创新驱动工业互联网数智化转型——智慧质量系统助推工业生产高质量发展

◎ 文/摄 刘振思

不久前，2023 年“数聚长三角，智汇创未来”——长三角地区数字赋能高质量发展职工劳动和技能竞赛决赛落下帷幕，来自工业数据、数字政务、数字金融、数字农业等不同赛道的企业纷纷拿出自家的数智化解决方案，为助推各领域高质量发展献计献策。其中，来自宝信软件的《基于工业互联网架构的智慧质量系统方案》荣膺“榜眼”。

提前介入生产环节 把制造数据整合起来

按照传统的工业品生产流程，一定要到了产品的质检环节，才会发现是否有质量问题或者瑕疵。如果有问题，问题出在哪里，哪个环节有了纰漏，如何修复漏洞，如此再进行问题的溯源，不仅费时费力，而且容易造成生产浪费。

这是典型的结果管理，如果面对完整工业生产链条的钢铁制造，其废次降率、追溯成本都相当高。

“我们所做的这个智慧系统，简单来说，就是将工业生产流水线中的每一个环节、链条的数据汇聚起来，形成完整的工业互联网质量监测，用各种数据对比形成对生产全过程的智慧化管理，形成‘结果管理’到‘过程管控’‘源头策划’的转变。”宝信软件大数据中心高级总监刘英林介绍道。

刘英林所说的智慧系统，正是宝信软件多年研发创新的实践成果之一——《基于工业互联网架构的智慧质量系统方案》。

作为实践“新基建”“产业链安全”“自主可控”国家战略的成果，宝信软件以自身工业软件的积淀，自研了国产工业互联网平台——“宝联登”（xIn3Plat）。

正是在“宝联登”的部署基础上，智慧系统方案才有了“底座”，采集整合生产环节的制造数据，构建大数据中心和边缘节点，让质量管理提前介入到生产的每一个环节。

2023 年长三角地区数字赋能高质量发展职工劳动和技能竞赛决赛现场

复杂环节采集数据 兼容超过10 种通讯协议

汇聚了21 套业务系统IT 数据，采集从炼钢、热轧、冷轧、硅钢、厚板、钢管条钢250 多条机组超过10 万点的高频工艺过程OT（运营）数据，58 套表检仪缺陷图片数据……正是有了各生产工艺环节的数据加持，才能打造全链路、全要素数字钢卷模型，开发出从产品策划、事前预防、事中管控、事后追溯、决策评价到用户服务等创新应用。

由此，智慧质量系统的方案，才能在降低废次率、提高物流效率、提高技术人员的工作效率等方面取得了很好的效果。

然而，数据采集的过程，成为宝信软件的项目团队面临的巨大挑战。以宝钢股份的宝山基地为例，运行机组数量多，有250 多条，涵盖了炼铁-炼钢-热轧-冷轧-BNA-厚板-硅钢-钢管条钢等各种环节；设备时间跨度大，从1985 年开工后所有机组都需要采集数据，涉及超过30 家品牌的控制系统，需要兼容10 多种工业通讯协议……

团队成员还需要从复杂的环境中采集数据，既要保证用户单位的生产计划不受影响，也要遵守安全生产规定。经过不断的技术攻关，最终克服了诸多困难。

赋能工业数智化 自主创新打造标杆

为实现工业数智化，方案围绕产品管理、过程管控两条业务主线，搭建了涵盖质量管理全流程、全要素的智慧质量专项应用，创新实现了原有流程中的优化升级。

通过构建从产品策划入手，基于用户需求识别、失效模式分析，强化产品设计、过程设计，最终输出对产品及过程管控方法的产品控制计划的APQP（产品质量先期策划）系统。

同时，强化质量预防管理，基于历史数据及在线实时数据，搭建了全面的事前预判功能模块，提前介入产品可制造性、过程制造稳定性的事前评估，提高产品制造的一次成功率。

方案还严格落实产品制造过程管控，加强过程控制趋势及稳定性监控，强化过程异常信息的传递及异常物料管控，构建多维度全方位的自动判定及高效处置的功能模块，助推质量管理从结果管理到过程管控精细化、精准化、高效化的提升。

方案搭建了基础数据模型与数据服务，为质量问题的原因分析、问题追溯，提供了一站式的分析功能。通过这些功能降低技术人员使用数据的门槛，解决数据使用“最后一公里”难题，技术人员开展质量问题分析效率提升80%以上。

方案强化从“用户需求”到“用户使用”的业务闭环，实现了缺陷向加工中心传递等功能。

由此，方案的运用，改变了制造数据“散”“粗”“断”“滞”的现状。根据不同数据来源、不同数据结构的特点，确立了数据采集的标准化规范，以“全、细、快、准”的原则，全面采集多系统、高粒度的多源异构数据，强化全流程数据清洗、特征提取；并基于物料基因链的业务流程主线，通过数据转换、时空对齐等数据处理方法，将数据“连点成片”，集成为高质量、高可用性的基础数据，为全流程产品质量的溯源分析以及质量优化工作提供便捷的基础条件。

2018 年，宝信软件的工业互联网构架下的智慧管理方案根据宝钢股份的需求开始策划，2020 年年初，经过不断地迭代优化，技术指标全面超过竞争的外商方案，用户最终决定采用宝信软件的技术方案。

据了解，目前，该平台的智慧质量方案应用，已经推广到宝武内5 家钢铁企业，宝武外4 家钢铁企业。刘英林表示，未来这套智慧管理方案也将融入更多的AI（人工智能）技术，提高系统的产品化程度，从而缩短实施周期。“目前很多钢厂都对此方案感兴趣，在进行前期的技术交流。”