工厂数据平台驱动的创新和管理

昆明醋酸纤维有限公司

工厂数据平台驱动的创新和管理

昆明醋酸纤维有限公司

近年来公司引入和固化了六西格玛管理理念，成功开展了一系列的基于价值创造的创新活动和项目。公司自主开发了科技创新管理平台，完善了项目的全过程管理，强调数据驱动的绩效评价。公司于2013年还参加了“云南省创新型试点企业”的创建活动，2014年还通过了“昆明市知识产权试点单位”的验收。

2014年公司建设、整合和完成了以PI实时数据库和PI系统为基础的工厂数据平台，并基于业务需求进行深度开发，产生了一批具有较大影响的创新项目和成果。

图1 数据平台和项目平台建设

1 建设、整合和提升工厂数据平台，服务业务和管理

昆纤公司在2005年就建成了生产管控系统MES，并基于当时的实时数据库和SQL开发了大量的报告和应用，为企业的工艺运行监控和品质提升发挥了积极重要的作用。但是在多年的应用后，企业以发展的眼光审视系统的诸多不足：数据点位没有覆盖到全过程，定制开发的报告灵活性差，系统界面不够友好，尝试应用基本要依靠IT人员的专门技能等。

在充分考察和调研的基础上，2013年公司选用了PI实时数据库和PI系统。除实施了基本部署和应用外，公司还针对业务发展需求，对MES生产管控系统进行了升级整合，并开发了一批具有企业特点的深度应用，目前，工厂数据平台已成为推动公司创新发展的又一有力抓手。

1）成功地应用于事故调查，找出了本质原因

公司多次报告某工艺环节的波动问题，而事故调查通过常规的知识和逻辑，没法获得令人信服的分析结果，因而未能锁定具体的事故原因。PI系统投运后，以毫秒级采样频度成功地记录了该工艺装置的又一次波动。调查组首次高效地利用数据和图表，成功锁定事件的先后顺序和因果关系，回答和解决了较长时间困扰我们的工艺问题。

2）成功应用在项目经济绩效跟踪上，管理效果逐渐显现

按照公司的六西格玛项目理念和管理，公司要对任何声称有经济绩效的项目进行12个月的绩效逐月跟踪。由于工艺背景和专业所限，又缺乏在一个全厂统一的数据平台，财务监管的绩效核算严谨度不够。PI平台的投运实现了数据的统一集中而且透明，可以轻松调取所定义参数的改进前和改进后的数据进行比较核算。以数据说话，消除了以前的说不清道不明的灰色区域，真正肯定了员工创造的价值，具有相当的说服力，管理更加规范。

在以生本理念为导向下的阅读教学中，兴趣激发也是非常重要的。因此，在教学实践中，教师一定要充分的考虑这些因素，使学生的阅读更具生动性、趣味性、实效性等，为阅读教学的顺利开展提供保障。

3）成功应用于工艺操作上的最佳实践识别，推进工艺优化和精益管理

公司作为连续工艺的制造企业，运行人员在一定的范围内具有自身的操作经验和手法，因而班次轮换可能产生一些人为波动，那么什么是更优化的操作方法呢？公司选取了具有代表性的观测参数，借助PI的数据库、统计工具和图表，抓取大量的数据进行分析，识别出了班次间存在显著差异的分布，发现了班级中的最佳实践。通过在班组间对这些统计分析结果的分享和深入交流，大家逐渐在优化运行的调整方法上取得了更多的共识。3个月后，我们观察同样的参数时，已经不能发现班次之间的控制效果存在显著性统计差别了，工艺调控的品质又一次得到了提升。

PI系统的投运，正在影响公司对业务和管理模式的理解，又反过来改善业务和管理。公司通过PI系统整合的数据平台，打破了以往的职能、地理壁垒和界限。我们只需在自己的终端上，通过操作鼠标和键盘，按照个人意愿即可高效地获取数据，构建图表，深入了解和全面分析你感兴趣的对象。我们可以足不出户，却能够获取比以往多得多的有效信息，而且还可以任凭自己的知识和遐想，去关联可能那些看似最不相关的参数，这极大地拓展了我们的思维空间，激发了我们的想象力和创造力。公司建设的工厂数据平台，正在深刻地影响着我们的工作方式。

