智慧工厂应用系统建设方案
1智能工廠設計思路
1.1智能工廠建設目標
為積極響應國家“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”的五大發(fā)展理念，貫徹落實《中國制造2025》、《鋼鐵工業(yè)調(diào)整升級規(guī)劃
（2016-2020?年）》、《國務院關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導意見》相關(guān)政策要求，結(jié)合鋼鐵企業(yè)自身面臨的形勢、生產(chǎn)現(xiàn)狀、存在的問題，以及對未來發(fā)展規(guī)劃需求，擬對其工藝流程、綠色環(huán)保、智能制造等方面進行全面優(yōu)化升級改造，將企業(yè)打造成國內(nèi)一流、綠色、智能的生產(chǎn)基地，實現(xiàn)質(zhì)量與效益的雙提升。
企業(yè)進行智能工廠建設后，從原料到產(chǎn)成品整條生產(chǎn)線實現(xiàn)調(diào)度集中管控，智能化扁平管理，生產(chǎn)組織簡單高效，能源消耗和污染物排放全面穩(wěn)定達標，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性和可靠性水平大幅提高，全工序噸鋼成本下降，提高公司的競爭力。智能工廠建設的目標如下：
（1）通過企業(yè)信息化，引進先進管理模式，實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化管理。
（2）以精簡高效的業(yè)務架構(gòu)為基礎(chǔ)、合理流暢的管理流程為導向，以規(guī)范先進的管理標準為依據(jù)，實現(xiàn)管理過程的高度規(guī)范化、科學化。
（3）實現(xiàn)精細化管理、規(guī)范化操作、準時化生產(chǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)經(jīng)營活動全過程的動態(tài)實時可觀、可控，提高企業(yè)的響應能力和應變能力，全方位提高企業(yè)整體的市場綜合競爭力。?
（4）通過企業(yè)信息系統(tǒng)的完善，逐步建立兩化深度融合的“數(shù)字化智能工廠”。
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1.2智能工廠整體設計理念
基于“綠色、智能”的建設理念，按照《國家智能制造標準體系建設指南》的建設思路與目標，同時借鑒德國“工業(yè)4.0” ，美國“智能制造生態(tài)系統(tǒng)”的建設思路，對智能制造工廠進行信息化總體規(guī)劃。
智能制造系統(tǒng)采用“一個中心、一張地圖、一個平臺”的整體設計理念。
圖?1—鋼鐵企業(yè)智能制造體系架構(gòu)圖
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一個中心：指提供企業(yè)信息化、智能化系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐平臺，包含企業(yè)的管控中心、云數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡中心。
管控中心實現(xiàn)企業(yè)主要生產(chǎn)運營業(yè)務的智能化調(diào)度管理，以管控中心的監(jiān)控大屏幕，智能化的信息系統(tǒng)為載體，實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、能源、設備、物流等多種業(yè)務的扁平化、集中化的公司級管控。
云數(shù)據(jù)中心將充分利用云技術(shù)、虛擬化技術(shù)實現(xiàn)對智慧工廠信息化系統(tǒng)的硬件支撐，提供各智能化信息系統(tǒng)所需的服務器資源。
網(wǎng)絡中心將實現(xiàn)對公司所有智能化系統(tǒng)網(wǎng)絡的統(tǒng)一管理，保障公司整體信息網(wǎng)絡、物聯(lián)網(wǎng)的互聯(lián)互通和安全可靠。
