推進智能工廠建設助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級

1、本講座選自壇之五化管理部 大數(shù)據(jù)重構(gòu)于 2015 年 10 月 26 日在 RONG 系列論業(yè)論壇上所做的題為推進智能工廠建設，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的。，,享受過工程（PSE）專業(yè)委員會,國資委國資監(jiān)管化組 工作， 煉化生產(chǎn)特殊津貼。長期從事石化行業(yè)研究與應用石化主持并推廣了 ERP商務、資金集中、生產(chǎn)營運指揮、（MES）等一大批系統(tǒng)，組織建成了貫穿集團上下的化“三大平臺”（即，以 ERP 為的經(jīng)營管理平臺、以 MES 為的生產(chǎn)營運商務 3 個項平臺和基礎設施及運維平臺）。其中，ERP、生產(chǎn)營運指揮和目被國資委評為了央企化示范工程。牽頭組織了石化“智能石化”規(guī)劃設計工作，組織在燕山石化、茂名石化、

2、鎮(zhèn)海煉化、九江石化進行了“智能工廠”試點建設并取得重要，其中九江石化智能工廠被工信部列為 2015 年智能試點示范項目。1：我發(fā)言的題目是推進智能工廠建設，助力產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。是的能源化工公司，覆蓋了從最前端的油氣勘探開發(fā)、油氣運輸，到石油煉制以及終端的油品銷售等石油石化全產(chǎn)業(yè)鏈。開車的同志們都知道加油站還是比較多的，全國有 3 萬多座加油站，油品質(zhì)量是有保障的，還有我們生產(chǎn)的化工，廣泛用于包裝、建材、服裝等行業(yè)，可以說人們的衣食2住行離不開我們的在全球排名第一，。目前集團在的石油煉制能力居世界第二、化工銷售收入世界 500 強中排名升至第二名。像這么大的企業(yè)集團，如果沒有化的支撐，對于企業(yè)的生

3、產(chǎn)、銷售、服務等運營管理是無法實現(xiàn)的。近幾年來加大了化投入，特別是“十二五”以來開展了以“智能石化試點、經(jīng)營管理平臺集中集成、IT 共享服務中心、移動應用”四個示范工程為引領的化提升建設。3我們根據(jù)能石化建設，2025戰(zhàn)略，以智能為主攻方向，推進了智智能油田、智能管線、智能工廠、智能銷售、數(shù)字化工程服務等等。進展比較快的是智能工廠建設。經(jīng)過幾年規(guī)劃、設計和實踐，在四家試點進行了智能工廠建設。以下幾個方面：智能工廠建設的內(nèi)容，簡要來說第一，實現(xiàn)一個目標。智能工廠建設的目標就是實現(xiàn)工廠的卓越運營，要達到勞動力生產(chǎn)率高、能耗物耗低、質(zhì)量高、效益目標。第設兩個支撐體系。技術(shù)支持體系和標準化體系，打造智

4、能工廠一定要有完整規(guī)范的技術(shù)支持體系和標準化體系的支撐。第三， 叫管控三條主線推進。一是生產(chǎn)管控，自上而下的，或者集成，對 ERP、MES、RTO、APC、PCS 等系統(tǒng)進行集成，也就是經(jīng)營管理層、生產(chǎn)營運層、過程層的縱向集成；二是從原油采購、原油、原油到終端客戶服務的供應鏈，等于是橫向集成；三是資產(chǎn)的全生命周期管理。從工廠的項目籌建、項目設計，到建造于交付，再到工廠運行與維護，直至資產(chǎn)的報廢等等生命周期全過程的數(shù)字化管理。第四，提升四項能力。全面感知、優(yōu)化協(xié)同、預警、科學決策。第五，具備五項特征。數(shù)字化、集成化、模型化、可視化、自動化。數(shù)字化是最基礎的，無論是大數(shù)據(jù)還是物聯(lián)網(wǎng)，必須得有數(shù)據(jù)。

