1      方案背景與目標

該項目是基于制造業(yè)與數字化融合，制造業(yè)轉型升級的大背景下提出的，旨在通過(guò)科學(xué)、系統的方法，對工業(yè)篩選系統設備進(jìn)行全面、高效的管理，以實(shí)現企業(yè)的長(cháng)遠發(fā)展和市場(chǎng)競爭力的提升。將制造業(yè)和數字化進(jìn)行深度融合，通過(guò)對設備的數字采集轉變?yōu)閿祿?，形成制造業(yè)大數據驅動(dòng)力，同時(shí)，將數據進(jìn)行進(jìn)一步的整理、分類(lèi)、分析、優(yōu)化、智能化的整合和分析，錘煉數據價(jià)值，沉淀形成行業(yè)生產(chǎn)資料數字化智能化內核，經(jīng)過(guò)系統整合，強化勞動(dòng)對象數據價(jià)值力量，提升生產(chǎn)力，優(yōu)化生產(chǎn)關(guān)系，將數據轉變?yōu)樯a(chǎn)力核心力量，提升科技創(chuàng )新在制造業(yè)篩選系統中的影響作用，形成行業(yè)的新制生產(chǎn)力工具，可以驅動(dòng)行業(yè)向數字化、智能化的方向持續發(fā)展，形成生產(chǎn)力及生產(chǎn)效率的有力支撐，助力產(chǎn)業(yè)升級，給行業(yè)及企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟效益。

基于以上的行業(yè)背景，沈陽(yáng)科網(wǎng)通信息技術(shù)有限公司經(jīng)過(guò)多年行業(yè)經(jīng)驗積累和需求的深度理解與沉淀，提出了工業(yè)環(huán)境下的篩選系統設備全生命周期管理解決方案，成功首次使用了量子加密技術(shù)在工業(yè)制造企業(yè)的應用，并在設備的全生命周期管理過(guò)程中著(zhù)重建設了預測性維護、設備智能運維、數據治理及廣泛的決策支持應用，同時(shí)系統將歷史數據及實(shí)時(shí)數據相結合，總結長(cháng)期經(jīng)驗，實(shí)現設備預測性診斷，并實(shí)現了按需維護，旨在幫助客戶(hù)實(shí)現篩選系統數字化升級的總體目標，包括但不限于以下目標：

①  實(shí)現整個(gè)篩選系統的數字化升級：通過(guò)實(shí)時(shí)監測與預警、智能化運維，提高設備可靠性和運行效率。

②  智能化管理降低備件消耗：通過(guò)預測性維護、智能化備件監管，根據備件實(shí)際使用生命周期，動(dòng)態(tài)調整備件更換頻率，跟蹤備件使用情況，降低備件成本。

③  智能的流程化管理減少人工成本：通過(guò)科學(xué)的流程化管理，優(yōu)化巡檢人員配置，可將多余的人員調配到更多需要人員的工作環(huán)節中，降低巡檢工作的人工成本。

④  精細化管理實(shí)現能耗優(yōu)化：通過(guò)數字化管理對篩選系統中的設備的啟停過(guò)程、工作狀態(tài)進(jìn)行精細化管控，實(shí)現能耗優(yōu)化。

⑤  量子加密保障數據安全：通過(guò)量子加密密鑰分發(fā)機制，實(shí)現數據高級別加密，全面保障數據安全。

2      方案詳細介紹

2.1 技術(shù)架構與核心組件

本方案基于物聯(lián)網(wǎng)、大數據、云計算、人工智能和5G通訊技術(shù)，構建了工業(yè)篩選系統設備的全生命周期管理平臺。平臺由數據采集層、數據處理層、智能分析層、應用服務(wù)層和決策支持層五部分組成，形成閉環(huán)的管理體系，其核心組成如下：

l  多源數據匯總：利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò )高速傳輸，實(shí)時(shí)采集篩選系統設備的振動(dòng)、溫度、壓力、電流等多維度數據，以及客戶(hù)基本數據、設備基本數據和維護數據等。

l  數據結構規范：運用大數據技術(shù)，對采集到的數據進(jìn)行清洗、整合、存儲，形成設備全生命周期的數據倉庫。

l  智能分析：結合科網(wǎng)通的MMDM智能分析體系，通過(guò)AI算法在線(xiàn)和離線(xiàn)處理數據，實(shí)現設備狀態(tài)監測、故障預警、能效優(yōu)化和預測性維護等功能。

l  應用服務(wù)：提供用戶(hù)友好的界面，實(shí)現遠程監控、數據可視化、自動(dòng)報告生成等應用服務(wù)。

l  決策支持：基于智能分析的結果，為管理人員提供設備維護、備件采購、生產(chǎn)調度等決策支持。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng )新點(diǎn)