上述三個中心（管控中心、云中心、網(wǎng)絡中心）最終將在公司級的管控中心大樓內(nèi)實現(xiàn)合并統(tǒng)一為一個中心，該中心將作為公司日常生產(chǎn)運營的核心大腦所在，公司的管控調(diào)度人員將在此統(tǒng)籌管理整個公司的日常生產(chǎn)運營信息。
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??圖?2—智能工廠調(diào)度監(jiān)控中心
一張地圖：是整個智能制造體系框架的基礎(chǔ)，充分結(jié)合三維?BIM?技術(shù)，建立和實際工廠同比例大小的三維數(shù)字化工廠地圖，重點體現(xiàn)廠房建筑信息、設備信息、管網(wǎng)信息等內(nèi)容，為構(gòu)建最終的數(shù)字化運營管控平臺奠定基礎(chǔ)。
三維數(shù)字化工廠地圖從企業(yè)的規(guī)劃階段開始籌建，貫穿規(guī)劃、設計、施工建設、竣工交付、運維等整個生命周期，實現(xiàn)數(shù)字化全生命周期管理。
一張地圖配合數(shù)字化工廠管理系統(tǒng)，實現(xiàn)動態(tài)的全流程作業(yè)管控，?智能化設備運維管理等，有效提高企業(yè)管控和調(diào)度效率。通過一張地 圖實現(xiàn)鋼鐵企業(yè)的全面數(shù)字化管理，包括工廠數(shù)字化、車間數(shù)字化、設備和管線數(shù)字化，通過打造與實際工廠相同的虛擬化工廠，實現(xiàn)全生命周期的工廠三維綜合展示、全流程的生產(chǎn)管控、智能化的設備運?維管理、智能化的管網(wǎng)安全監(jiān)控管理、浸入式的操作培訓和考核管理以及應急演練仿真管理等內(nèi)容。創(chuàng)新性的改善鋼鐵企業(yè)傳統(tǒng)的工作方?式，建立起資產(chǎn)管理新觀念，有效的優(yōu)化運營管理制度，提高事故處?理效率。
圖?3—智能工廠運營管理平臺
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一個平臺：即建立公司級的生產(chǎn)、能源、物流、設備等主要業(yè)務的集中數(shù)字化運營管控平臺，融合企業(yè)的各級信息化系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，?以三維的數(shù)字化工廠地圖為基礎(chǔ)，作為公司級的管理看板為各級管理層提供企業(yè)重點的生產(chǎn)指標運營信息，是智慧工廠的運營管理核心。
該數(shù)字化平臺將作為企業(yè)的全方位運營數(shù)據(jù)來源，整合提取經(jīng)營、生產(chǎn)、能源、設備、物流等各業(yè)務數(shù)據(jù)，為構(gòu)建企業(yè)的大數(shù)據(jù)管理和?分析系統(tǒng)提供全方位的數(shù)據(jù)支撐。
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圖?3—智能工廠運營管控平臺
1.3智能工廠系統(tǒng)體系架構(gòu)
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基于“智能制造、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+”以及“集中、簡單、直接、?連續(xù)、流暢、高效”的原則，在企業(yè)戰(zhàn)略地圖和流程管理需求總體框?架下，搭建起穩(wěn)定可靠的設備控制系統(tǒng)、高度自動化的過程控制系統(tǒng)、連續(xù)高效的精益生產(chǎn)系統(tǒng)、集中統(tǒng)一的?ERP?系統(tǒng)、科學嚴謹?shù)臎Q策支持系統(tǒng)以及協(xié)同協(xié)作的網(wǎng)絡辦公系統(tǒng)，實現(xiàn)供產(chǎn)銷一體化的計劃體系、供產(chǎn)銷一體化的執(zhí)行體系、供產(chǎn)銷一體化的跟蹤體系、供產(chǎn)銷一體化 的平衡體系、互動快捷雙贏的營銷體系、至誠共贏進取的服務體系、動態(tài)高效透明的監(jiān)控體系、科學精細嚴謹?shù)臎Q策體系。
（1）公司管理模式的要點?
1）適應集團運營管控的高效復合管控模式。?