5、我們覺得現(xiàn)在業(yè)務集成、系統(tǒng)集成、集成的還是不夠，一定要進行集成化。模型化，對生產(chǎn)過程、裝置運行、工藝流程等要用業(yè)務模型、機理模型各種模型進行描述，這樣才能形成CPS 虛擬和現(xiàn)實相結(jié)合。在這個基礎上實現(xiàn)可視化，我們覺得將來的工廠，就像醫(yī)院做 CT 一樣，各個部位、各種情況，安全環(huán)保情況、裝備運行情況、設備腐蝕情況、效益情況等都是可視的。最后一點是自動化，現(xiàn)在大的煉化企業(yè)有幾萬人，將來真正實現(xiàn)數(shù)字化、自動化、智能化后，千萬噸煉化企業(yè)有一千人就差不多了，用人會越來越少，品質(zhì)也是越來越高。目前，我們的、4儀表計量等自動化程度還不夠，傳感器部署的遠遠不夠，我們現(xiàn)在還僅是打造智能工廠 1.0 版。第六，聚

6、焦六大業(yè)務域。生產(chǎn)管控、供應鏈管理、管理、能源管理、HSE 管理、戰(zhàn)略管理。我們從 2013 年就開始做這項工作，選擇在燕山石化、鎮(zhèn)海煉化、茂名石化、九江石化四家企業(yè)同步進行試點。前面三家企業(yè)都是千萬噸級煉油、百萬噸乙烯5的生產(chǎn)規(guī)模，九江石化是沿江的老企業(yè)，借著工廠改擴建同步開展智能化建設。經(jīng)過近三年的建設，四家企業(yè)在數(shù)字化、可視化、自動化方面有了大幅提升，這些企業(yè)的先進率、自動化數(shù)采率都在 90%以上，操作平穩(wěn)率提高 5%，操作合格率提高到百分之百，勞動生產(chǎn)率提高 10%一是，生產(chǎn)優(yōu)化、能源優(yōu)化、環(huán)保監(jiān)測等都實現(xiàn)很大的提升。九江石化被工信部評為“2015 年智能試點示范項目”。九江石化在四家

7、企業(yè)中的管理基礎、裝置基礎和化基礎都是比較弱的，但是九江石化“”非常重視，也是清華的研究生，是 70 后，他對工業(yè)化與化融合的理解非常透徹， 800 萬噸改造與智能化建設同步推進后，企業(yè)各項指標從沿江排名最后扭轉(zhuǎn)為排名第一，為老企業(yè)的轉(zhuǎn)型帶來了活力。來了支撐、6下面將智能工廠試點主要成果向大家簡單匯報一下。第一，面向生產(chǎn)管控，實現(xiàn)了在線優(yōu)化，提升了資源優(yōu)化和調(diào)度指揮水平。過去我們的計劃、調(diào)度，以及全流程模擬都是脫節(jié)的，現(xiàn)在我們把計劃、調(diào)度和流程模擬，MES、ERP 系統(tǒng)都整合起來，建立了的生產(chǎn)全流程優(yōu)化平臺，實現(xiàn)了計劃、調(diào)度、裝置運行的在線優(yōu)化、協(xié)同聯(lián)動。7第二，面向生產(chǎn)操作，實現(xiàn)自動化、移動

8、化協(xié)同操作管理，提高了生產(chǎn)質(zhì)量和效率。煉化生產(chǎn)車間分為內(nèi)部操作、外部操作崗位，如果把內(nèi)、外操通過技術(shù)融合，就會大幅提高工作效率和質(zhì)量。過去內(nèi)操要一刻不停地盯著屏幕，觀察有沒有異常情況出現(xiàn)?，F(xiàn)在燕山石化實現(xiàn)了“黑屏操作”，正常情況下的屏幕是黑的，操作工不必再盯著屏幕看，一旦屏幕亮了，那就說明有問題了，并且問題出來后馬上推送相應處理預案，指導內(nèi)操進行處理。第三，面向能源管理，實現(xiàn)了能流可視化、能效最大化與在線可優(yōu)化。建成了能源管理和優(yōu)化系統(tǒng)，建立了企業(yè)能源管控中心，對工廠運行中涉及到的能源，耗水、耗電、蒸汽動力，以及能源的輸送、等等，都進行了全流程的在線管理，實現(xiàn)了對能源的產(chǎn)、輸、轉(zhuǎn)、耗全過程跟蹤