?  物聯(lián)網(wǎng)與5G通訊：利用5G網(wǎng)絡(luò )的高帶寬、低延遲特性，實(shí)現篩選系統設備的遠程實(shí)時(shí)監控與高效數據傳輸，為數據分析提供堅實(shí)基礎。

?  大數據與云計算：構建基于云計算的大數據處理平臺，實(shí)現數據的量子加密傳輸、分布式存儲與并行處理，提高數據處理效率與安全性。

?  MMDM預測性維護體系：經(jīng)過(guò)三代技術(shù)革新，公司經(jīng)過(guò)多年沉淀自主研發(fā)了以深度學(xué)習等AI算法與設備運行相結合的MMDM模型，結合歷史數據以及實(shí)時(shí)數據，進(jìn)而實(shí)現對設備狀態(tài)的精準預測與維護策略的智能優(yōu)化，包括但不限于以下優(yōu)勢：

①對設備健康情況的動(dòng)態(tài)感知：設備故障、設備運行過(guò)程中的結構穩態(tài)情況、設備工作負載。

 ②對設備工作狀態(tài)的智能管控：設備工作效能的動(dòng)態(tài)補償。

?  能效優(yōu)化模型：通過(guò)對矢量電信號等工藝數據的采集，經(jīng)過(guò)多源數據融合分析，實(shí)現設備運行優(yōu)化調整，提高設備能效，降低能耗與運行成本。

?  量子級數據加密：利用量子密鑰分發(fā)（QKD）的不可竊取性保障數據通信安全；不僅在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數據上行和指令下發(fā)業(yè)務(wù)中實(shí)現無(wú)條件安全，而且能夠取代企業(yè)設備上云時(shí)不得不采取的專(zhuān)網(wǎng)傳輸方式，解決公網(wǎng)環(huán)境下的數據傳輸安全防護問(wèn)題

2.3 方案實(shí)施的主要步驟

①　需求分析與系統設計：根據客戶(hù)需求與選礦場(chǎng)景特點(diǎn)，進(jìn)行系統設計與功能定制。

②　數據采集與平臺建設：部署以振動(dòng)傳感器為主的各種類(lèi)型的傳感器，構建基于邊緣計算的數據采集網(wǎng)絡(luò )，同時(shí)搭建基于云計算的大數據處理平臺，以及貫通二者的邊云協(xié)同體系。

③　模型訓練與優(yōu)化：基于歷史數據，訓練AI模型，并結合機理模型進(jìn)行模型優(yōu)化。同時(shí)，使用離線(xiàn)訓練的結果為在線(xiàn)分析提供支持。

④　系統部署與測試：完成系統部署，進(jìn)行功能測試與性能調優(yōu)。

3      代表性及推廣價(jià)值

3.1代表性

?  綜合性管理工具：

設備全生命周期管理系統是一個(gè)綜合性的解決方案，涵蓋了設備全生命周期。這種全面性的管理方式是工業(yè)篩選系統設備管理的核心所在，確保了設備在整個(gè)生命周期內的高效、穩定運行。

?  數字化管理手段：

通過(guò)數字化手段，如傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和數據分析等，設備全生命周期管理系統能夠實(shí)時(shí)跟蹤和監測設備的運行狀態(tài)，提前預警潛在故障，優(yōu)化維護計劃，從而延長(cháng)設備的使用壽命并降低維護成本。

?  行業(yè)應用廣泛：

在多個(gè)行業(yè)中，如礦山、冶金、制造業(yè)、能源、化工等，工業(yè)篩選系統設備全生命周期管理系統都得到了廣泛的應用。這些行業(yè)對設備管理的需求高，而該系統恰好能夠滿(mǎn)足這些需求，提高設備的可靠性和穩定性，降低生產(chǎn)成本。