2）公司對核心業(yè)務單元實施集中管控的運營管控模式。
3）對核心業(yè)務單元按“公司－專業(yè)廠－作業(yè)區(qū)”三級設置管理架構(gòu)，實施管理。
4）公司為生產(chǎn)經(jīng)營管控中心；各專業(yè)廠為成本中心，主要負責執(zhí)行生產(chǎn)計劃，同時保證品種、產(chǎn)量、質(zhì)量、成本、安全、設備運行等各項技術(shù)經(jīng)濟指標的實現(xiàn)。
5）建設與企業(yè)同步發(fā)展的信息化系統(tǒng)。通過建設覆蓋全公司各個領(lǐng)域的信息化系統(tǒng)，在公司各個領(lǐng)域管理模式推進的同時，配套實施公司信息系統(tǒng)，為公司現(xiàn)代化管理提供有效支撐手段。
（2）智能工廠系統(tǒng)總體架構(gòu) 智能工廠管理系統(tǒng)功能分為：
第五級商務智能系統(tǒng)（L5）；
第四級企業(yè)資源計劃系統(tǒng)（L4）；
第三級生產(chǎn)管理系統(tǒng)（L3）；
第二級為過程控制系統(tǒng)（L2）；
第一級為基礎(chǔ)自動化系統(tǒng)（L1）。
圖 3-1 智能工廠系統(tǒng)總體功能架構(gòu)圖
第五層為企業(yè)經(jīng)營決策層，主要是企業(yè)決策支持系統(tǒng)，利用信息化的手段提取企業(yè)采購、銷售以及生產(chǎn)經(jīng)營的重要數(shù)據(jù)，為企業(yè)決策者提供支持；?
第四層為企業(yè)資源管理層，針對公司業(yè)務層面的管理，包括公司ERP、辦公自動化?OA，電子商務平臺等，實現(xiàn)對研發(fā)、工藝、財務、成本、人事、資產(chǎn)、客戶等信息處理；在現(xiàn)代企業(yè)管理理論的指導下，?通過信息系統(tǒng)把先進的管理理念和方法固化下來，對企業(yè)的內(nèi)、外部供應鏈進行系統(tǒng)、高效的整合和管理。
第三層為智能制造層，主要負責公司各個業(yè)務生產(chǎn)單元的制造執(zhí)行全過程，從工廠接受產(chǎn)品訂單至產(chǎn)品入庫整個生產(chǎn)過程的管理，重點是生產(chǎn)管理，是企業(yè)信息化和過程自動化之間的核心銜接層。?
第二層為過程控制層，是連接生產(chǎn)管理層和基礎(chǔ)自動化層的關(guān)鍵
控制層，主要實現(xiàn)計劃管理、跟蹤及數(shù)據(jù)采集、設定值計算、停機管理和質(zhì)量管理等功能，是機組控制的有效手段。
第一層為基礎(chǔ)自動化層，是直接面向設備的控制層，主要完成各機組的設定值設定、各項參數(shù)控制、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)量控制和設備診斷系統(tǒng)，可獨立進行生產(chǎn)，是生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié)。?
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4 應用系統(tǒng)功能
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4.1.2 企業(yè)協(xié)同辦公（OA）系統(tǒng)
協(xié)同辦公系統(tǒng)是在統(tǒng)一的企業(yè)信息平臺上實現(xiàn)對公文、人事、資產(chǎn)、客戶等信息處理，徹底消除了企業(yè)內(nèi)部存在的信息膨脹、信息孤島、信息非結(jié)構(gòu)化、信息非個性化等問題。協(xié)同辦公系統(tǒng)提供了一個協(xié)同的、集成的辦公環(huán)境，使所有的辦公人員都在同一且個性化的信
息門戶中工作, 擺脫時間和地域的限制，實現(xiàn)協(xié)同工作與知識管理。主要功能：
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- 企業(yè)內(nèi)部門戶；
- 收發(fā)文；
- 會議管理；
- 知識庫；
- 工作流程管理；
- 即時通訊。
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協(xié)同管理以“信息協(xié)同”、“業(yè)務協(xié)同”和“資源協(xié)同”對信息、業(yè)務和資源的三大孤島問題提出有效的解決方案。
4.1.1決策支持系統(tǒng)（DSS）?
