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【知否知否】水泥行业的智能工厂应是无人工厂还是以人为本?

2019-03-30 施家邦 工控邦

2019年, 工业互联网依然是制造业数字化转型中最热的话题,“工业4.0”、“精益制造”这些制造业的热门话题在热度上已经明显让位于“工业互联网”。


正如工信部官网信息显示,从2018年1月国务院发布《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》以来,过去一年里,国务院和工信部发布了12项有关工业互联网的文件——平均每个月都有一个文件出台,涉及顶层设计、发展规划、示范项目、实施方案、专家团队等多个方面。政府不可谓不重视,然而政策的效果仍有些云里雾里。


彼得·德鲁克说:“企业管理的本质就是人的管理。”但是人的管理又是逆人性的,所以大家都希望出现无人工厂,让管理变得简单。


工业智能制造还远远到不了我们理想中的无人工厂,然而通往这条道路上的路径必然离不开数字化业务,而数字化业务又如何实现低效变高效,不合理变合理呢?人和机又怎么结合得更完美呢?


我们发现了一个水泥企业,有拨云见日的魄力和前瞻力。他们坚信智能制造是手段而非目的,企业应该依旧以人为本,精益制造才能真正实现结合工业物联网的科学发展……


他们在2017年首批取得了”绿色工厂“的称号; 2018年获得了河北省工信厅的“数字化车间”的称号和奖励、还成为了国家“工业电力需求侧2A级示范企业”。


惊鸿一瞥,成果斐然


“叮~”“叮~”5号窑操作员打开了手机 “邯郸金隅太行水泥-经验分享群”,发现群里已冒出新消息。轻轻拖动记录,发现对话涉及操作的注意事项、对节能降耗的理解和团队意识的心得。小编印象最深的一句莫过于中的一份子,我们应该树立节能降耗意识,为“无数的细节(调整)将给企业带来巨大的财富,而身为其企业发展壮大贡献自己的力量。”在寒冷的冬天看得人心头一暖。不同于一些企业在“工业互联网”上只喊口号、空拉旗帜,邯郸金隅太行水泥的基层操作员们以及值班经理们每天总结分析工作、形成心得感受,为其他同事提供经验参考和的精神默契。不仅是工业操作互联,员工的精神和经验也在随时互联。


想了想自己的生活中的朋友们,大部分可都是除了老板手动@你,都不乐意在工作群里多说一句话!更别说主动做经验总结和分享了! 这在该企业可不是个别员工的短暂现象,而是已坚持了将近2年了,融合了数十位员工活跃发言的稳定生态圈。


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相信读者群中的各位经理、老总开始犯嘀咕了:上哪里能招到这样爱岗敬业、在智能制造上不断精益求精的员工?还需保持他们长期积极的工作态度和为企业提供价值的大局意识。这样的企业业绩是不是特别强?


是的,让我们用数据来说话, 为了尊重企业的保密规定,我们只用局部数据来略见一斑:


仅拿日产5000吨的标准生产线6号烧成车间,仅说电耗,2017 和2018 的3个月份:


9-11月节电 = 509,652 t熟料*2.2kWh/t 熟料= 1,121,234kWh


9-11月节约电费 = 1,121,234 *0.6 元/度=672,740 元 (67万元)


9-11月仅因节电带来的间接CO2减排 = 1,121,234kWh/1000*0.86 t.CO2/MWh=964 t CO2

因为工厂工艺团队加强了管理,自2018年后半年实施了“操作秘籍动态优化”,而且微信群里持续分享最佳实践和经验, 不仅每个人的电耗都在下降,操作员的差距在明显缩小。


6号烧成车间电耗分析*   

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数据来源:能源管理系统班组考核2017及2018 9,10,11月份


*备注:


1.烧成车间电耗包括窑系统、尾排风机、煤磨系统还有回转窑协同处置生活垃圾!


2.上述煤磨为球磨工艺,2017年8月更换了永磁高效电机,降低煤磨电耗18%,所以比较是从9月开始。


真正为中国的节能减排事业做出了实质的贡献。那么这样显著的进步是怎么做到的?


