀況進行監控，以實現能源的利用。減少了人員的勞動強度，提供的數據來源，對系統的能耗分布做到一目了然，方便系統的調整優化，減少能耗的浪費具有指導意義。DCS集散控制系統作為整個水泥企業自動化與數字化轉型的基礎性部分，它的深度融入對提升工業自動化水平，提質增效，勞動強度，提高企業產品質量及盈利能力起到重要作用。

南陽中聯企業信息化的建設不僅了運營管理成本，提高管理決策能力、管理水平；而且能推進企業進行業務流程重構和組織結構優化，提高企業的安生產能力，企業的管理創新、機制創新、技術創新等。隨著信息技術的不斷更新，兩化融合將會給公司帶來更大的經濟和社會效益。

 三.信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級主要做法

（一）系統論證，分板塊實施

1. 對企業工業生產現場各個區域的計量儀器儀表進行改造，更換成數字智能化儀表

如電能采集與計量自動化系統就是將總降35kV計量采用的XX電度表和X多功能表，6kV I段計量采用的舊式機械電度表和6kV II段采用X多功能表部更換為具有通訊遠傳功能的計量電表，通過通訊服務器、以太網交換機、計算機以及力控的組態軟件，將監控儀表中的所有數據都能上傳給監控主機，并能夠通過主機進行報警判斷。采用面向對象的分布式一體化結構，遵循開放的原則，采用分層分布結構，該項目整個系統分為三部分：主控層、通訊層和間隔層。

2.對各個運行控制系統控制軟件進行優化升級，使各個系統能夠實現數據共享，實現聯網數據交互。

先對現場有關生產和能耗數據的采集、完善、外傳、存儲，控制系統工藝參數、煤、電、水、等數據從 DCS、ERP、OA 辦公、物流一卡通系統、集中抄表系統等現有系統采集，化驗室有關數據（如煤粉氣熱值、熟料、水泥強度、熒光分析等）等無法自動在線采集的數據通過手工填報平臺實現定期錄入管理。系統構建了生產實時數據、企業管理數據集成應用的數據倉庫系統，由實時數據庫和關系數據庫組成。生產過程數據通過實時數據采集平臺采集存儲至實時數據庫，不具備自動采集條件的非實時數據通過手工填報平臺采集存儲至關系數據庫。基礎數據處理模塊主要用于系統基礎數據的采集、處理以及能耗指標基本數據的計算，為系統中其他模塊提供完整、準確的基礎數據及指標基本數據。是整個系統正常、準確、運行的基礎和保障。

數據采集內容主要包括水泥生產過程工藝參數（壓力、溫度、流量、電流、振動、料位、濃度等）、質量檢測參數（熟料 f-CaO、熟料 LSF、熟料 IM、熟料 SM、熟料 KH、水泥強度、水泥比表面積、水泥細度等）、能源參數（原煤、電力、供用水等）。

數據采集方式分為從現場設備（PLC、DCS 等）自動獲取數據；用戶可以手動輸入數據；從其他系統獲取數據（如 ERP、MES 等）；根據采集的數據進行能源基礎指標計算；向系統其他模塊（如實時監控模塊、企業能源計劃與預測模塊、能源指標分析模塊等）提供數據。

3.建設貨物“一卡通”智能物流配送系統

該系統軟件采用目前主流成熟的客戶機/服務器（C/S）架構，模塊化設計。對系統功能的修改，更新，都只針對本部模塊，不影響系統其他功能的運行，結構清晰合理，如下圖所示。打印服務模塊、語言服務模塊、微信服務模塊等互不影響。服務器中間件程序就像橋梁一樣連接各個功能模塊，并負責本地SQLSERVER數據庫與ERP ORACLE數據庫進行數據交換、存儲，與ERP系統無縫對接，并且受ERP系統的管控。從ERP系統獲取訂單大票號、水泥批次號、水泥品種信息，并且將過磅數據信息回傳到ERP系統。

（1）網絡預約系統

登記平臺包含B/S網絡預約登記系統、微信公眾號預約登記、固定終端登記；對于有來源車輛可以通過B/S網絡預約登記平臺進行預約，網絡B/S平臺進行信息錄入，系統可查看審核狀態實現遠程預約、預約。對于無來源車輛司機可以司機在入場前通過微信公眾號登記車輛信息支付完成后即可自助取卡；司機也可在廠內自助終端機進行預約登記，信息也需人工后臺審核，審核通過司機自助取卡。