決策支持系統(tǒng)的實施目標，是設定公司應該爭取的管理業(yè)績目標以及各分支機構(gòu)的核心目標。同時對公司目標的達到程度提供考核的依據(jù)，并向管理層和股東匯報業(yè)績。通過將公司戰(zhàn)略和公司動作相結(jié)合，為以公司價值為取向的管理提供支持；建立財務及非財務指標相結(jié)合的業(yè)績管理機制。
DSS?將企業(yè)的?ERP?系統(tǒng)和多個業(yè)務交易系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匯總在一起，?提供跨越整個企業(yè)的共享視圖，整合財務和績效管理過程，使得個人目標或者部門目標與整個公司的目標相一致。
主要功能：
????績效計分卡系統(tǒng)；
????戰(zhàn)略財務系統(tǒng)；?
????商務智能系統(tǒng)。
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4.3智能制造-生產(chǎn)管理系統(tǒng)
4.3.1?????系統(tǒng)特點
智能制造系統(tǒng)將銷售和生產(chǎn)環(huán)節(jié)緊密聯(lián)系在一起，以銷售合同為驅(qū)動，以生產(chǎn)訂單為主線，以產(chǎn)品規(guī)范和冶金規(guī)范為核心，形成訂單錄入—計劃—現(xiàn)場執(zhí)行—回饋—調(diào)整全過程的信息回路，將產(chǎn)銷計劃落實到現(xiàn)場執(zhí)行，同時掌握準確、及時的信息來進行實時的調(diào)整和優(yōu)化，實現(xiàn)生產(chǎn)能力和效率的最大化。系統(tǒng)具有以下特點：
（1）建立統(tǒng)一代碼體系
（2）建立產(chǎn)品規(guī)范、冶金規(guī)范體系，實現(xiàn)按合同進行設計與生產(chǎn)
（3）實時動態(tài)訂單跟蹤?
（4）實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)供需平衡
（5）實現(xiàn)全流程一級計劃管理
（6）實現(xiàn)煉軋一體化實時動態(tài)調(diào)度系統(tǒng)
（7）實現(xiàn)監(jiān)、管、控一體化
（8）實現(xiàn)全流程質(zhì)量管理
（9）財務成本信息收集
4.3.2????業(yè)務流程
（1）生產(chǎn)管理業(yè)務流程
生產(chǎn)管理主要業(yè)務是：從公司接受銷售訂單開始，包括原燃料管理、生產(chǎn)管制、生產(chǎn)合同管理、材料申請、生產(chǎn)作業(yè)計劃編制、生產(chǎn)過程控制與調(diào)整、在制品庫存管理、生產(chǎn)實績收集與整理、生產(chǎn)物流所涉及的倉儲管理，直到產(chǎn)品準發(fā)出廠為止。
生產(chǎn)管理流程總圖如下：
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圖?4-1??生產(chǎn)管理流程圖
????原料管理；
????生產(chǎn)作業(yè)計劃管理；
????生產(chǎn)合同管理；
????在制品管理；
????生產(chǎn)管制；
????現(xiàn)場作業(yè)管理。
（2）質(zhì)量管理業(yè)務流程
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質(zhì)量管理是指從滿足用戶需求出發(fā)，圍繞設計、生產(chǎn)、服務以及與客戶和供應商關(guān)系等一系列過程的質(zhì)量管理活動。
質(zhì)量管理流程總圖如下：
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圖?4-2??質(zhì)量管理流程圖
質(zhì)量控制管理由以下管理業(yè)務組成：
????訂單質(zhì)量設計；
????質(zhì)量檢驗；
????工序質(zhì)量控制；
????質(zhì)量判定；
????產(chǎn)品制造履歷管理；
????產(chǎn)品質(zhì)量證明書管理；
????用戶質(zhì)量異議管理；
????質(zhì)量水平管理。
質(zhì)量體系管理由以下管理業(yè)務組成：
????質(zhì)量方針目標；
????產(chǎn)品供貨標準管理；
????規(guī)程體系管理；
????過程審核；
????產(chǎn)品審核；
????質(zhì)量會議；
????質(zhì)量攻關(guān)管理；
????產(chǎn)品質(zhì)量異議糾正和預防；
????內(nèi)部用戶滿意度調(diào)查評價。4.3.3?系統(tǒng)功能
（1）一體化質(zhì)量管理
????質(zhì)量標準管理；
????質(zhì)量設計管理；
????質(zhì)量跟蹤管理；
????質(zhì)量判定管理；
????質(zhì)量證明書；
????質(zhì)量統(tǒng)計管理；
????質(zhì)量分析管理。
（2）鐵前生產(chǎn)管理系統(tǒng)
????鐵前生產(chǎn)計劃管理；
????鐵前生產(chǎn)計劃調(diào)整及下達；
????質(zhì)量跟蹤管理；
????原料場管理；?