9、、核算、分析和評價， 這樣一來我們企業(yè)一年能源優(yōu)化增效近 1000 萬元。8第四，面向 HSE 管理，建立風險管控體系，實現(xiàn)施工作業(yè)現(xiàn)場閉環(huán)管理。作一旦進入現(xiàn)場就會被定位，在那個部位、進行了什么作業(yè)都進行了，業(yè)作業(yè)票、動火票是否齊全，現(xiàn)場周邊管理怎么樣，有沒有泄露，有沒有有害氣體出來，都可以監(jiān)測到，這使我們的安全管理更加有效，避免了安全事故。還有建立了的應急指揮系統(tǒng)，實現(xiàn)了現(xiàn)場的應急、應急通信車以及應急9指揮部的會實時互通、數(shù)據(jù)同步、聯(lián)動指揮，根據(jù)災害情況立即推送應急預案，還事故可能帶來的危害和損失。第五，面向?qū)崿F(xiàn)數(shù)字化、可視化管理，提升檢維修決策能力和管理水平。現(xiàn)在大的工廠設計實現(xiàn)了三維設計

10、，以往三維設計主要是用于設計和施工，現(xiàn)在我們把數(shù)字化成果運用到工廠運行、三維數(shù)字化模型上可以快速準確地進行檢維修上，將虛擬和現(xiàn)實結(jié)合，從故障定位、運行模擬，還故障將把產(chǎn)量、成本消耗、實時情況可以在模型上反映出來，從而提高預知預判、維護方案科學制定的水平。10第六，面向倉儲，實現(xiàn)自動化管理和無人裝車發(fā)貨，提高倉儲作業(yè)、配送貨物效率。在鎮(zhèn)海煉化建成了超大型的全封閉、全自動、無人操作的智能倉庫，大幅提高了進行了包裝、裝車發(fā)貨效率，并且與寧波化工園區(qū)物流、“智慧城市”集成。第七，面向決策指揮，實現(xiàn)綜合可視化，提升了動態(tài)分析與輔助決策能力。不僅是內(nèi)部的生產(chǎn)動態(tài)、安全環(huán)保、指標、效益情況一覽無余，還集成1

11、1進企業(yè)對標、市場行情、氣象等各種外部數(shù)據(jù)，為管理者掌握全局、分析決策提供了支持。第八，建立了統(tǒng)一的融合通信平臺。我們和公司合作共同研發(fā)出滿足煉化生產(chǎn)現(xiàn)場安全要求的 4G 工業(yè)無線網(wǎng)、防爆智能終端等，并在九江石化生都在同一個平臺上使用。產(chǎn)現(xiàn)場應用，企業(yè)的應急指揮、生產(chǎn)調(diào)度、通訊12在智能工廠試點建設過程中，我們嘗試開展了石化工業(yè)大數(shù)據(jù)分析應用實踐，、還有其他高校進行合作，在九江石化、茂名石化進行了與生產(chǎn)操作、生產(chǎn)運行、運行等方面研究。我們在大數(shù)據(jù)應用方面還剛起步，我們有很多的數(shù)據(jù)，工業(yè)數(shù)據(jù)是很重要的方面，這方面可以有很多工作可”，還要有“智、智能服務提供有以做。德國工業(yè) 4.0 教父認為，工業(yè)

