农药行业数字化工厂建设指南.docx
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1、ICS01.040.71CCSG23T/ZNXXXX-2023农药行业数字化工厂建设指南Guidelinesfordigitalplantconstructionforpesticideindustry(征求意见稿)20XX-XX-XX 发布20XX-XX-XX实施浙江省农药工业协会发布目次-k2-A_刖S11范围42规范性引用文件43术语和定义44数字化工厂总体架构45建设模块55.1原料存储与处理55.2生产线55.3 智能设备管理55.4 质量检测与控制65.5包装与仓储65.6 自动化物流65.7 数据管理与集成65.8能源与环保65.9全生命周期管理65.10安全与监控65.11培训
2、与人力资源65. 12经营管理75.13智能数据分析76重点建设内容76. 1生产自动化76.1.1自动化生产线76.1.2机器人应用76.1.3自动化仓储与物流76.1.4自动化监测与控制76.1.5数据采集与感知86.1.6控制与优化系统86.2数字化管理系统86.2.1生产计划管理86.2.2资源管理106.2.3生产过程监控116.2.4质量管理116.3数据集成与分析116.3.1数据采集116.3.2数据存储与处理116.3.3数据清洗与预处理126.3.4数据整合与集成126.3.5数据分析与建模126.3.6可视化与报告126. 3.7决策支持与优化126.4 智能物流与供应链
3、126. 4.1仓库管理系统127. 4.2运输管理系统128. 4.3物联网集成129. 4.4射频识别1310. 4.5供应商关系管理1311. 4.6自动引导车1312. 4.7预测分析136.5 安全与环境管理136. 5.1安全管理137. 5.2环境监测管理137基础保障148. 1优质原材料149. 2设备与技术1410. 3物流与仓储1411. 4环境与安全1412. 人才保障1413. 资金投入1414. 信息资源1415. 信息安全1516. 政策与法规15附录(资料性)缩略语16本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草
4、。请注意本文件的某些内容可能涉及专利,本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由浙江省农药工业协会提出。本文件由浙江省农药工业协会归口。本文件起草单位:浙江新安化工集团股份有限公司、浙江中控智新科技有限公司、杭州经纬物联科技有限公司。本文件主要起草人:农药行业数字化工厂建设指南1范围本文件规定了农药企业进行数字化工厂建设的总体架构、建设模块、重点建设内容及基础保障。本文件适用于农药行业数字化工厂建设的工程设计。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1数字化工厂Digitalplant数字化工厂是指通过智能化、自动化和信息化技术,将传统的制
5、造工厂转变为利用先进的数据分析、物联网、人工智能等技术来提高生产效率、质量和灵活性的工厂。数字化工厂的目标是实现全面的数字化转型,以优化生产流程、提升运营效益,并为企业带来更大的竞争优势。在数字化工厂中,生产设备和系统可以实时收集和交换数据,通过数据分析和预测算法进行智能决策和优化。工厂中的各个环节可以通过物联网技术连接起来,实现设备间的互联互通和协同工作,从而提高生产效率和灵活性。此外,数字化工厂还可以应用人工智能和机器学习技术,实现自动化生产、故障检测和预防性维护等功能。总之,数字化工厂是一种基于先进技术实现的智能化制造模式,旨在优化生产过程、提高产品质量和企业竞争力。4数字化工厂总体架构