????全廠作業(yè)管理。
（3）鋼后生產(chǎn)管理系統(tǒng)
????訂單管理；
????生產(chǎn)計劃管理；
????生產(chǎn)管制；
????生產(chǎn)訂單進程管理；
????質(zhì)量跟蹤管理；
????作業(yè)管理；
????設備狀態(tài)管理；
????磨輥間管理；
????工器具管理；
????生產(chǎn)作業(yè)統(tǒng)計；
????生產(chǎn)成本管理。
（4）倉庫管理
倉庫管理包括：
原輔料、廢鋼庫管理、坯庫管理、精整半成品、成品庫管理。包括出入庫、庫內(nèi)相關(guān)作業(yè)、物料庫位以及相關(guān)庫存統(tǒng)計等。
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4.4??智能制造-專業(yè)管理系統(tǒng)
4.4.1???智能化三維工廠?
系統(tǒng)集成三維?BIM?技術(shù)和?GIS?動態(tài)定位技術(shù)，在三維工廠模型上實現(xiàn)能源、設備、儀表、管線的動態(tài)管理和監(jiān)控，用戶可以借助系統(tǒng)實現(xiàn)企業(yè)資產(chǎn)的透明化管理，運維的高效化管理，圖紙資料的精準化
管理，智能設備和檢定儀表的智能化點巡檢管理。
用戶可以在三維模型上實時監(jiān)控各用能設備和用能單元的能耗?變化；可以通過輸入相關(guān)設備和儀表編號實現(xiàn)快速的設備和儀表定位， 方便點檢維修人員快速找到設備安裝位置，當局部管道出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以快速定位到上游的儀表和閥門，進行關(guān)停提示。
系統(tǒng)可導入設備的相關(guān)文檔圖紙資料及三維單體模型，結(jié)合設備的運行參數(shù)曲線變化以及點檢定修實績實現(xiàn)設備的全生命周期管理，對于復雜設備，系統(tǒng)可以集成設備的裝備動畫，方便后期的設備檢修和保養(yǎng)工作。
（1）能源監(jiān)視
基于?3D?場景，模型實現(xiàn)?360?度自旋轉(zhuǎn)，處于當前視角內(nèi)的物體基本屬性、當前工作狀態(tài)以標簽形式展現(xiàn)。對于重要部位能源監(jiān)視數(shù)據(jù)通過統(tǒng)計圖展示可動態(tài)跟蹤該處能源變化趨勢、幅度。同時還可以查看不同管道制造材質(zhì)、介質(zhì)流向等信息。
（2）三維設備模型
查看重要用能設備的 3D 模型，直觀展示模型外觀，各個不同部位名稱及作用，集成設備的操作參數(shù)標準及實際運行參數(shù)變化監(jiān)控；
（3）設備安裝
基于設備模型，可以通過按鈕控制設備拆分和安裝動畫播放，幫助設備維護人員了解設備拆分安裝步驟。
（4）設備定位
可以在 3D 場景中通過設備編號、設備名稱、設備類型等多種查?
