快速定制开发平台在铜电解行业的应用实践及优势

□张文玺

一、系统应用开发背景

在国家相关政策的驱动下，数字化科技创新和管理创新变得如火如荼，随着信息化技术发展和系统构建水平的迅速提升，以成熟有效的数字化方式处理社会和经济发展中的各项事务成为企业或组织业务发展的必备手段。近年来，江铜集团深入推进“数字江铜”战略，在劳动效率、技术经济指标等方面均有突破。其中，贵溪冶炼厂电解车间快速开发平台项目是江铜集团“数字江铜”战略的主要推进项目之一。

随着智能工厂系统[1]在贵溪冶炼厂的成功应用，检修费用、材料备件、化验成分、能耗等生产数据都已完成了业务上线工作，这对进行数字生产和数字管理提供了有效支撑。通过运用数字化系统挖掘生产过程中的瑕点、盲点、提效点，以数字化方式实现生产效能跃升，不仅是保障电解车间生产发展的必需要素，也是贵溪冶炼厂引领行业生产发展，形成可复制、可推广、可借鉴先进生产模式的重要手段。

电解车间是贵溪冶炼厂核心生产单位之一，推进电解生产数字化[2]管理，建立电解车间全场景业务数字化平台可有效保证生产数据的即时性、有效性、全面性，并能从多维度精细化生产，以数字建设、管理创新的方式来保障各生产环节数据可控、可查、可追溯；同时，推动生产技术和工艺流程的改进，以达到提高生产效率、把控风险、节约成本的目的。

二、原业务系统存在问题及新系统需求分析

1.原业务系统存在的问题

随着江铜集团积极落实“全面推进公司信息化”的决策与部署，以及贵溪冶炼厂围绕“智能制造转型升级”实施的智能工厂一期建设，工厂上线的信息系统骤增，同时运行着大大小小28个信息系统。这些系统在不同的管理层级解决了部分各自的业务信息化问题，但由于采用的平台各不相同，数据库种类繁杂，造成数据标准不规范、技术平台不兼容、系统可维护性及可扩展性较差，最终导致交互与集成困难。对于公司信息化要实现“管理业务全部上线”的目标，原业务系统信息化建设所涵盖的内容还远远不够。

第一，一期建设目标主要是构建信息化框架，考虑到业务紧急程度，优先覆盖了工厂供应链业务流程，同时对车间通用报表、安环业务、设备检修等业务系统进行了更新。对照质量、测量、能源、环境等管理体系要求，工厂各级（包括车间、工段）管理业务，至少还有60%～70%尚未在系统中运行（很多生产问题均需按班员—班长—工段长—技术组—管理层逐层呈现处理， 越往上，数据处理难度越大越繁杂，错误率越高，随着管理体系要求的提高，数据处理的难度越来越大，工作量也越来越重），仍然在线下依靠纸质进行数据或业务传递、人工进行分析和判断（见表1），由此带来管理要求与业务执行脱节、业务数据重复录入失真等问题，最终制约了工厂的大数据建设进程。

表1 电解车间信息系统使用现状

第二，公司层面开发的如人力资源、生产经营、电子商务、科研管理等系统，使用层大部分只到工厂的职能部门，系统没有深入到车间、工段，使得部分系统的使用效果不尽如人意。接下来，公司还会开发工程、风控、合同等一系列管理系统，这些系统的成功应用同样取决于工厂内部的信息化覆盖深度。另一方面，车间和工段对人力资源、生产、成本、绩效的信息化管理需求也日益强烈。

第三，原业务系统的开发模式难以满足上述要求。贵溪冶炼厂智能工厂一期信息系统构建于用友互联网化架构产品iUAP平台，具有高并发、高可用、高性能、高安全性的优点，但平台架构过于庞大，采用前后端分离开发模式，在底层的技术平台上直接构建业务系统，编程代码量大，对开发人员要求很高，后期维护和扩展工作量也很大。若仍基于iUAP平台构建工厂的信息化系统，会带来两大问题：一是开发周期很长，外部实施单位技术人员与工厂业务人员之间沟通成本很高，严重影响开发效率；二是投入成本很大，若主要依靠外部力量开发，预计要投入亿元级别的成本，还不一定能够达到预期效果。

2.新系统需求分析

电解车间是贵溪冶炼厂重要的生产车间，将熔炼工序产出的含铜量约99.2%的阳极板，通过电解精炼产出含铜量99.99%以上的成品阴极铜。电解精炼系统采用2种生产工艺，即以始极片为阴极生产阴极铜的传统法、以不锈钢永久阴极生产阴极铜的ISA法电解精炼技术。

