化工行业新一代智能工厂解决方案

通信保障
建立企业通信网络架构， 实现各环节之间的信息互 联互通。
1
2
在线监测监控
建立数据采集和监控系统， 生产工艺数据自动数采率 达到90 以上
3
4
生产运行管控
建立生产执行系统， 生产计划、调度实现 模型控制
5
6
安全环保与应急
在安全与环境风险区域实 现自动检测监控，建立在 线应急指挥联动系统
7
8
信息安全
化
数据挖掘
工
工
人工智能
艺
仿真技术
高效产品制造模式
生产管理
质量管理
生
能源管理
产
设备管理
工
艺
安全管理
成本管理
生产有序 提升质量 降低能耗 设备可靠 本质安全 降低成本
创新商业模式
商业智能 供应链管理 生产执行管理
DCS PLC 云计算
九大核心价值之二
集中、灵活的生产调度，优化生产资源配置，确保生产计划完成
优化能源、节能减排
能源供应
煤矿
用煤企 业
煤炭电 商
经销商
银行
物流公 司
能源生产消费
能效诊断
标准 优化 结论 指导 体系 方法 评估 建议
能效分析
√ 能源质量与数量
√ 能耗实时监测
√ 诊断优化
√ 智能化分析
• 智能化测量
• 实时监测设备能耗与高能耗设备 • 智能化的能耗分析，性能优化分析。 • 能效对标。
原材料采购、库存、耗用台账
计 划
成品产量、库存、出厂台账
与
执
半成品产量、库存、出厂台账
行
生
能耗台账
产
调
设备运行状态
度
中
技
心
术
生产工艺执行情况
与
保
质量标准执行情况
障
安全环保控制情况
采购计划调整 成品生产计划调整 半成品生产计划调整 监控预测与优化调度
经济维护确保 设备可靠、安全 工艺、配方改进 质量控制与追溯 指标调整与优化
设备状态
生产过程 可视化监控
工设计产质能物 安 艺备划量量耗耗 环 监监监监监监监 监 控控控控控控控 控
九大核心价值之四
实现质量事件的过程追溯，为质量优化提升提供支撑
优化提升
能耗优化
工艺优化
原因追溯
发生的时间
质量事件工况
设备运行优化 质量事件参数情况
原因分析 质量事件 质量结果
设备原因 原因分析
建设工业信息安全管理 制度和技术防护体系
PART TWO
总体解决方案
总体架构
设计理念—数据集成与流转
基于工业互联网标识解析体系
工厂建模数据 物料建模数据 工艺建模数据
能源建模数据
用户管理数据 设备建模数据
权限管理数据
供应商管理 数据
规则管理数据 客户管理数据
质控建模数据 ......
数数字字化化仿仿真真 数字化资产 数字化设备 数字化办公
化工行业 新一代“ 智能工厂”解决方案
目录
一、建设背景和目标 二、总体解决方案 三、详细解决方案
PART ONE
建设背景和目标
为什么建设智能工厂—政策的推动
30年，三步走 目标 第一步
国家政策驱动-国家智能制造总体规划
制造业大国 中国制造2025
强国之列
制造业强国 中国制造2035
强国之中
世界强国 中国制造2045 强国领先地位
化工生产业务
外外延延并并购购 品品牌牌建建立立 工工业业互互联联网 产产业业链链协协同同 生生态态协协同同
上下游产业链
智能工厂总体目标
数字化工厂
企业总体设计、工艺流 程及布局建立数字化模 型
自动化投用
自控投用率达到90 以上， 关键生产环节实现安全连 锁
经营运行管控
建立企业资源计划系统，实 现企业经营、管理和决策的 智能优化
风风险险分分级级管管控控 隐隐患患排排查查治治理理 重重大大危危险险源源监监测测预预警警 生生产产过过程程安安全全监监管管 安安全全标标准准化化管管理理
企业本质安全
协协同同办办公公O A 流流程程管管理理 知知识识管管理理 人人力力资资源源 移移动动办办公公
内外部管理协同
生产管理 供应链管理 设备管理 能耗管理 质量管理
分析层 计划层 业务层
核算层
启业云平台
资产战略规划与绩效分析BPM
资产配置计划
采购计划
调剂计划
维修计划
供应商管理 招投标管理 价格管理 合同管理
控制
采购管理
入库
人力资源 管理
库存管理
项目管理
出库
安装调试 文档管理
维修管理
工单管理
日历管理
排程管理
缺陷故障
点巡检
资产维修维护管理
工作清场 维修成本
申请管理
工艺基础
配方管理 工艺标准 工艺台帐 工艺路线 操作规程
工艺过程
工艺监视 工艺变更 工艺优化
工艺分析
工艺指标分析 工艺告警分析 工艺变更分析 工艺平稳度分析
工艺考核