6、农药行业数字化工厂总体架构由生态层、企业层、工厂层、操作层和控制层构成。数字化工厂总体架构见图IoSCADA工业道讯网络/信息安全项目管理5.维成本分析生嘀S炯划pS5S3ADGPAudit就1Rk控制系统(DCS、PCS. PLC.嵌入我:件.)图1数字化工厂总体架构(总体架构图包含基础共性标准和关键技术标准)5建设模块坚持“融合发展,并行推进”,循序渐进推进企业数字化工厂建设进程。5.1 原料存储与处理该模块包括原料接收区、储存罐、混合槽等设施。原料接收区通常配备卸料平台和输送系统,方便将原材料卸载至储存罐或直接作为原材料进入工艺流程处理。储存罐要求具备密封性能和计量统计功能,以确保储存的
7、原料质量不受外界环境影响。混合槽用于按照配方选择相应的原料,进行混合处理。5.2 生产线生产线模块主要由一系列的生产设备组成,包括反应釜、离心机、干燥器、过滤器等。这些设备用于完成农药的合成、分离、固化等工艺步骤,最终形成产品原料。自动化控制系统对整个生产线进行监控和控制,实现生产参数的调节和优化,确保产品质量稳定。5.3 智能设备管理针对生产装置的智能设备管理,则可采用AMS等类似软件进行智能设备(HART)设备的管理,实现智能设备的重要参数管理、参数调校等。5.4 质量检测与控制该模块包括质量检测设备、仪器和方法,用于对生产过程中的原料、中间产品和最终产品进行质量测试。常见的质量检测包括物
8、理性质测试、化学成分分析、杂质检测等。通过对检测结果进行实时监控和分析,及时调整生产过程中的参数,确保产品符合相关质量标准和规定。5.5 包装与仓储在该模块中,生产好的农药经过包装设备进行包装,通过智能仓储和物流管理系统,实现了农药的高效包装盒流转,常见的包装形式有瓶装、袋装、桶装等。包装后的产品存放在专门的仓库中,要求设置合适的温度、湿度和通风条件,确保产品质量不受损害5.6 自动化物流该模块利用自动化设备和物流系统,实现产品从生产线到仓库的自动运输。例如,采用输送带、AGV等装置进行产品的搬运,通过条码或RFID技术进行产品追踪和管理,实现了产品的快速入库和出库,在此过程中减少了人工操作的
9、失误,同时也通过数据分析和算法优化,加快物流效率,降低人工成本。5.7 数据管理与集成在整个工厂中,各个模块产生的数据需要进行集中管理和分析。该模块使用信息化技术,通过将设备连接到互联网,实现了设备之间的互交。通过管理平台,将生产过程中的数据进行采集、存储和分析,通过可视化界面呈现给管理人员,以便实时监控生产状态、进行异常预警和管理决策。此外,还可以将工厂数据与企业ERP系统集成,实现信息的互通共享。5.8 能源与环保该模块涉及到工厂的能源供应和环境保护措施。能源供应可以包括电力、蒸汽、燃气、水等,需要建设相应的供应系统和设备,确保工厂正常运行。环保方面主要包括废水处理、废气处理和固体废弃物处
10、理等,采用适当的处理装置和方法,避免环境污染,遵守相关环境保护法规,保护生态环境,实现可持续发展道路。5.9 全生命周期管理该模块从产品设计、原材料采购、生产制造到产品销售和售后服务等环节进行全方位管理。通过建立追溯系统和供应链管理平台,对产品的来源、生产过程和销售情况进行跟踪和管理,确保产品质量和安全。5.10 安全与监控工厂安全是一个重要的考虑因素,包括人员安全、设备安全和物资安全等方面。该模块配备安全防护设备,例如摄像头、门禁系统、消防系统等,以确保生产过程和场所的安全。同时,通过监控系统对关键设备和生产环境进行实时监测,并及时发出警报和处理异常情况。生产装置的安全、环保、健康等数据的采
11、集和管理,包括:安全生产风险监测预警、双重预防机制信息化、特殊作业全过程信息化、人员车辆自动定位系统、智能视频监控系统、安全生产全要素管理等,如HSE系统。5.11 培训与人力资源该模块针对工厂员工进行专业培训和技能提升,建立OTS系统,也可以利用AR、VR等科技技术,以适应智能化工厂的运营需求。此外,人力资源管理也包括招聘、人事管理、绩效考核和员工福利等方面,保证人力资源的合理配置和人员稳定性。5.12 经营管理财务、采购、资产、人力资源管理,企业可通过OA或者BPM等软件实现统一协同,打造信息平台一体化。5.13 智能数据分析通过监测和分析生产过程中的数据,可引入Al技术,实时评估关键指标