?  技術(shù)創(chuàng )新引領(lǐng)：

隨著(zhù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，設備全生命周期管理系統也在不斷創(chuàng )新和發(fā)展。例如，利用先進(jìn)的算法和數據分析技術(shù)，系統能夠更準確地預測設備的故障和維護需求，提高維護的效率和效果。

?  高級別數據安全防護

        隨著(zhù)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展以及攻擊技術(shù)的不斷升級，數據安全已經(jīng)成為工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的重中之重，其中尤以數據交互過(guò)程中的數據安全較為薄弱，量子級別的數據加密完美的實(shí)現了無(wú)條件安全，具備不可竊取性的安全保障。

3.2 推廣價(jià)值

本方案具有廣泛的推廣價(jià)值，據報告統計，2023年全球篩選設備市場(chǎng)規模達到687.0億元人民幣，其中中國市場(chǎng)規模占全球市場(chǎng)的15%左右，此外中國政府提出的“中國制造2025”戰略就強調了智能制造和高端裝備的重要性，為工業(yè)篩選系統的發(fā)展提供了廣闊的市場(chǎng)空間。因此本方案的推廣價(jià)值主要體現在以下幾個(gè)方面：

?  適用性強：本方案可廣泛適用于多個(gè)行業(yè)中，如礦山、冶金、制造業(yè)、能源、化工等，方案規模具有伸縮性和擴展性。系統提供的數據驅動(dòng)的洞察和性能評估功能，能夠輔助企業(yè)管理層制定更明智的決策，有助于企業(yè)實(shí)現的優(yōu)化配置和效益的最大化。

?  技術(shù)領(lǐng)先：本方案融合了AI、5G等前沿技術(shù)，具有技術(shù)領(lǐng)先性和創(chuàng )新性，符合篩選系統的數字化轉型的趨勢，通過(guò)實(shí)時(shí)監控和故障預警功能，設備全生命周期管理系統能夠及時(shí)發(fā)現并解決潛在的安全隱患，降低生產(chǎn)事故的風(fēng)險，保護人員和財產(chǎn)安全，提高企業(yè)的安全管理水平。

?  經(jīng)濟效益顯著(zhù)：通過(guò)實(shí)施本方案，客戶(hù)能夠精確控制設備的維護成本、備件庫存和能耗等費用支出，幫助企業(yè)優(yōu)化預算分配并降低總體設備管理成本，通過(guò)降低備件消耗、減少人工成本、提高設備運行效率與降低能耗，為企業(yè)帶來(lái)顯著(zhù)的經(jīng)濟效益，提高生產(chǎn)效率和盈利能力。

?  社會(huì )效應良好：本方案符合可持續發(fā)展理念，能夠降低能耗和碳排放，提高生產(chǎn)安全性，符合工業(yè)節能減排要求，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)向數字化、智能化方向轉型升級，有助于提升企業(yè)的品牌形象和社會(huì )聲譽(yù)，增強企業(yè)的市場(chǎng)競爭力。

因此，本方案在礦業(yè)行業(yè)具有廣闊的推廣前景和應用價(jià)值，可以為中國篩選系統的智能化轉型和可持續發(fā)展做出重要貢獻。

3.3應用案例：

系統已經(jīng)成功應用在冶金、礦山等行業(yè)進(jìn)行了廣泛的落地應用，以重點(diǎn)案例為例：

阜新某鐵礦，經(jīng)過(guò)工業(yè)篩選系統全生命周期管理平臺的系統上線(xiàn)后，通過(guò)預測性維護MMDM模型以及智能運維、數據倉庫等多個(gè)切實(shí)解決了客戶(hù)痛點(diǎn)的功能，系統上線(xiàn)半年時(shí)間，已實(shí)現了巡檢人員數量降低了40%，設備非計劃停機減少了50%，隨著(zhù)系統的進(jìn)一步升級優(yōu)化，就拿篩選系統中的振動(dòng)篩單臺設備從耗電量、備件更換就能給客戶(hù)每年節省2-3萬(wàn)元，占設備本身價(jià)值大約10%-15%，而阜新礦山篩選設備大約100臺左右，至少給企業(yè)帶來(lái)節省200-300萬(wàn)元左右，如果在從人員及其他方面的進(jìn)一步成本優(yōu)化，保守也能客戶(hù)每年帶來(lái)400萬(wàn)萬(wàn)元左右的經(jīng)濟價(jià)值。