工艺执行统计 工艺执行报告 工艺执行考核
数字化生产—物料平衡
建立涵盖整个厂区生产工艺流 程的物料平衡模型，通过物料平衡 模型，实现全厂物料日平衡计算。 平衡计算的结果，作为各类生产统 计报表、以及装置投入产出、产品 收率、装置转化率、原料单耗、装 置加工损失、储运损失等指标计算 的依据。
采集企业非实时数据，形成“一园一档”、 “一人一档”、 “一企一档”、 “一设备一 档”，提高精细化监管水平
基于对园区、企业、装置的数字孪生， 实现监测和预警的可视化管理
支持动态预警、风险分布、在线巡查和 监管反馈、安全承诺等企业本质安全重 点应用
九大核心价值之九
安全风险综合分析与研判
设备风险分析为基础 固有风险、潜在风险、事故后果 定性分析、定量/半定量分析 风险等级划分，发现主要问题和薄弱环节 制定针对性检测计划，提出对策
企业的经营发展过程面临着众多困难，智能工厂的建设迫在眉睫
生产
市场多变，需要灵活、高效、智能
的生产管理方式 生产要求及生产实际状况未能及时
反馈和传递
人员安全重视程度不
断提高 需要满足绿色低碳的
要求
安全与环保
供应链
原料价格波动剧烈 市场需求与产品价格变化频繁 无法有效地评估和衡量供应链
绩效
压力容器物理爆炸 有毒有害物质泄漏扩散 水体污染扩散模拟 ……
HAZOP工艺风险评估
系统能够为企业工艺研发、工艺风险评估、工艺风 险管控的系统分析、数据解析提供在线服务，为企 业工艺安全技术管理及体系建设提供帮助。
系统风险评估
PART THREE
详细解决方案
数字化研发
基于配方的产品生命周期管理 基于工业互联网标识解析体系定义标签规则
领用、借用
资产租赁
资产调拨 资产盘点
存货核算
凭 证
应收、应付、 网上报销
流程配置
核销
凭
现金流管理平台
证
凭
证
动态会计平台
资产出售
资产报废
资产保险
资产抵押
......
资产实物管理 资产核算（固定资产管理） 资产档案一致、统一数据模型、统一树结构......
凭 证
成本管理
总账
报表
工作流平台、审批流平台、预警平台、系统配置平台、数据交互平台、动态建模工具等
产品建模 工厂建模 工艺建模
知识库
业务应用层
规
划
工艺规划
类
物流规划
布局规划
生
产
生产仿真
布局仿真
包装仿真
机器人
人机工程
类
质
量
参数分析
类
检测仿真
工艺优化
管
理
文档管理
类
安全管理
流程管理
协同管理
通用模型库
设备模型库
零件模型库
建筑模型库
工艺模型库
展示交互层
常规交互 三维可视化 虚拟现实 仿真工具包
数字化资产
异常处置
生产监视
……
调度指令下达
操作管理
执行结果反馈
操作监控
操作指令
开停工
操作指令下达
执行结果反馈
数字化仓储
数字化能源
数字化 安环
数字化 物流
安元工业互联网qPaaS平台
数字化生产—工艺管理
工艺管理关注生产过程中工艺参数和操作规程，通过对这些方面的管控和优化达到“提高台时率，发挥最 大产能”的作用。同时还关注工艺、能耗、设备参数、生产计划等。系统能够对于工艺基础、工艺过程、工 艺分析、工艺考核进行一体化管理。
数字化研发 数字化生产 数字化调度 数字化应急
数字化质控 数字化能源 数字化绩效 数字化安环
数字化客户 数字化供应链 数字化仓储 数字化物流
数据上传
数据上传
数 据 总 线
数据下载
数据上 传
数据分析 数据挖掘 数据决策 数据清洗
九大核心价值之一
技术、产品、业务深度融合，打造化工工业升级
智慧企业模式
物联网技术
九大核心价值之三
通过“坚强的”数据采集平台，掌握全面生产情况
PLC/DCS
工艺参数
能源管理
能耗数据
质量检测
样品/质量数据
产量进度
物料/产量数据
安全环保
安全/环保数据
DCS/PLC 工艺参数
产量统计
物料消耗
工序1
质量检测
能源消耗
设备状态
… …
DCS/PLC 工艺参数
产量统计
物料消耗
工序n
质量检测
能源消耗
数字化生产—业务架构
生产信息 决策支持 数字化 供应链
数字化 工艺
数字化 设备
生产优化 计划编制
调度计划 调度指令
数字化 质控
交接班管理 实时数据
智能决策
安全研判
决策支持
生产计划
计划发布
能效提升
生产信息
计划跟踪
决策支持 生产信息
数字化 计量
计划约束
生产调度
计划反馈
生产跟踪
调度可视化
应急指挥
数字化 绩效
——《国家智能制造标准体系建设指南(2018年版)》
