成品油库智能化技术现状及其发展趋势分析*

2019-08-19赵志海甄永乾张健中

安全、健康和环境 2019年7期

赵志海，甄永乾，张健中

(1.中国石化销售股份有限公司，北京 1007282.中国石化青岛安全工程研究院化学品安全控制国家重点实验室，山东青岛 266071)

当前科技发展日新月异，互联网+和人工智能技术的涌现，进一步推动了传统型生产作业向智慧型转变。油库作为油品储运的中间环节，其安全高效的运行对国内经济的稳定发展具有重要作用。但是，当前油库仍处于传统的人工作业方式，存在办公效率差，安全水平低等诸多问题。

20世纪初，国外石油公司就已经针对油库进行了整体升级改造，通过新型自动化系统和数据管理系统的应用推动了油库运营效率的提升[1-2]。近年来，国内也逐步重视油库的自动化转型，并开始了智能化油库的探索性工作，例如液位仪与自动化控制系统的深化应用和数据交互，大大减少了人员岗位和劳动强度[3]。在国家大力推动人工智能技术发展的背景下，国内传统油库向智能化转型已成必然趋势。

1 国内成品油库自动化现状分析

目前国内油库自动化水平普遍较低，随着油库自动化技术的不断发展，部分油库能够根据业务需求进行单一模块自动化改造。但是，零散型改造往往因没有统一规划导致系统之间的隔离，数据交互只能通过人工誊写录入，办公效率仍然较低。经调研，目前国内油库主要存在的问题如下。

a)基础设施落后。部分油库现场作业仍然靠手动开阀开泵和上罐取样等。

b)信息孤岛。油库横向系统和纵向系统之间数据隔离，例如ERP与计量系统、ERP与发油系统、报警与视频监控等。

c)严重依赖人工。现场作业依赖人工验单、人工开票、人工门禁、人工施封等。

d)业务管理落后。数据采集依靠人工抄表，数据计算依靠手工录入，纵向业务流程之间通过纸质材料传递信息，业务交互具有一定的滞后性。

e)信息化水平低。报警系统、视频监控系统、应急消防系统和工艺系统未进行有效的联动。

2 智能化油库改造架构分析

当前的油库智能化系统主要由现场设备层、过程控制层、业务管理层和分析决策层构成。该架构是在自动化子系统统一集成的基础上，通过建立数据管理中心打通设备运行与业务管理之间的数据流通，通过数据分析、智能决策和数据驱动的智能化运行模式代替原来的人工判断和操作，从而降低工人的劳动强度，提升油库的运行效率。

智能化油库运行过程中，通过信息管理平台与其他子系统流程融合和数据交互，将整个油库生产作业形成统一的整体，如图1所示。一方面通过数据线上交互和业务衔接提升了油库子系统之间联动，实现业务流程的自动化运行；另一方面，通过打造数字化办公平台，消除传统型人工审核、报表、汇总的状况，实现办公手段的数字化；此外，通过信息管理平台大数据分析查找油库运行过程中存在的问题，辅助管理层进行相关决策。

图1 油库信息管理平台与生产办公作业之间交互示意

3 智能化油库改造功能分析

3.1 业务流程自动化

将油库油罐计量系统、泵阀控制系统、定量发油系统、消防控制系统和安全环保监测系统在统一的自动化平台上集成后，通过信息管理平台融合ERP、自助验单系统、车辆门禁、电子铅封等系统作业，实现自动化平台与作业管理系统对接，形成作业管理与自动化子系统之间的协调运行。通过业务流程自动化改造，将传统的身份信息验证、验单、车辆信息识别、铅封、排队等人工作业方式全部采用系统自动识别和流程的统一协调，降低工人劳动强度，提升油品周转作业效率，如图2所示。

