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金川集团永昌铜业:Apache IoTDB支撑三连炉智能工厂实时管控

一、项目背景

围绕铜冶炼建设全流程智能工厂。金川集团永昌铜业铜冶炼基地由中冶赛迪信息以“1平台+2一体化+N应用”方案建设,覆盖生产、检化验、能源、设备等9大业务板块。项目建成国内首个三连炉工艺全流程智能工厂,目标是打通从生产现场到管理应用的数据链路,推动质量、成本和环保管控协同。

二、面临挑战

质量管控需要从发现问题走向及时闭环。项目资料指出,建厂初期管控体系较为完备,但质量管控在一线落地仍存在时差和落差。面对连续生产过程中的多工序、多设备数据,关键指标异常若不能及时发现并传递至责任环节,就会影响现场响应速度,也增加质量问题追踪和处置的难度。

成本与环保管理需要更细粒度的数据支撑。成本管控难以细分和溯源,环保管控则较依赖线下台账与人工汇总。管理人员需要更及时地掌握过程状态、分析异常并追踪处理结果,传统汇总方式难以充分支持透明可视、主动响应的管理要求。

高频、多维时序数据需要统一存储查询。铜冶炼五分厂的冶炼、化工、选矿、动力、精炼等工序和设备持续产生时序数据,项目按每0.7秒一次的频率采集。海量数据需要统一承载并供上层应用实时读取、分析与回溯;若缺少高效时序数据库支撑,就难以满足全流程智能管控对实时性和数据利用的要求。

三、IoTDB 解决方案

统一承载五分厂多维时序数据。项目从永昌铜业铜冶炼各工序生产系统与设备采集数据,由 CISDigital 工业互联网平台汇聚。全量时序数据写入中冶赛迪基于 Apache IoTDB 构建的时序数据库,并作为底层时序数据技术,为上层应用提供数据实时存取和历史回溯基础。

支撑质量预警与异常处置闭环。在质量即时响应场景中,系统使用每0.7秒采集的全流程多维数据,通过数字化三区预警分析体系监测关键指标。当指标异常时,应用支持自动告警、问题追踪,并按“派发—处理—验证—关闭”流程推进处置。时序数据底座提供实时数据承载和查询支撑,帮助预警及管控应用及时获取过程信息。

贯通成本、环保与生产管控应用。项目将 CISDigital 工业互联网平台、一体化智能生产管控系统和数字化三区预警分析体系结合,面向成本透明可视、环保主动响应及生产管控等业务。不同应用基于统一的数据底座获取工序和设备数据,形成从监测、告警到处理与验证的管理链路。数据库承担数据存储和查询职责,业务规则、预警分析及闭环流程由上层应用共同实现。

四、方案效果与价值

质量异常处置更及时。据项目资料,熔炼尾料S/Cu等关键参数异常处置时间压缩至10分钟以内,效率提升70%以上;工艺三区超限次数下降39.75%,报警闭环率达到95%以上。

环保响应与管理透明度改善。环保响应时间由20分钟缩短至4分钟,合规率由86%提升至100%;成本管理实现透明可视与主动对标。