通過自助預約系統可以實現快速發卡，司機入廠后刷身份證即可直接進行發卡，數據準確的同時提高的發卡效率，縮短發卡周期，為一卡通物流系統打下堅實基礎。

對于有來源車輛可以優先通過B/S網絡預約登記平臺進行登記，可與ERP系統進行數據對接，實現數據互通；對于成品銷售信息由金蝶ERP系統分配物流信息，由銷售人員進行信息維護，對于原料采購由采購人員維護訂單信息，物流信息準確無誤；網絡BS平臺進行信息錄入，包括計劃送貨信息、計劃提貨信息、提貨信息單元等，系統可查看審核狀態實現遠程預約，進行預約，提高了工作效率的同時信息傳輸的準確；司機可在自助發卡終端通過身份證完成自助取卡，大地縮短了辦卡周期。

對于無來源車輛司機可以關注微信公眾號，在微信公眾號中進行自助預約下單，便捷。司機將指定的車輛信息錄入系統內，包含車牌號、身份證、司機姓名、銀行卡號、產品類型、規格、發貨件數等；通過對微信平臺的第三方開發，傳輸至預約登記平臺，工作人員進行信息審核，審核通過后車輛入廠即可實現快速發卡。

自助發卡終端可以實現自助登記車輛信息、自助發卡等。包含顯示觸摸顯示屏、工控機、打印機、發卡機、IC卡、近距離閱讀器、身份證識別器、高拍儀等設備，實現司機自助預約、自助發卡、自助打印等功能。司機入廠后在自助終端機上登記車輛信息，經人工審核無誤后即可實現刷卡。此系統功能免去了人工排隊的過程，實現快速發卡，提高工作效率。

（2）開票服務大廳---智能收發卡

自助發卡：對于所有預約信息，需要人工進行審核，審核通過方可允許發卡，車輛信息準確無誤，廠區內業務流程穩定有序進行。

人工發卡：若司機未進行預約也可到廠后到指定地點人工辦理發卡業務，人工登記車輛信息，確認無誤后人工發卡。可通過排隊叫號機排隊進行辦理發卡業務。

系統將車輛信息、貨物名稱、運輸單位、身份證等信息與車輛卡一起綁定。通過車輛卡實現對物料的管理與確認，避免人工輸入車號信息帶來的安漏洞，人工參與，減少企業不要的損失。當所有流程結束后進行收回，可循環使用。

（3）汽車衡智能稱重系統

視頻監控系統由二組高清網絡數字攝像頭組成，監控畫面實時顯示在軟件界面當中，方便司磅員觀察現場情況；在稱重時抓拍兩端圖像，保存在指定文件夾方便后期查看。

紅外卡位系統由兩對紅外光柵組成，防止車輛未完上秤造成重量減少，或后車跟著上稱造成重量變大等作弊行為。

語音指揮系統可以友好的提示司機如何過磅，如司機成功刷卡后語音提示“刷卡成功，車號××”；車輛沒有按要求停靠則提示“請停到秤臺中間”；當稱重完畢后提示“稱重完畢，重量××，請離開秤臺！”；智能、快速、易懂，讓司機更快更準確的過磅，大大提高了工作效率；同時司磅員也可通過麥克風喊話提示司機，快捷易用。

智能稱重系統可以在自動和手動兩種模式自由切換，道閘亦可通過手動起、落，方便快捷，可以輕松處理復雜多變的稱重問題。整套系統體現了信息化、人性化的設計理念，提高稱重效率的同時了數據的安與準確。

4.在主要生產控制配置數據采集規整接口機，采集各個生產控制系統，各個控制生產管理系統的數據信息。

（1）自動數據采集平臺

接口平臺軟件（DataMaster）在數據采集方面具有成熟完整的技術方案，負責采集下屬單位的實時生產過程數據：DataMaster 融合了網絡監控管理、節點校時、多級緩存、流量控制、斷點續傳、立體網絡緩存調度、穿網閘數據傳輸等多項技術，保障實時數據采集的性、穩定性、實時性、準確性與完整性。

