石化企业建设智能工厂的探索研究

彭启

摘 要：石化工业属于典型的过程工业，也是维持国民经济非常重要的支柱性产业。文章重点介绍了目前智能工厂的基本特征与发展前提条件，同时对智能工厂建设重点战略决策予以进一步研究。通过具有代表性的石化智能工厂案例，深入阐释推动智能工厂创建的前沿技术与管理经验。

关键词：智能工厂;石化企业;智能化

中图分类号：F426.72 文献标识码：A

石化产业作为一种典型的过程工业，也是国民经济的支柱产业，具有产品涵盖面广泛、资金与技术密集以及产业高关联度的显著特征。尽管近几年我国的石化产业发展有了质的提升，但较之于西方发达国家，差距依旧显著。主要原因如下：

首先，产能存在结构性过剩的情况;现阶段整个行业，如无机化工、橡胶制品、合成材料、农用化学品等问题非常突出。其次，能耗较高;石化工业本身就是一种高能源消耗产业，其能源消耗贯穿整个生产过程。当资源环境承载力达到或者接近上限时，必须想方设法往低碳绿色环保循环可利用方向走，最大化减少能源消耗。再次，安全环保压力明显;其废气、废水、废渣的排放数始终位列工业之首，在重大安全环保方面时有差错。鉴于我国环境保护治理步伐的加快，行业发展受到一定程度的环境束缚，使得其盈利能力不断削减，最终制约企业发展。最后，企业生产成本增加;不论是原材料，还是人力资源等成本均有所增加，造成企业盈利不断减少，严重制约其向前深入发展[1]。

智能制造是《中国制造2025》的发展方向，与此同时，也是我国传统石化产业实现增值增效与创新发展的一种重要方法。历时约三十年的发展，我国石化工业已然在全球有着不容小觑的地位，国家在炼油与乙烯方面实力突出，乙烯产量居世界第二，但仍然存在一些问题。特别是基于经济新常态这一环境与时代背景，其仍然存在产能过剩、增速下滑的现实问题。随着行业发展智能化需求的日渐强烈，各石化工厂均将目光转向智能工厂上，不断摸索研究，以图有所突破。

1 智能工厂的体系结构

创建智能工厂的一大前提，即现代化工业技术，将具有生产自动化、规模集成化与流程感知化等特征的数据链看作促进对象。除此之外，公司智能化发展水平的高低与数据链感知、协同与预测等能力息息相关。现阶段，全球拥有一定知名度的石化公司也开始不断创建、健全和改良其智能化工厂。以Shell公司为例，其利用先进在线技术的识别功能，及时对自有智能工厂的生产状况予以检测，同时依托这一技术对整个生产过程予以优化[2]。

1.1 智能连接层

智能连接层作为基础层，利用智能传感器创建一个互相连接与无纸化的数据管理环境，以及时获取工厂在整个生产运营中的各类数据，如物料情况，包括原料进厂至产品输出全过程的跟踪管理;工艺参数中温度、压力、主要设备操作参数与物料构成配比等有关数据;设备使用情况，包含其已用年限、健康与否与维修记载等;同时，通过在线质量检测体系适时、有效与连续地对产品质量及成分情况予以剖析，通过视频监控对工厂生产情况予以及时监测。

1.2 数据到信息转化层

信息轉化层可以将所获数据及时转化成有效信息。以设备故障管理为例，在大量数据中选出故障征兆相关数据，通过预测和有关管理算法予以计算，得到此设备即将或已然出现问题的有关讯息，促使泵、精馏塔等设备原件具有自我感知力，可以对本身状态予以有效检测并得出结果;促使系统可以对工厂健康状况予以剖析、记载，就像人体健康管理一般，对整个工厂的运转情况予以管理[3]。

1.3 网络层

网络层作为交互层，主要对大数据平台信息予以集成处理。工厂中的压缩机、管道、换热器等设备与相关物料通过网络层得以归总、比较与共享。在CPS强大运算力的基础上，通过及时处理大量数据确保信息价值。信息通信突破以往仅在单一设备和服务器间的局限，不同设备间也可予以协同通信。如泵这一设备单元，工厂内所有泵间可以予以性能比较，无论是类似的，还是有关联的，进而更好地预测可能产生的各种问题。除此之外，大数据平台利用工厂以前存储的有关数据，与工厂中现有的泵的运行状态予以相似度对比计算，进而得出此泵将会产生的故障问题。

1.4 认识层

认识层即实现层，生成整个工厂的“知识库”，依照用户的各种需求，采取推理的方式将各类设备信息予以关联组织，然后将其呈于专家用户手中。凭借其力量，合理有效地协助用户做好决策。与此同时，实现层也可通过搜集信息图像软件应用，将工厂的运转信息同易操作的移动设备终端有效整合在一起，如智能手机等。如此，专家用户能轻松便捷地知晓工厂的实时运行情况，进而为其提供建设性意见。

1.5 配置层

配置层为控制调节层。智能化工厂管理人员将做出的预防与矫正决议及时反馈至实际工厂中，利用弹性控制体系予以落实，使得化工厂在整体自我匹配中完成有关设备的自行调节与维护。

