石化企业智能工厂的开启之路

中国石化企业智能工厂的开启之路

导读：为落实《中国制造2025》纲要，加快“两化”深度融合，推进数字化、网络化、智能化制造，如何从自身做起，成了某石化人的实践方向。某石化是我国长江沿线的中等规模炼化企业，于1980年10月建成投产。

为落实《中国制造2025》纲要，加快“两化”深度融合，推进数字化、网络化、智能化制造，如何从自身做起，成了某石化人的实践方向。某石化是我国长江沿线的中等规模炼化企业，于1980年10月建成投产。“十二五”以来，面对激烈市场竞争、原油价格急剧波动，安全与环境的严峻挑战，某石化以建设千万吨级一流炼化企业为发展愿景，以提高发展质量、提升经济效益、确保本质安全、固化卓越基因为目标，启动了智能工厂试点建设进程。

经过多年拼搏、努力，在中国石化炼化企业中排名较后的某石化，励精图治，正逐步走向发展的快车道，各项技经指标在同类规模企业中稳步提升，已进入先进行列，绿色低碳、智能工厂的核心竞争优势逐步显现。2014年，共有集中集成、全流程优化、三维数字化工厂、应急指挥、操作管理等20余个信息系统项目进入全面开发或运行阶段，在传统炼化企业过程控制层、生产执行层、经营管理层的基础上，某石化建成投用了集中集成平台、应急指挥平台和三维数字化平台等公共服务平台，企业4G无线网络应用、有线无线通讯融合、全流程一体化优化平台等一系列先进信息技术在行业内首次应用，技术创新、管理创新、应用创新成果亮点纷呈，“智能工厂”框架初步建成。石化流程企业“装置数字化、网络高速化、数据标准化、应用集成化、感知实时化”的数字化、网络化、智能化智能制造之路正展现我们面前。

一、智能应用探路智能工厂

所谓“智能工厂”，是以卓越运营为目标，贯穿运营管理的全过程，具备高度数字化、可视化、模型化、集成化和智能化的炼化工厂，通过技术变革和业务变革，让企业具有更加优异的感知、预测、分析优化和协同能力。据中石化集团信息管理部副主任李剑锋介绍，按照中石化集团的顶层设计，智能工厂是对数字工厂的延伸，首先，要构建一套全面感知的系统；其次，要实现各层面的业务协同；第三，要提高企业的预测预警能力，保证生产安全和环保；第四，通过云计算和大数据技术，为企业提供科学决策。

建设智能工厂是复杂的系统工程，没有成熟经验可借鉴。某石化有重点、有步骤地顶层设计、整体规划，按照“填平补齐、完善提升、智能应用”的“三步走”路线图，在计划调度、安全环保、能源管理、装置操作、IT管控五个领域，实现了具有“自动化、数字化、可视化、模型化、集成化”特征的智能化应用，以及覆盖生产经营、发展建设、企业管理和文化建设三大板块业务、全面支撑某石化的特色管理模式，为石化流程企业智能制造探索了一条可行的建设路径。

某石化智能工厂整体上分为三个层次：一是管理层。以企业资源计划（ERP）为主，包括实验室信息管理系统（LIMS）、原油评价系统、计量管理系统、环境监测系统等，主要是对生产中的人、物、数据进行管理。二是生产层。包括生产执行系统（MES）、生产计划与调度系统、流程模拟系统，并生成企业运行数据库，管理层的原油评价数据、分析数据，以及各项目标在这一层转换成具体操作指令。三是操作层。包括产品生命周期（PLM）、装臵流程模拟（RSIM）、

Orion，根据周、日的排产计划，监测生产设备负荷、仪器仪表运行、采集实时数据等。

某石化建设了企业级中央数据库，突破了此前业内普遍采用的“插管式”集成方式的限制。中央数据库集成了13个业务系统的标准数据，为9个业务系统提供有效数据。通过“采标、扩标、建标”方式，完成了与中国石化标准化平台的对接。某石化智能工厂实时数采架构图如图1所示。

图1 某石化智能工厂实时数采架构图

某石化实时数据库实现了38套生产装置及辅助系统的数据采集，实时数据库容量扩容至38000点。实现流程图、历史曲线、装置平稳率、报警统计等功能，为生产运营、经营管理层面信息系统应用提供支撑

在数字化的基础上，利用物联网的技术实现的信息化让工厂更有可能从“制造”转变“智造”：几十万个数据的处理结果可以清楚掌握生产流程、提高生产

过程的可控性、减少生产线上人工的干预、即时正确地采集生产线数据，以及合理的编排生产计划与生产进度。

在企业制造执行方面，某石化MES系统2008年上线运行（见图2），已升级为SEMES3.0版，为中国石化自主知识产权产品，系统覆盖生产装置、罐区、仓储、进出厂、生产平衡、统计平衡、计量等生产管理业务，实现了生产“日平衡、旬确认、月结算”以及生产信息可视化，提高企业生产管理的精细化水平。

图2 MES架构图

某石化ERP系统2005年9月正式上线，经过多次功能完善及深化应用，建立了以财务为核心的一体化、规范的业务操作平台；在业务流程重组的基础之上，实现“物流、资金流、信息流”三流合一。ERP系统包括财务会计、管理会

计、生产计划和控制、项目管理、物料管理、工厂维护、销售和分销、审计管理、人力资源管理等模块。

同时建立环保实时监控和应急指挥平台，集HSE管理、环保数据实时监测、119接处警、各类可燃有毒有害气体实时联网及视频监控联动、应急指挥等系统于一体，近900个有毒有害及可燃气体报警、1000余个火灾报警点、600余个视频监控摄像头统一管理、实时联动、应用达到国际先进水平；生产过程实时感知能力全面提升，2万余个实时数据采集点、使得主要装置自动化控制率、数据采集率达95%，各类温度、压力、流量监测（计量）仪表实时联网，覆盖率100%。

在智能化管理方面，一体化能源管控中心实现了能源计划、能源生产、能源优化、能源评价的闭环管控，使公司能源整体在线优化，节能效益最大化，能耗降低4%；HSE全员全过程管理建立HSE观察卡5.84万个，HSE备案系统长期有效运行，使用达43万次，35处废水、15处废气、16处噪声、3处环境空气等环境实时在线测试点在“环保地图”实时展示。在智能装备方面，某石化全面推广了拥有自主知识产权的软硬件装备应用，并大力推进IT设施集成应用、智能应用，开展基于4G无线网络的工厂复杂环境深化应用，实现智能巡检。二、智能制造梦想照进现实

作为江西省“两化”融合示范单位，某石化智能工厂试点建设以来，智能工厂框架已初步形成，公司IT应用能力、精细化管理水平不断提升，安全环保各项指标跨入集团公司先进行列。近年来，某石化先后通过质量体系和HSE体系认证，建立融合6个国家级体系标准，荣获“全国环保先进单位”“全国‘五一’劳动奖状”“全国文明单位”等多项荣誉称号。