支持可視化的接口狀態監控與管理，用戶可以通過接口狀態通訊圖實時監視接口機網絡狀態，當采集鏈路發生故障時，系統會發出故障報警，并顯示出故障鏈路的狀態，方便用戶判斷接口故障產生的原因。

（2）分布式程序架構

DataMaster 會部署在數據采集的每個網絡結點上，通過服務器上的服務端控制模塊對他們進行統一的網絡化調度管理，同時各個結點有具有獨立判斷網絡狀況的能力，結點在與失去聯系后能夠啟動自主控制方案，完成數據緩存等自救行為，同時不斷測試網絡情況，直到與數據恢復聯系；通過該套分布式網絡部署方案，DataMaster 實現了多級緩存與離地網絡緩存調度技術。

（3）網絡管理方案

DataMaster 通過多端口分配管理與多種網絡通信協議配合使用的方法，為每條數據傳輸鏈路分配獨立的數據通道，同時管理通道與數據通道分離，從而達到數據傳輸互不干擾；又通過對每條數據通道進行統計分析管理技術，達到數據通道之間的數據傳輸優先級與流量分配管理，數據傳輸在時效性的同事達到傳輸效率大化，解決分布式網絡監控與網絡校時以及流量控制等技術難題，真正實現立體網絡緩存調度技術。的緩存技術DataMaster 借助朗坤數據庫已有的數據存儲與壓縮技術（獲得家），實現了大量緩存數據的讀寫。

（4）完善的過網閘傳輸技術

DataMaster 采用 UDP 與 TCP 雙協議對物理隔離裝置兩側的網絡通信進行管理，發送端通過 TCP 連接網絡狀態，接收端通過 TCP 連接以及數據接收時判斷連接狀態，同時服務端具有數據接收時報警機制，對物理隔離裝置兩側網絡的完掌控，實施過程中通過嚴格的物理隔離裝置配置方案，內網數據與網絡的安性。

（5）網絡監控與緩存可視化

為了方便管理員實時了解網絡狀態、遠程監控接口運行狀態，DataMaster 提供了控制配套工具，可以直觀的查看接口運行狀態與緩存狀態以及緩存時間與發送進度。

5.建設能源管理系統平臺。

在信息管理平臺對整個企業各獨立板塊優化配置整合，便于對廠的綜合運行性能和競爭力進行分析評估和優化管理。能源管理系統集成生產水泥生產生料制作、熟料燒成、水泥磨生產的 DCS 系統、電、煤、水、熱力等能源動力計量等系統，在網絡建立能源大數據，同時集成生產過程中的質量、運行、設備等管理數據，同時利用 ERP、物流一卡通系統等數據。實現能源為生產服務，生產管理為能源組織協調提供生產計劃、生產統計等數據；實現物流管理為能源調度服務，能源管理為物流管理提供能源使用計劃、能源質量等數據，為能源采購提供依據；終實現生產、能源、物流與銷售、財務等資源整合，實現能源、生產、物流扁平化三調合一模式和一體化管控。

（1）面的能源管理業務支撐

按照能源管理組織結構，對能源管理業務進行面設計，將工藝數據、質量數據、能源數據、環保數據等集中到統一數據平臺，由于數據孤島導致的業務處理斷層現象，滿足能源供應計劃、能源生產工藝、能源設備集中管理、能源動態調整、節能工作開展、環境保護等能源管理業務執行的集中管理需求。

（2）可視、可知、可控的能效技術管理平臺

從能耗統計結果到能耗實時利用過程的量化跟蹤，可發現更多節能機會，實現對廠能源的可視、可知、可控的管理，覆蓋煤、電、油、水、氣等多種能源“購入儲存、加工轉換、輸送分配、終使用”四大環節的過程。通過構建基于生產工藝流程的能耗拓撲圖，可以清晰的了解到生產線上所有能源消耗的實時數據，對耗能設備進行監測，并對出現的問題及時報警，杜了因人為原因或設備隱患而造成能耗上升的滯后性，其根本目的是以提高生產能效為出發點，側重于單位產出的能源消耗，對提高企業用能效率，能源使用成本具有直接的指導作用。

具有強大的對水泥生產過程中出現的能耗標問題的分析功能。在可視化界面引導下將標能耗數據分解到工序、生產環節和大型能耗設備的能效指標上，通過逐級查找發生耗能問題的具體環節及產生原因提供技術手段。另外系統會將檢測到的能耗標事件及原因診斷記錄按發生時間進行歸檔、統計，結合相應的運行數據，定期生成企業能效分析報表，在企業召開的能源工作會議時使用。