2 石化智能工厂建设的主要内容

2.1 设备管理智能化

传统石化公司也需健全设备管理体系。一方面，必须创建信息化物理体系，同时综合三维技术，对整个施工过程予以优化，完成可视化管理虚拟性平台创建;另一方面，公司也需创建有关流程检测与修补体系，利用传感器对有关数据进行实时共享，同时采取监督观察与分析设备运行情况的方式，实时健康地维修与管理设备，增强设备总体利用效率。如此，能够有效减少设备维修时间与成本，稳定公司的运转机制，最终完成工厂生产目标。创建智能化设备管理体系，能行之有效地增强石化公司的生产效率[4]。

2.2 生产运转智能化

石化公司在创建智能化生产运转时，其创建内容主要从以下若干方面进行。

首先，石化工厂必须推广实用的先进生产技术，结合基于国产原油与成品油的自动调和技术，通过在线分析仪表与自动化生产，深入优化健全生产工艺过程，进而完成由原料配方、装备生产加工、产品调合至生产实效性的智能全检测过程。其次，石化公司需重点创建有着高融合性且体现装置特性的总体管理体系。通过将装置机理与生产计划予以关联，健全分子尺度模型。同时，基于机理模型这一载体，对生产时出现的某些非确定性因子予以优化，从而产生围绕需求这一主要驱动力的高效生产过程。此外，石化企业也需构建相关数据源分析模型，利用健全数据平台调节参数的建设，行之有效地提升公司生产效率。现阶段，我国石化公司已然成功组建了整个流程性的生产优化模型，且应用了可以优化工厂计划的APS生产计划，也有效编制了突显最优生产渠道的资源配置战略。通过桌面炼厂与乙烯裂解模型等APP，深入优化全厂加工过程，且通过指导装置予以全程操作。不同物料在各种操作环境作用下所反应的流程，可以有效提升乙烯生产效率。

2.3 环保管理智能化

传统石化公司不仅需要创建智能生产运行体系与设备管理机制，也需创建智能环保监管机制。如此，既可以完成内部经济有效循环，也可展现清洁绿色生产技术的优势，进一步优化公司生产模式。除此之外，还可以最大化提升资源利用效率，有效保护自然生态环境;与此同时，公司也需健全各种类别的能源供应体系，主要优化生产过程中的装置与单元，最大化提升能源与介质的利用效率。以我国石化镇海炼化分公司为例，其通过有效应用智能化与蒸汽管网式检测模块，及时检测公司蒸汽管网实操情况，进而做到行之有效地优化操作参数与流程，确保蒸汽体系安全、平稳运转。

2.4 经营决策管理智能化

石化公司在构建智能与科学运营决策管理机制时，应注重追求公司生产效率最大化，联系云技术与大数据等积极要素，创建辅助性运营监管模型。同市场信息予以实时关联、整合，合理控制资金流动。此外，公司也需对其生產成本予以精确计算，给出最佳计算方法，完成全局性合理决策。将以往经验性决策管理方式慢慢过渡至现阶段的创新决策管理方式上来，进而达到减少决策风险的效果[5]。

除此之外，石化公司还需有意识地健全可以展现纵向集成与专业融合的管理平台，利用执行层与管理层的创建，进一步深化闭环管理体系。同时，于管理与作业层突显公司生产需求，进一步优化与分解效益指标。

2.5 产业链协同自动化

创建智能化工厂过程中，石化公司也需注重产业链的协同与自动化。其既要通过智能化技术破除公司间阻碍和隔阂，积极推动产业链升级优化，促使公司经济得以快速发展，还需有意识地创建公司生产资源协同平台，采取上下联动与规模融合等形式健全产业链。除此之外，传统石化公司也需构建公司生产运转管理协同平台，行之有效地提升智能化生产协同效率。此外，石化公司也需创建公司间能一同使用的服务管理平台，通过共享物流、公用工程与安全等系列服务，行之有效地推动公司间的协同交流。深入优化健全与提高公司价值链，为公司的长远发展提供无限可能。

3 结语

石化业不仅是我国国民经济支柱性产业，也是我国国家综合实力发展的体现与重要基石。石化公司必须清醒认识到，现阶段经济形势下创建智能工厂迫在眉睫。石化公司在组建智能工厂进程中，也需树立明晰的构建目标，拟订行之有效的构建战略，践行好相关保障举措，深入推动智能化工厂建设，进而保证公司具有可持续向前发展的竞争力与绝对优势。

参考文献

[1] 周瑞君，王毓顺，冯平，等.制造执行系统MES的应用与发展趋势[J].工业控制计算机，2015（11）：153-154.

[2] 徐海，徐庆波.智能工厂集成方法研究[J].电子测试，2016（04）：154-157.

[3] 熊晓洋.大型流程型企业智能工厂建设探索[J].当代石油石化，2016，24（7）：9-12.

[4] 覃伟中.传统石化企业的智能工厂建设探索[J].石油化工管理干部学院学报，2016，18（5）：4.

[5] 张益，冯毅萍，荣冈.智慧工厂的参考模型与关键技术[J].计算机集成制造系统，2016（01）：1-12.