3.2 数字化办公平台

通过数字化信息管理平台融合油库作业管理、生产流程控制、安全监控等业务，形成横向和纵向业务流程之间的数据通道，再结合无线移动端办公系统的应用，将传统的文件传达方式通过系统间的数据接口直接传送，打造油库“无纸化”办公平台，提升工作效率。数字化办公主要体现在如下几个方面。

a)线上业务管理和自动报表。通过线上收发油计划定制和信息采集，将油库生产办公环节的流程文件及相关报表统一管理，改变原有人工纸质录入的方式，一方面解决了人为誊写可能造成的数据错误，另一方面降低了劳动强度，提升了工作效率。

b)智能电子巡检。通过定位系统实时捕捉巡检人员位置，在电子地图中显示当前巡检轨迹，并通过语音、图像和视频的方式进行数据实时采集、实时传送和实时共享，弥补传统的巡检方式信息流通周期长的问题。

图2 发油流程智能化改造前后比对

c)移动端油库信息查询和业务管理。实现移动端数据查询和业务管理，通过App随时掌握油库运行动态，对施工作业和设备检维修进行移动端操作，增加了工作的实时性和交互性。

3.3 数据管理平台建设和大数据分析

油库日常作业过程中产生大量数据，当前油库智能化改造在建设生产管理信息数据库基础上，通过合理的手段形成基于数据分析的决策工作模式，为油品周转各环节效率提升及安全预防提供决策依据。当前油库可在如下几个方面开展大数据分析应用，为油库在安全环保、生产效率、设备应用和日常盘点等方面提供判断和决策依据。

a)安全环保分析。通过对油库油气回收、污水处理、安全报警等安全环保系统的监测数据分析，评价油库的安全水平，找出安全隐患和设备隐患。

b)生产效率分析。通过对收发油作业标准时间、发油高峰、鹤位利用率、汽柴油鹤管配比和人均出库量等数据进行分析，从而评价油库收发油作业的效率和设备设施负荷状况。

c)设备设施分析。通过对在线设备运行时间、能耗等参数进行统计分析，评价油库设备设施使用率及水电气的能源消耗状况。

d)损益分析。通过收发存油各个环节的油品损益总量和当前油库出库量等参数的分析，查找油品周转过程中的损耗环节，提升油库损耗管理水平。

4 未来智能化油库建设构想

与传统陈旧的作业方式相比，目前油库改造在自动化技术、信息技术和大数据分析基础上进行了很大的提升，降低了劳动强度，提升了作业效率。但是受制于国内还没有智能化油库的相关标准，在原有标准框架下，现阶段油库子系统之间无法完全开放和融合，当前状况还远未达到真正的智能作业、智能管理和智能决策，未来智能化油库可在如下几个方面继续进行提升。

4.1 全流程云平台管理

在信息技术推动下，当前智能化改造油库已经通过MES打通了ERP和收发油自动化子系统之间的数据贯通，但是智能化油库不应仅仅打通单一业务的纵向交互，而是在云端管理基础上，搭建办公网与生产网双向数据传输通道，融合油库生产和办公业务基础上，实现跨平台的数据交互，利用数据驱动生产作业，从而将整个油库运营系统进行统一管理、统一运行和智能驱动。

4.2 发油平台智能机器人

以图像传感识别和防爆机械手为基础，结合发油末端执行器形成油罐车管口图像采集、特征提取和机器人轨迹规划，从而使机器人在发油过程中自动完成系列发油动作，完全代替人工进行发油作业的自主识别、自主定位和自主发油。

4.3 油品智能物流

建设油品智能物流系统，通过ERP系统、加油站油品信息系统、油库管理系统和物流系统的集成将油库、加油站、配送车辆形成统一整体。在业务层面将订单采集、订单分析、业务优化、智能分配、配送路线规划、GPS车辆定位、车载视频和调度指挥等作业与油库智能门禁、电子铅封、电子提单等技术进行融合，通过科学合理的油品配送规划优化资源配置，提升配送效率。另一方面，在油品智能物流产生大量配送原始数据基础上，建立配送大数据分析系统，基于油库和加油站的历史配送数据和加油站油品信息系统自动产生补货信息提示，主动规划和调度。