西方管理学家说,没有考核,就没有管理。在国内,朋友们最耳熟能详的“海底捞”董事长张勇就很重视绩效激励、KPI考核,他认为:管理有模式,无定式,讲严谨性,也讲艺术性。因为在这背后,绕不开人性。


邯郸金隅太行的领导们显然深谙此道,整个“制定规则-落实到人-检查执行-考核约束”的体系环环相扣,以人为本。让我们来看几个剪影:


1、完善能源管理系统运行管理办法,责任分工落实到人,明确能效和绩效考核管理办法


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生产运行部出台从制度上规范,从系统运行、到细化到人的绩效管理,都是有“法”可依。


2、能管系统的重要用户-最基层的决策者-中控操作员们给他们创造工具和便利 

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中控室每个操作员都有单独的能源管理操作员站

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操作员每时每刻关注“能源优化工具包”,看看哪里能耗高了并及时调整


 窑、磨操作员是企业最基层决策者,当管理者外出开会或休假时他们在7x24小时不停地工作,他们的鼠标掌握着企业的成本,“减料不减风“是很多水泥厂的通病,窑、磨操作员的用心程度对企业的生产能耗带来的结果至关重要。


这个历经60年的老牌国营企业,经过不断发展,加上各种环保的监测,中控室台上已经摆满了屏幕,为了让每个操作员及时看到能管系统数据,项目组把能管屏幕架成二层楼;让每一个操作员方便地看到自己工序的工具包, 每15分钟更新状态,工序电耗处于绿色区域就可以放松一会儿,如果是黄色甚至红色,必须往下观看到底哪个设备电耗高了,而且把主要影响因素和数据展现出来,操作员可以及时调整操作或协调现场。


操作员们既要关注窑的运行,还要关注煤磨的运行,脱硝系统的运行以及最让其他企业头痛的生活垃圾协同处置。他们还不厌其烦地在下班前分享他们的最佳实践或者问题。


从近两年的微信群分享,水平越来越高,每个人都有自己的能源管理真经!他们的热情和坚持不懈让人钦佩!



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3、 承上启下的核心能源管理用户


每次能管系统的专家们到工厂回访,工艺副厂长王凯经常是坐在中控室最右边的能源管理屏幕前,在做整体方面的观察和深度分析,并用于指点操作员们,下图这个仪表盘就是他经常看的窑系统电耗分析:他不仅要保证窑操作员们“避免过冷却”,还要考虑足够冷却改善熟料易磨性为下游水泥磨创造条件,这就是他们说的大局观。在熟料拉链机上安装在线温度测量,在保证熟料得到冷却的前提下尽可能优化冷却风机电耗。

   

邯郸金隅太行每周都根据实际运行状况展开不同规模的能耗分析会议,回顾当周的能耗相关的执行和操作,检查落地和分析突破的方法。


王凯说道:


“在我看来,能源管理系统就是一个强大工具,它的好坏,除了自身功能,还取决于人们对它的使用。


就像一架钢琴,只有乐师轻轻的弹奏,才能演绎出一曲感人的乐章。


又像一支画笔,只有画家细细的勾勒,才能描绘出一副精美的图画。


同样,能源管理系统,只有使用者认真的对待,给与足够的重视,找到科学的使用方法,它才能起到节能降耗,降低生产成本的作用,成为企业腾飞的助推剂。“


4、班组考核提高责任心,公司领导高度重视并奖励“操作之星”


能源管理系统也会自动形成班组考核的数据, 同时自动评价出出每个车间的“月度最佳操作员”、或“操作之星”。


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能源管理的使用细化了操作员的考核。使用能源管理之前,针对操作员只能统计产量、质量和运转率等数据进行考核;能源管理系统,根据企业管理目标和重点,对操作员的考核可以细化到台时、煤耗、电耗、发电和质量等指标,能够更及时更全面的反映出一个操作员的能力水平以及团队的配合。做到自动、及时、公开、透明。


一名优秀的操作员和一名普通的操作员,为公司创造利润的能力差别非常大,以6#窑9月份为例,操作员考核第一名与第四名比较,节煤费用13.18万元,节电费用2.94万元,2项合计高达16.12万元。在2017年刚开始以及在没有进行分享的其他同规模(5000t/d)客户那里,我们总结这个差距要达到30~40万元/月。


管理层不仅出台考核管理和奖励政策,还亲自参与颁奖仪式,给员工荣誉感。我们能看到图片里,员工们掩不住的笑与自豪,制度离不开员工的认可和支持,员工也需要从制度成果获得企业的认可。难能可贵的是:这种奖励操作之星的活动不是图热闹和新鲜,而是形成一种持之以恒的制度,对先进班组的奖励力度在不断增加。不仅操作之星可以得到奖励,第二名也有不同程度的奖励, 这无疑加强了团队精神。