为避免信息化覆盖面过宽泛，难以做精细，电解车间拟建立一个标准规范、可重用、可扩展的车间管理信息系统[3]。

现场通过DCS/PLC系统控制各类设备、仪器、仪表等采集实时数据存储到PI实时数据库，实现现场实时数据（生产、消耗、工艺、设备、过程控制参数等）的统一采集和集中存储，并采用统一规范分发到其他信息系统（见表2）。

表2 电解车间业务管理系统集成需求

在信息系统方面，车间原先使用的系统包括协同OA、全面预算系统、生产实时系统、智能工厂应用系统、视频监控系统等，其中多数为通用型应用系统，体现电解车间个性化管理的功能较少。同时，车间内部的人员管理、生产指标管理、成本管理、绩效考核管理等仍为线下人工或单机管理模式。

总体看，电解车间管理信息化的广度、深度不够。线上业务分散，缺乏个性，难以共享；线下业务不规范，分析统计效率低下。这不利于全面高效实现精细化管控，需进行全面分析，将车间各级管理业务整合到同一个数据平台，线下转线上，实现电解车间管理业务全部上线的目标。

三、快速定制开发平台系统的架构与优势

针对工厂信息系统种类繁杂、数据标准不统一、技术平台不兼容、系统可维护性及可扩展性较差这一现状，经过多方案对比和多维度考量，贵溪冶炼厂最终以“快速定制开发平台Workfine”为基本架构开展项目建设，并于2021年底率先在电解车间试点“电解车间快速定制开发平台”。该平台主要包括生产数据模块、责任成本模块、人力资源模块及系统集成模块，是一个“0代码”[4]数字化平台，其数据展示方式类似于Excel表格，通俗易懂、简单易学。同时，该平台还具有定制个性化、开发周期短、建设成本低、后期维护简单、功能升级便捷等多重优势。

该平台针对车间现有数据/指标，按照层级划分管理的模式，分为车间（重点数据/指标的计划指令、结果图表展示等）、工段（数据分析管理、异常报警处置分析等）、班组（原始数据录入、查询等） 3个层级，实现车间各平台数据全面集成管控，便于全方位掌控车间各项经济指标的状态、异常追溯及指令决策。

快速定制开发平台较原系统具有明显的比较优势。

一是生产数据管理透明化。快速开发平台可实现各生产岗位生产数据的录入、实时查询、异常数据提醒、统计分析等需求，为企业提供一个生产数据集成平台，实现办公室与生产现场的信息沟通与即时共享。

二是产品品质监控标准化。一键进行问题分类汇总，然后给到相关人员解决；实时对接相关部门，通过各项标准参数的不断优化改进生产质量，有助于企业实现高效率的产品品质把控，向客户提供高质量的产品和服务。

三是设备巡检管理科学化。在线完成设备的巡检、保养工作，当遇到设备运行问题，将问题记录上传，系统自行推送至问题负责人处解决。

四是物料进销存管理高效化。简化物料、设备申购领用流程，帮助生产部门及时了解原材料数据明细的同时管控生产成本，最大程度避免材料浪费。

五是能源使用管理精细化。录入能源使用情况后进行统计分析，持续优化系统指标，助力能源管控水平提升。

六是责任成本管理可视化。将计划值、考核、成本明细通过目标体系紧密相连、协调一致，从而客观准确地将车间生产活动及消费资源的结果汇总至管理层，支撑未来工作重点及发展方向决策。

七是化验结果一键查询。对接化验数据，实现化验数据一键实时查询，大幅缩短化验结果整合浪费的时间。

四、快速定制开发平台应用效果

2022年3月，电解车间生产管理系统数字化平台正式上线。自快速定制开发平台上线运行以来，不仅解决了数据呈报耗时过长、数据反映失真，以及数据收集不完整、不及时、准确性不高的问题，而且高效建立了以数据为驱动的全方位全流程生产管理系统数字化平台，推进各项管理业务有机融合，全面提升车间数字化管理水平,实现以最少的投入、最短的周期、最高的效率完成生产目标。快速平台打破了生产管理及数据管理之间的“数据孤岛”，且大大提高了车间内部管理水平和精益化生产效率，在信息采集和存储上也有非常大的改变，未来可以此为模板将该平台的应用扩展到各行各业中去。