（3）安的能源數據存儲和挖掘分析

通過“堅強”的數據采集平臺和高性能實時數據庫構筑能源數據，將南陽中聯生產基地的DCS、智能電表、水、環保等數據采集匯總成能源數據，并通過數據金字塔服務將海量的歷史數據按照不同的時間段周期根據用戶自定義算法進行統計的服務，搭載的計算引擎，進行大數挖掘分析。用多種方式對主要能耗設備和生產線的實時、歷史數據進行查詢和追溯，并可對多種參量的變化趨勢進行疊加、對比，對企業能源消耗過程中的各種問題進行深層次分析，并通過統計表、比對表、趨勢圖、分析圖等的形式將結果提供給相關人員，使管理人員能夠掌握能源分布情況、廠綜合能效、局部工序或設備能效優劣程度。

（4）深入到崗位的能效精細化管理

通過建立完善的“企業-車間-工段-班組-崗位”五級能效考核管理體系，將單位電耗、單位煤耗等能效考核指標落實到每個管理、操作和運行人員，從根本上杜因各級員工責任心不足、管理不到位而造成的能源浪費和損失。

（5）智能化的基于工藝建模的能耗診斷

將生產工藝與歷史數據擬合結果相結合，建立不同設備的能耗評價模型，通過系統分析、判斷、處理，能及時準確計算、診斷分析關鍵設備能耗異常狀態及可能原因，并能提示操作員應采取的措施建，實現能耗診斷分析。對水泥生產過程中關鍵的“兩磨一燒”等主要設備建立了能耗診斷分析模型，包括生料磨、回轉窯、水泥磨、煤磨等大型耗能工序、設備。能耗診斷模型具備工況尋優功能，能夠隨著運行及能耗計算分析數據的積累，可以為能源管理的持續節能優化提供數據支持和指導。

6. 以“互聯網+”技術，實施流程信息化管控

隨著我經濟的快速發展，已經步入大數據時代，為了緊跟時代步伐，乘勢而上，南陽中聯積組織采購人員學習并應用1688采購云平臺，從而使供貨渠道更廣了，競價更加公平透明了，從而把資源共享變為現實，使采購交易變得更加快捷安。不僅如此，還積推廣應用“我找車”網上平臺，讓運輸更加容易，道路更加寬闊，拉近了省與省的距離，提高了運輸效率，地服務了生產和銷售。

（二）采取分步實施策略，系統推進整個系統工程項目

南陽中聯“信息化數據建設”實施導小組對“信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級”這一工程項目制定并采取了分步實施與系統推進的辦法，對整體系統工程實施工作能分階段地把握，了階段性工作強度和實施風險，增加了成功的把握性。

1.系統的適用性、可操作性和通用性

南陽中聯在實施數據信息化的基礎上，認真總結經驗與教訓，采取了與外部軟件公司合作，共同開發，系統工程項目的編程、操作與信息管理人員在現場共同配合，采取了邊調研、邊設計、邊開發、邊培訓、邊調試且邊修改的辦法，系統的適用性、可操作性與通用性。

2.進行精細的現場調試

“信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級”通過近三年的現場調試、運行與不斷整改，要求在進行系統的實施過程中，各子系統工作站操作員須積配合，要實時地進行數據輸入，以調試工作的系統性推進。

3.硬件系統運行穩定是保障

為了滿足車間生產工藝連續運行與監管的需要，系統在連續后備8小時的UPS電源支持下，保持著24小時不間斷地運行。系統中配置了“硬件防火墻”、“智能交換機“與“瑞星網絡病毒監管系統”軟件，都系統能夠統籌分類管理以及正常穩定、地運行。

4.客戶積參與系統使用

通過近一年時間的使用，系統對計算機網絡和豐富的統計、查詢和票據、報表等功能，大地吸引了客戶對系統參與使用和管理維護的積性，提高了工作效率和工作質量，達到了引進并利用計算機機管理的目的。