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5、 实时数据  动态优化操作参数 “操作秘籍“ 最佳实践分享 共同提高


动态优化3步曲: 班组考核 找出最佳成绩-调出自动形成的中控运行记录–提炼操作秘籍操作员通过考核所得分数,找到当天得分最高操作员所对应的运行指标和系统操作参数,并且对应原燃材料成分,通过总结每日的最优参数,整理成册,形成窑磨操作指南,为操作员找到各类情况下的最优操作方案。


在《能源管理系统运行管理办法》中,关于数据分析, 其中一项则是“每月至少提炼一次所有车间的操作秘籍”,自从实行“动态优化”后,我们看到了最佳实践分享的结果:操作员之间的差距在缩小,大家水平都在提高。


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数据来源:能源管理系统班组考核2017及2018 9,10,11月份


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6、 精益制造:细微之处体现管理水平


第一, 抓跑冒滴漏 强化漏风管理和压差管理


水泥厂的工艺风机占全厂装机容量的35%左右,而正是工艺风机有着巨大的节能挖潜的空间!风机系统的效率取决于工艺需求(流量x压力)、风机机械效率和传动效率。头排、尾排、高温风机和冷却风机占据了窑系统电耗的90%左右。而正是这些设备的造成了厂与厂之间窑系统单位电耗10度/吨的差别(30%以上)!


漏风管理:2017年底总经理参观完先进厂的能源管理之后雷厉风行,要求各条线的漏风管理数据出现在能源管理主画面上, 让所有人看到;并关注大修前的准备工作,比以往更加强调细节和优化(不是“坏了才修“,而是让系统始终处于自己的最优状态)。大修后,漏风减少,窑尾大布袋收尘后O2含量由原来的10-12%在2018年维持在8%左右。


压差管理:我们家家都有空调, 假如空调的滤网几年不去清洗,我们可以想象我们的空调会很费电而且制冷效果还差。何况我们的大布袋收尘器每时每刻都有大量的生料粉尘要过滤,如果压差大,势必造成尾排风机电耗高。操作员们在自己的工具包里时刻关注我们管理者往往顾不上看的压差(我们可能一周以后才发现),有问题及时找到合适的人去处理。生产运行部在制定管理规则和工作流上、和检查监督落实上确实有着不寻常的执行力, 体现出60年老牌国营企业的管理底蕴!


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全厂生产能源管理概览的一角:窑尾大布袋O2含量      


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生产运行部:压差管理工作流


结果: 漏风管理+大布袋压差的管理,使得尾排风机电耗下降约8%。见窑系统电耗分析:

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大修前尾排风机电耗       


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大修后尾排风机电耗


第二, 抓辅助设备空运转


工厂能源主管很有创造力,还设计了专门的分析工具:将主机运转时间和辅机(如提升机)的运行时长做成关联, 及时发现每天或每小时辅机是否在空运转。如下图,绿色为磨主机运行时长,蓝色为辅机-主机运行时长。我们可以看出水泥磨的管理达到如火纯青的境界。


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生料磨辅助设备空运转分析


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生料磨辅助设备空运转分析, *蓝色的柱子代表( 辅机-主机运行时长)


结语:


正如本文开头提到的,基层用户每个操作员通过工具包的应用,及时优化操作,致力于提高每时每刻的能源效率,并坚持不懈地日常分享,并为管理者创造了决策的条件和依据; 承上启下的核心用户工艺副厂长把能源分析成常态,动态优化最优操作参数成“操作秘籍”;“班组考核和奖励“,持之以恒;生产运行部出台管理办法,监督落实,精益管理; 高层领导(包括董事长和总经理及副总经理)高度重视, 建立业绩文化, 而且走出去请进来,用更开阔的视野使企业持续发展。


制度不能脱离员工而存在:邯郸金隅太行在以人为本、精益制造的制度建设上身先士卒,用自己在能源管理方面的先进实践为我们上了富有启发的一课;同样,工业互联网的数字化工具也不能脱离使用者而存在,往往千里马常有伯乐难寻——作为能源管理系统的提供者,我们真诚地感谢邯郸金隅太行——通过全员参与的努力让施耐德电气提供的“工具”发挥了看得见的最大效用!


同样祝福和邯郸金隅太行一样致力于通过工业互联网的工具实现节能减排,降本提效的水泥企业们,能以人为本、精益制造在科学发展的道路上越来越好 !


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