12、 4.0 不僅是“智能能服務”，同時還要有“智能數(shù)據(jù)”，他覺得數(shù)據(jù)將為智能效的支撐。13我們在九江石化主要做的是催化裂化裝置運行分析。大家知道，催化裂化裝置是煉化企業(yè)的主要裝置，故障率比較高，等到以后再進行處理，肯定是準備倉促、處置效率低。如果在之前能掌握一定的提前量，提前知道的原因和處理預案，勢必會提高處置的效率和質(zhì)量。通過對的歷史數(shù)據(jù)進行標準化處理，形成了豐富的知識庫，建立了了工業(yè)驗證。近 50 套催化裝置預警模型并經(jīng)過14利用大數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)了以往憑經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)不了的根。并在裝置報警前 2 分鐘進行了預警，從而驗證了這個模型還是非常準的，給操作爭支撐。取到了的響應時間，這對處理、避免非計劃停工

13、損失提供了很對于企業(yè)來說，既要提高產(chǎn)量，更要保障質(zhì)量，還要多產(chǎn)高價值，這是企業(yè)始終追求的目標。我們把茂名石化催化重整裝置 3 年多來的歷史數(shù)據(jù)，甚至是 LIMS、MES 等等數(shù)據(jù)都搜集起來。通過大數(shù)據(jù)分析，我們對最優(yōu)操作的溫度、等都給出建議值，這為多目標優(yōu)化、最優(yōu)操作提供了很指導。15燕山石化實時了關(guān)鍵的大量數(shù)據(jù)進行預知性維修分析。過去煉化企業(yè)關(guān)鍵隨著全廠停工大檢修時一起維修，兩年一是三年兩修，即使沒有問題也要檢修。而有問題該修的時候卻發(fā)現(xiàn)不了，沒修?，F(xiàn)在是精準、預知性的維修。通過大數(shù)據(jù)分析，確實到一些情況，準確判定出大機組故障，對關(guān)鍵部位的閥門內(nèi)漏、堵塞問題提前預警，從而合理安排預防性維護，

14、 可以有效降低運維成本、避免非計劃停工損失。16，將積極落實“2025”、“互聯(lián)網(wǎng)+”、“促進大數(shù)據(jù)發(fā)展”等行動計劃，深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，大力推進“兩化”深度融合。大數(shù)據(jù)在的應用前景將十分廣闊，上中下游產(chǎn)業(yè)有很多領域可以應用，特別是智能工廠建設，乃至智能油田、智能服務等各方面。比如，剛才的生產(chǎn)過程中的應用，整個的生產(chǎn)優(yōu)化、生產(chǎn)狀態(tài)的、風險的分析，等等，用到。另外，供應鏈優(yōu)化方面應用的潛力巨大，不僅是我們的數(shù)據(jù)，還有的數(shù)據(jù)、市場的數(shù)據(jù)、網(wǎng)上數(shù)據(jù)，以及、地域等等，把這些數(shù)據(jù)匯總分析，市就會對市場需求供應做出準確的分析，這是我們的重點。17上游的生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應用主要聚焦在勘探開發(fā)綜合研究等方面。

15、煉油生產(chǎn)大數(shù)據(jù)應用主要是在新石化有 40 多家煉化工廠，一家的數(shù)據(jù)研發(fā)、工藝流程、生產(chǎn)運行等方面。中有 40、50TB 的數(shù)據(jù)，如果把各家所有裝置都搜集起來，那就真正是大數(shù)據(jù)。如果在把全國石油石化行業(yè)、能源行業(yè)的數(shù)據(jù)加在一起，大數(shù)據(jù)分析的效果會更好。18經(jīng)營管理大數(shù)據(jù)分析，主要是利用傳統(tǒng)的 ERP 等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，再加上半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，就可以更好地開展經(jīng)營業(yè)績分析、投資分析、項目分析、財務分析。還有就是銷售服務大數(shù)據(jù)，通過對客戶分群分析，開展精準、交叉，為客戶提供更服務。有 3 萬多家加油站，有幾千萬的萬加油卡用戶， 商務和客戶管理系統(tǒng)，在建設車聯(lián)網(wǎng)，將來把現(xiàn)在我們在建設統(tǒng)一的19的加油客戶和起來，通過大數(shù)據(jù)分析為加油客戶提供更服務。不僅在加油站加油，還可以加氣、加電，可以到還有金融業(yè)務、保險業(yè)務、旅游業(yè)務等等。便