图2 数据应用的价值创造

2 专注深度应用的开发，创造新价值。

1）实施品质改善和工艺优化

众所周知，产品的质量不是检测出来的，我们需要把精力集中在生产过程控制上。利用统计技术，我们可以识别生产过程是否存在异常征兆，并及时采取纠正和预防措施，保证生产过程处于统计受控，以达到控制和提升质量的目的。

昆纤公司在核心生产工艺上应用统计过程控制技术有20多年的历史，但是在配套工艺中的一些特殊的存在耦合的工序，迫于试验代价或生产风险等原因，未能实施统计控制。应用PI系统自带的SQC插件，基于历史数据，实现了零成本零风险为所需PI点创建国标GB/T 4091-2001推行的各种SPC控制图。

图3 统计过程控制应用的示例

通过使用了这样的控制图，大家用数据说话，目标更清晰，调整标准更统一，工艺表现更加稳定，为公司的精益生产管理打下了良好的基础。

2）软仪表功能应用

在制造业特别是流程工业中，现场配备有为数众多的检测仪表，但受制于技术或成本，仍有许多的重要变量未能实现在线检测，这在很大程度上阻碍了企业对生产过程的进一步改善。PI系统配有丰富的计算功能，只需置入算式，基于实时数据计算获得的PI计算点也可实时输出计算结果。这好比随身配备了一台微型计算机，可对来自多个PI点的实时数据进行实时输出结果。

如：我们完成了空气绝对湿度的柔性实时监测。在空调领域，由于空气的绝对湿度仪价格昂贵，应用不普及，通常只能检测相对湿度。应用PI/AF计算功能，集合温度、相对湿度和大气压数据，我们实现对空气绝对湿度的柔性实时监测，见图4。

图4 绝对湿度的软仪表化示例

3）能源介质监控

公司使用的煤、水、电、汽、气等能源介质，厂级核算都安装了计量仪表，但是厂内仍有不少区域级能源介质用户未安装独立计量仪表。由于区域能源介质的平衡数据不够完整，导致区域能耗指标的分解不够严谨，一定程度上阻碍了节能降耗的步伐。有了PI数据库，无须资金投入，应用现有的测量仪表，或加以补偿，或加以计算，即可创建能源介质使用情况实时平衡表，在提升了能源管理水平的同时，还实现了对能源介质异动的实时预警。

能源消耗量的统计常常是定期的事后的结果性归集，不利于及时地干预和控制。比如锅炉的煤耗控制，事后的归集对生产优化更是缺乏及时的指导。我们利用实时数据平台，集合与煤耗关联的PI点，开发了锅炉运行能效实时监测模型，为优化锅炉运行的经济性提供了重要参考。

拥有PI实时数据平台，过去技术人员所面临的数据采集瓶颈、需要编程才可置入算式的难题已不复存在，现在无需IT后台人员即可完成深度应用的开发。在这种情况下，思想犹如种子，数据平台犹如养分充足的土地，只要我们勤奋耕耘，定将收获希望。

3 推动全员参与，释放数据力量

公司在通过PI系统整合的工厂数据平台上，贯通协调各种业务平台和应用，形成了一个强大的信息架构。由于系统操作界面友好，人员只需接受简单的培训即可上手应用，公司每一位员工都可以做到这一点。在这个信息爆炸的数据时代，数据平台建设不再是传统意义上的IT项目，而是改进工作和业务的基本工具，谁也无法置身事外。

公司目前正在开展PI系统深入应用的专项活动，强化培训和普及，引导员工充分认识和理解数据平台的强大功效，聚焦应用和价值创造。公司鼓励更多的员工，特别是年轻员工，结合本职业务加入到这样的创新活动中，勇于实践，创造价值，成长自我。坐拥通透的数据仓库，我们所需要的是想法和思考，每个人都有其独特的视角和眼光，因而每个人都可以有所作为。

工厂数据平台建设，为企业储藏了丰富的资源，PI系统的进一步推广、应用和深度开发，正在成为公司新的价值增长点，其与业务的高度融合将有力地推动公司的创新实践，为公司的持续健康发展注入新的动力。

（陶冬梅、李 毅）