12、,例如生产能力利用率、设备运转率、原材料消耗、产品单耗等,从而及时发现潜在问题并进行调整,提高生产效率和品质。利用智能数据分析技术对产品质量数据进行统计和分析,建立质量预测模型,准确判断产品是否符合标准要求,并及时采取措施修正。还可以通过监测供应链数据,追溯原材料的质量和来源,确保产品质量的可控性。利用感知设备的数据以及智能算法进行故障预测和维护规划。通过分析设备状态和工作数据,提前预警设备故障风险,并制定相应的维护计划,以避免设备停机和生产延误。基于数据驱动的方法,利用智能数据分析技术发现并量化生产过程中的瓶颈与问题,提出改进方案,并进行实时监测和验证。不断迭代改进,提高生产效率和质量水平。
13、6重点建设内容1.1 生产自动化通过引入自动化设备和技术,利用自动化控制系统,实现生产过程的自动化操作和控制。包括自动化的生产线、机器人应用、物联网技术等,以提高生产效率、降低成本、减少人为错误,并快速响应市场需求。1.1.1 自动化生产线在农药生产过程中,可以使用各种自动化设备和机械来实现生产环节的自动化操作。例如,自动化搅拌机和混合机可以实现农药原料的精确搅拌和混合;自动化计量和投放机可以实现药剂成分的准确计量和投放;自动化包装机可以实现产品的自动包装等。这些自动化设备通过程序控制,能够高效地完成生产任务,提高生产效率和产品质量。1.1.2 机器人应用农药数字化工厂中引入机器人技术,可以实
14、现一系列生产环节的自动化。例如,对于农药生产中需要大量重复性工作的环节,如药液搅拌、瓶盖旋紧等,可以使用机器人代替人力完成,提高效率并减少人力成本。同时,机器人具有高度的灵活性和可编程性,可以根据生产需要进行快速调整和适应。1.1.3 自动化仓储与物流农药数字化工厂中的仓储和物流系统可以实现自动化管理和操作。例如,使用自动化仓库管理系统,可以实现物料的自动存储和检索;采用无人机或AGV等自动化设备,可以实现物料的自动搬运和运输;借助RFID技术,可以实时监控物料的位置和状态。通过自动化仓储与物流系统的应用,可以提高物料管理效率,减少误差和损耗,并提升供应链的响应能力,实现原材料的快速入库和产品
15、的快速出库。1.1.4 自动化监测与控制农药数字化工厂中的生产过程可以通过传感器、控制器和自动化软件实现实时监测和控制。使用各种传感器可以对生产过程中的关键参数进行监测,例如温度、湿度、PH值、压力等。这些监测数据通过控制器收集,并与预设的标准进行比较和分析,根据需要自动调节工艺参数,以达到最佳的生产效果和产品质量。1.1.5 数据采集与感知数字化工厂通过物联网技术和传感器设备,将生产设备、工艺参数等数据进行采集和感知。通过物联网连接的设备,实时采集并传输到数据中心,在数据中心进行集中处理和分析。这些数据可以包括设备的运行状态、生产工艺参数、产品质量指标等。通过对这些数据的分析和挖掘,可以实现
16、生产过程的实时监测、故隙预警、质量分析等,通过可视化大屏直接展示,为决策提供支持。1.1.6 控制与优化系统数字化工厂中可以建立自动化控制系统和优化模型,通过算法和软件进行生产过程的自动控制和优化。例如,采用先进的控制算法,可以实现温度、压力、流量等参数的精确控制;通过优化模型,可以进行生产计划的优化和调整,以实现生产资源的最大利用和成本的最小化。1.2 数字化管理系统建立完善的数字化管理系统,打造统一运营平台,包括生产计划管理、库存管理、质量管理、设备维护管理等。通过信息化平台的建设与使用,实现生产过程的全面监控、实时追踪和及时调整,提升管理效率和决策能力。统一运营平台将不同来源的数字化信息
17、整合关联,打破数据孤岛,进行有机的关联。通过对象的关联,让信息可以实现相互之间的互联互通。将工厂DCS系统的实时数据信息与三维模型资产进行对接,实现运行数据与设计数据的实时对比优化、智能设备维护、HSE沉浸式培训等提供平台支撑,最终实现工厂设备安全和智慧运维。保障网络的安全稳定运行,对数字化管理系统重点建设网络的物理安全、信息安全、运行安全和保密管理等信息安全防护体系;建设面向工业互联网的工业防护墙IFk工业通讯网关、工控网络安全监测审计系统、安全监测平台、工控网络安全防御平台等。6. 2.1生产计划管理数字化管理系统ERP可以实现对农药生产计划的自动化制定和管理。包括订单管理、库存管理、生产