一条主线：新一代信息技术与产品全生命周期各环 节及先进制造技术的深度融合
两个目的：智能地实现产品，实现智能的产品
三大功能：信息深度自感知、智慧优化自决策、精 准控制自执行
四个特征：智能制造、关键制造环节智能化、端到 端数据流、网络互连
化工企业的四大挑战
材料原因 质量事件 控制测定
质量分析
管理改进 工艺情况 人员因素
质量抽查
数据支撑
设备指标
数据中心
能耗指标
九大核心价值之五
基于设备实时，实现设备故障诊断识别
结构化数据
运行数据 气象信息 缺陷报告 试验数据 投运信息
非结构化数据
图片 视频流
设备数据分析
故障与数据关联 性分析
故障概率分析 结果
九大核心价值之六
基于可靠性的维修分析 （RCM）
设备的安全完整性等级 评估（SIL）
可靠性，可用性和可维 护性分析（RAM）
LOPA风险评估 QRA定量风险评价
设备运行状态分析 设备故障分析 设备缺陷分析
完整性策略分析
……
重大事故风险评估 RBI设备风险评估
池火灾 蒸气云爆炸 沸腾液体扩展蒸汽爆炸 喷射火灾 凝聚相含能材料爆炸
《中国制造2025》+ “1+X”实施方案和规划体系+ 高端领域技术线路图绿皮书
突出特点
互联网+
信息化与工业化深度融合
智能制造
核心关键 五大工程 十大重点领域
效益
创新驱动、智能转型
数字化、网络化、智能化
国家制造业创新中 心建设工程
大力推进智能制造
新一代信息技术 节能与新能源汽车
电力装备 高档数控机床和机器人
数据转换
抽取
转化
质量数据
过滤
能耗数据
加载
安全数据
……
数据管理 数据仓库 数据集市
O LA P 数据挖掘 数据迁移
数据监视
数据使用
信息展现 报表
即时查询 多维分析 数据挖掘
Portal
业务用户
O LA P用户 W eb用户 移动用户 三维用户 仿真用户
九大核心价值之八
重大危险源监测预警
接入重大危险源企业的实时监控视频和 安全参数等实时数据，实现动态监管、 自动预警
传统设备管理模式效率低下 设备管理成本居高不下
设备
能源
能源监管粗放、无法精准识
别节能因素 缺少降本增效的数据支撑
智能制造的定义
智能制造是指将物联网、 大数据、 云计算等新一代信息技术与设计、 生产、 管理、 服务等制造活动的各个环节融合，具有信息深度自感知、 智慧优化 自决策、 精准控制自执行等功能的先进制造过程、 系统与模式的总称， 具 备以智能工厂为载体， 以关键制造环节智能化为核心， 以端到端数据流为 基础、 以网络互连为支撑的四大特征， 可有效缩短产品研制周期、提高生 产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗，对推动制造业转型升级具有重 要意义。
ห้องสมุดไป่ตู้
工业强基工程
绿色发展工程
航空航天装备 新材料
海洋工程装备及高技术船舶 生物医药及高性能医疗器械
高端装备创新工程
先进轨道交通装备 农业机械装备
国家效益：20年3万亿美金G D P 。企业效益：效率 20 ，成本 20 ，节能减排 10
为什么建设智能工厂—新兴技术的推动
智能传感技术
人工智能技术
自动控制技术
阶段关卡
产品组合 管理
项目与产品组合管理
产品创新 管理
成本管理
数据模型
版本管理
工作流 管理
标签管理
质量设计管理
产品数据管理
设计BOM
供应商协 同
类别管理
规范
方法
知识
包装管理
数字资产（结构、设计图)
实验
迭代 配比工具 优化
提前确保 合规
编 码
数
字 化
质 量 标
生准
产
生 产 配 方
数字化仿真
基础建模层
• 智能化采样、制样、化验
• 能源使用过程各环节平衡分析 • 指导生产人员优化能源使用效率
• 能效统计分析。
• 智能化结算
• 动态的反应企业用能情况
• 历史寻优，大数据分析。
• 能效标准提升。
• 电子招标与采购，降低运输成本
九大核心价值之七
形成大数据中心，支撑辅助决策
数据获取
数据源 工艺数据
设备数据 生产数据
智能装备技术
计算机网络技术 现代管理技术
生设安能 产备全源 管管环管 控理保理
……
生产 过程 生产 方式
装备 产品
智能化
服务
新业态 新模式
管理
自动化 模型化
数字化 集成化 可视化
装备和产品智能化 生产过程智能化 管理、决策智能化 服务智能化 新业态新模式智能化
为什么建设智能工厂—企业发展的内在需求