詢條件定位目前設備安裝位置，系統(tǒng)通過切換場景攝像機位置定位到目標設備。
（5）視頻監(jiān)控
視頻監(jiān)控系統(tǒng)在?3D?場景真實展示功能，用戶可以通過點擊模型中不同位置的視頻監(jiān)控模型查看當前位置視頻監(jiān)控內(nèi)容；重大事故發(fā)生時，與視頻、定位自動聯(lián)動，快速找到故障點，節(jié)省事故處理的時間，減少能源浪費。
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4.4.2????設備管理系統(tǒng)
?設備管理系統(tǒng)以重大設備管理工作為中心，通過點檢、巡檢、維保及倉儲管理等工作，規(guī)范相應操作流程，提高設備利用率和可靠性保障企業(yè)生產(chǎn)的順利進行。
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設備管理系統(tǒng)通過建立企業(yè)統(tǒng)一的設備目錄、對設備的運行記錄和運行參數(shù)進行有效的分析，預防和提前發(fā)現(xiàn)設備故障隱患，合理制訂點檢、維保工作計劃，從而保障設備的安全運行、降低設備維保的成本。
（1） 設備技術(shù)檔案
????設備基礎(chǔ)信息管理；
????標準管理；
????制度規(guī)程管理；
????圖紙檔案管理；
????周期性檢驗設備管理。
（2）設備運行監(jiān)視管理
????SCADA?運行監(jiān)視；
????數(shù)據(jù)分析。
（3）設備產(chǎn)能、耗能管理
????能源消耗實績管理；
????能源生產(chǎn)實績管理；
????外購外銷管理。
（4）設備點巡檢管理
????點檢計劃管理；
????點檢實績管理；
????設備隱患管理。
（5）設備故障管理
????設備故障管理；
????設備故障統(tǒng)計。
（6）設備維修管理
????維修作業(yè)通知單管理；
????維修工單管理；
????維修質(zhì)量管理；
????維修驗收管理。
（7）設備潤滑管理
????潤滑計劃管理；
????潤滑實績管理；
????油料回收管理。
（8）備品備件管理
????計劃管理
????入庫管理
????出庫管理
????盤庫管理
????修舊利廢管理
（9）設備資產(chǎn)管理
????設備資產(chǎn)折舊管理；
????設備評估管理；
????設備封存/啟封管理；
????設備閑置/啟用管理；
????設備移裝管理；
????設備調(diào)撥管理；
????設備報廢管理。
4.4.3???能源管理
能源管理系統(tǒng)以全廠能源管網(wǎng)為對象，直接調(diào)度和監(jiān)控全廠各種能源介質(zhì)的供應和分配；監(jiān)控電、水、煤氣、氧、氮、氬、蒸汽、壓縮空氣等各類介質(zhì)；監(jiān)控全廠各變配電站、自發(fā)電、煤氣混合站、煤氣加壓站、各種煤氣柜和煤氣放散系統(tǒng)，并對現(xiàn)場允許無人值守的能源站點進行遠程監(jiān)控。為企業(yè)量身打造的先進能源管控平臺。該產(chǎn)品結(jié)合先進的設計理念，通過對鐵、鋼、軋以及主要公輔工序建立單體工藝模型然后進行動態(tài)模擬仿真，可以協(xié)助企業(yè)提前找到能源介質(zhì)在實際生產(chǎn)中的問題和瓶頸所在，從而更好的制定各種應急預案，減少能源不必要的浪費。而且通過扁平化的遠程管控平臺以及豐富的底層改造實施經(jīng)驗，協(xié)助企業(yè)做好各個能源子站所的改造工作，真正實現(xiàn)能源集中管控，各站所無人值守，切實的為企業(yè)減員增效，提高能源管理效率奠定基礎(chǔ)。
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的智慧工厂应用系统建设方案的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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