18、调度等功能,通过数据分析和优化算法,实现生产计划的合理安排和调整。7. 2.1.1订单管理通过ERP系统中的订单管理模块,系统可以处理和管理客户订单信息,包括订单接收、确认、调整和跟踪。建设SCM系统或MES系统,应包括销售、采购、生产、库存和物流等管理模块,其中,销售管理以客户为中心,打造创造型营销新模式;采购管理实现满足订货需求的主动供应;生产管理包括综合预测、供应链计划、需求计划、制造计划和排程、供应链智能等功能;库存管理实现物料快速流动,减少库存积压,加强物料的批次跟踪和追溯;物流管理保证采购、发货等运输过程的无缝连接。建立“订单驱动、生产协同和精准供应”的生产经营新模式,产供销协同一
19、体化流程如图2所示。订单驱动是以市场销售为基础,根据季节性销售的现状,分析客户对产品及交货周期的要求,进行生产计划优化排产。生产协同是根据订单情况,快速响应客户需求,制定精确排产计划,缩短排产周期,同时生产各环节根据生产计划进行任务分解,实现自适应和任务自动推送,如生产过程能源的消耗、设备利用率等。精准供应是根据排产计划,确定原料具体供应量,与库存及供应商实现在线协同。供应商管理6.2.1.2库存管理在ERP系统库存管理模块中,通过实时监测和分析库存数据,系统可以提供准确的库存信息,包括原材料和成品库存水平,并根据需求和预测进行物料采购和生产调度。通过使用物联网技术和传感器,对农药原料、半成品
20、和成品进行实时监控和追踪。可以获取库存数量、位置、状态等信息,并将其与生产计划相结合,实现对库存的精确控制。同时,定期进行库存盘点,核实实际库存与系统记录之间的差异。如果发现库存不平衡或异常情况,及时进行调整和纠正。这有助于避免库存过剩或缺货的问题,保持库存水平的正常状态。根据市场需求、供应链可靠性以及生产周期等因素,设定合理的安全库存水平。安全库存是指为了应对异常情况(例如突然增加的需求或供应短缺)而额外储备的库存量。通过合理设定安全库存,可以提高供应链的灵活性和应变能力,降低因不可预测因素而引起的风险。在库存管理中,可以采用先进的技术手段来提高效率和准确性。例如,使用条码或RFID标签对农
21、药产品进行标识,利用自动化设备和系统进行入库和出库操作,确保库存数据的准确和及时更新。6.2.1.3生产调度基于订单需求和库存状况,系统可以制定生产计划并进行优化调度,合理安排生产资源和时间,提高生产效率。生产调度生产管控的核心,包括调度指令、调度监控、工单执行管理、异常处置、调度知识库等内容。该模块是基于ERP系统制定的生产计划,根据设备动态信息、质量动态信息、生产动态信息等,协同各部门各作业单元高效有序生产,实现各部门各作业单元的智能调度,保证生产过程的顺利运行,同时将许多工艺、设备、环保、安全、质量、供应、销售、服务等方面的动态性信息和原始数据,及时、准确地记录,为各级领导、各部门了解生
22、产、指挥生产提供真实可靠依据,并作为有用资料保存。6.2.1.4巡检管理巡检管理是一个综合的模块,包括巡检计划生成及下达、巡检路线和周期设置、巡检考核、巡检结果数据分析、巡检报表生成等功能。它可以替代人工设备巡检,减少人为因素的影响,提高巡检效率和准确性。通过统计数据进行考核、监控巡检员的工作情况,对设备巡检数据进行统计分析,生成设备运行状况趋势图,并实现异常数据报警和预测预警分析。与设备管理模块实现数据共享,进行劣化倾向分析和故障分析,制定设备维修策略,达到预防检修和优化检修的目标。6.2.2资源管理数字化管理系统可以监控和管理农药生产所需的各类资源,包括原材料、能源、设备等,实现资源的合理
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