5.豐富的系統信息，給各級管理者提供工作平臺

系統先實現了將生產制造車間的在線儀器、儀表直接監測到的工序、工藝數據信息及時輸入到系統中并通過“信息”手機APP傳遞到各職能管理部門及導，了各種主要經營、管理信息的真實性和實時性，并對產品質量管理與客戶投訴等的計算機及時溯源查詢。系統將生產過程、生產管理、質量管理、物流管理、節能減排和安生產等工業現場的生產實時數據整合到一起，利用大數據企業信息管理系統軟件對廠生產、質量、銷售、成本、利潤等關鍵指標進行實時監控和管理。使各級干部、員工能對各項制度有更面、新穎、及時的了解。“信息通告記錄”模塊更能使得各部門與車間之間進行信息溝通，留有記載憑據，從而整體組織協調與管理。對經營管理信息交流的及時性及關鍵信息的提醒、警示與分析，解決企業經營管理中存在的“信息孤島”及 “信息死角”問題，給各級管理者提供工作平臺。

6.以制度化保障系統的使用

信息系統主管部門生產技術部建立了《信息化數據與信息化建設管理考核制度》，使信息化數據和信息化建設工作做到有章可循，各部門負責人就是各子系統的使用管理責任人，嚴格要求各微機工作站按規定時間進行準備數據、使用數據、備份數據等工作，了系統的正常與運行。

五.實施效果

（一）提升了企業管理水平。

南陽中聯的信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級，為工業制造業生產提供一種信息化的管理運行模式，該模式具有很大的發展空間。該平臺通過系統及數據資源的集成，采用統一信息體系，實現ERP系統、車間工藝制造與質量管理系統、設備管理系統、物流一卡通系統、能源數據采集系統、安生產預警系統，以及MES系統的接入與集成，完成多個子系統間的統籌管理和協同優化，實現率、智能化的數據管理與分析，提高企業信息化、智能化管理水平，提升生產效率，優化產能結構。提升水泥行業整體的生產管理水平，加快域發展，具有很高的社會、經濟及環境效益。為其他同行企業提供信息化知識、產品、解決方案、應用案例等資源。

通過信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級的面實施，使南陽中聯精簡了組織機構，優化了業務流程，提高了工作效率，如在物流的管理上，由原來多個單位的分散采購轉變為物資供應部的集中采購，大幅度地了物資庫存成本，并通過系統提供的自動報警提示功能，使得對物流的管理、安，也了對各種資源的計劃性管理，壓庫存，由2016年初4000多萬下降到2019年6月份的300多萬，了資金占用率，增加了現金流，水流則清，金流則通，通則達，地加強和規范了物流管理，實現了企業管理信息整合、促動溝通、求真務實、信息暢通、職責分明等目的。使企業管理真正由經驗管理逐步轉變到科學管理的軌道上來，使企業的管理手段和管理水平產生質的，跟上信息時代的步伐。能實時、科學、準確、直觀地反映出公司產、供、銷、存、財務兩級核算以及人力資源等各項業務管理的實際情況，并及時監控和把握相關各部門的經營運作，大地提高了南陽中聯的整體基礎管理水平，從而面提升了“CUCC”中聯牌水泥在南陽市場的競爭力。

（二）取得了良好的經濟效益

通過信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級二年多的運行，在南陽中聯KPI指標考核上2018年度顯現了歷史性的好成績，取得了較好的經濟效益，達到了歷史好水平。近兩年，公司的產銷量逐年攀升，利稅以年均13％的速度遞增，為地方經濟建設做出了具大的貢獻，贏得了較高的社會信譽度、榮譽度和顧客滿意率。

（三）信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級得到社會認可

南陽中聯信息化數據建設支撐水泥企業轉型升級系統對企業的管理決策、查堵漏洞、節能降耗、細化成本，提供了技術基礎和依據；該系統不僅基于信息共享，多部門共同參與管理并相互監督，在安的前提下，使發貨效率大幅度提高，工作出錯率減少，同時能及時、準確、方便地為企業獲得信息，以便公司高層掌握企業的運營狀況，做出快速準確的決策，還了運營管理成本，提高管理決策能力、管理水平；而且能企業的管理創新、機制創新、技術創新。該系統轉型升級的成功填補了廣大企業的應用信息系統的一個，不僅對行業發展將會帶來顯著成效，隨著信息技術的不斷更新，該系統建設將會給企業帶來更大的經濟和社會效益。