氯碱生产智能工厂的建设及应用

程义新

（山西信发化工有限公司，山西 吕梁032300）

1 行业背景

现代氯碱化工作为流程工业中非常重要的组成部分，依然存在资源消耗高、能源利用效率低、环境容量约束与制约、安全风险高等问题，为了建设环境友好、本质安全型的智能化工厂，贯彻制造强国战略，采用先进数字化、自动化、网络化、智能化技术，实现氯碱化工装置新旧动能转换、企业转型升级是大势所趋，人心所向，支撑氯碱化工企业高质量、跨越式健康发展。

由于工业互联网、云计算、大数据、物联网、人工智能、5G移动通信等新型信息技术的涌现和跨越式发展，现代流程工业生产经历了自动化生产模式和数字化生产模式，正逐步向工业化与信息化深度融合的生产模式转型。随着信息物理系统、人—信息物理系统的发展与不断融合，加上“智慧”这一概念正逐步渗透到工业领域，而产业资源虚拟化、生产过程数字化、制造产业服务化等智能制造过程，结合生产、管理智能化，决策智慧化，促进现代氯碱企业向智能化、智慧化方向转型升级。

当前，中国制造业正处在从制造大国向制造强国转型的关键时期，如何在智能化的发展趋势下，综合应用现代传感技术、网络技术、自动化技术、智能化技术和管理技术等先进技术，与现有生产过程的工艺和设备运行技术高度集成的新型工厂，以实现复杂环境下生产运营的高效、节能和可持续发展是中国制造业面临的重大挑战和机遇。

2 智能工厂建设概述

山西信发化工有限公司氯碱厂智能工厂项目是信发集团智能工厂建设试点，项目与浙江中控技术股份有限公司基于Supos&VxMES两大平台联合开发。智能工厂建设以“安全、绿色、提质、降本、增效”为设计目标。结合该公司实际生产管理情况设计了智能监控系统、计划管理系统、调度管理系统、工艺管理系统、物料管理系统、设备运行管理系统、智能巡检系统、报警管理系统、质量管理系统、LIMS实验室管理系统、应急安全管理指挥系统、人员定位与入侵检测系统等13个模块。

3 项目建设成果及系统亮点

3.1 采用超融合服务器架构

服务器数据中心建设采用了超融合基础架构，这样的架构环境中，同一套单元设备中不但具备了计算、网络、存储和服务器虚拟化等资源和技术，而且多套单元设备可以通过网络聚合起来，实现模块化的无缝横向扩展（Scale—Out），形成统一的资源池。

超融合基础架构是以硬件服务器为基础，最大限度实现数据中心容量扩展性和数据的可用性。它具备融合、安全、敏捷、开放等特点。超融合服务器架构见图1。

图1 超融合服务器架构

3.2 智能MES建设平台Supos集成应用

Supos是国内首个自主知识产权的工业操作系统，也是首个由自动化为起点，从下至上推进的开放的，以企业为核心的工业互联网平台、工业大数据平台、工业人工智能平台。以工厂全信息集成为突破口，实现生产控制、生产管理、企业经营等多维、多元数据的融合应用，提供对象模型建模、大数据分析DIY、智能APP组态开发、智慧决策和分析服务，以集成化、数字化、智能化手段解决生产控制、生产管理和企业经营的综合问题，打造服务于企业、赋能于工业的智慧大脑。

（1）提供“平台+工业智能APPs”的应用模式，解决传统的烟囱式垂直应用带来的信息孤岛和数据融合问题，提供以工业大数据为核心的全生命周期服务。

（2）提供开放的数据服务、计算服务、存储服务和安全服务，将最大程度地帮助工业智能APP开发者聚焦业务本身的开发与设计，降低基础服务的技术门槛和开发成本。

（3）提供工业大数据集成、分析、挖掘和可视化展示的一整套IT工具集和模板库，为久泰新材料公司的生产者、管理者、经营者和业务专家们提供了数据创新应用的平台。

（4）提供云、企、端的统一架构，可实现工业智能APP和数据的快速迁移，满足不同时期的应用部署场景和要求。

3.3 安全应急&GIS地图、危险作业、人员定位与入侵报警无缝集成

山西信发化工安环管理系统将构建一个综合监控、日常安全环保管理、应急管理、事故管理、信息发布等符合国家标准安全生产管理业务体系的管理平台。通过项目的建设促进实现管理制度化、制度流程化、流程标准化和标准信息化，实现统一、规范和上下一体的安全环保监管，实现各部门的日常关键信息能够快速有效被应急平台所调用、资源共享，信息真实性、快速响应及时性的目标。安环管理平台应当以安全生产、环境保护为核心内容，同时兼顾自然灾害、社会治安突发事件对应急管理信息的需求。通过安全、环保系统建设，进一步强化企业安全环保管理，提升企业的安全环保管理水平，从而推动企业创造卓越的安全环保业绩。构建集实时监控、安全环保管理及应急指挥一体的管控平台，有效地对山西信发化工整体安全环保状况进行全方位的实时监测，促进“双控”体系的有效执行，使得信发可以掌握安全环保管理的主动权，为信发的生产稳定运行保驾护航。

系统对重大污染源、重大危险源进行实时监控报警，结合GIS地图、人员定位、360度入侵检测等手段。对人、机、料、法、环重要的危险潜在因素进行无死角的智能监控与数字化管理，进而做到生产全方位安全监控，尤其是应急演练，模拟仿真，让人时刻准备着对安全事故等风险做到最大限度的降低风险影响的实操演练，进一步增强了车间工人的安全、环保、风险规避意识，真正地做到防患于未然。

3.4 工艺考核管理

生产业务的智能化管理，最终落地还是生产过程的平稳上。生产工艺的平稳是形成提升生产效率的催化剂和助推剂。本次项目通过应用信息化管理手段，基于五率（平稳率、联锁投切率、自控投运率、报警率、漏检率）的管理目标，形成各车间的重要生产考核指标，甚至于对生产管理制度产生了较大的影响；让中层管理者的管理手段有了一个很好的信息化抓手。

3.5 定期工作微信待办提醒及反馈工作

针对日常出现的规律性生产活动事务，结合企业微信进行微信待办提醒，根据定期工作任务的关键内容点及提醒时间点规则定期以微信待办的形式推送给责任人，由其按照提醒工作内容进行定期处理并反馈工作，做到闭关管理，方便了生产工作。

4 综述

现代氯碱化工行业提质、降本、增效、安全、环保的要求，为先进制造技术、智能制造技术等关键技术应用提供应用场景，提高生产系统的自治性和协同性，多智能体技术和人工智能技术相继被引入制造系统的设计中。面对制造模式的逐步转型升级，智能制造的本质仍是关注智能机器与人在生产过程中的融合，人机协同，旨在使机器具备分析、推理、判断、构思和决策等能力，使用人工智能代替部分脑力劳动，智能机器人代替体力劳动，极大的提高生产效率。

对于中国氯碱化工行业甚至是整个制造业来说，通过智能工厂建设，可以充分研究、攻克智能工厂建设相关的一系列关键技术并形成自主知识产权，同时可以积累经验和模版，带动氯碱化工行业整体智能化水平的提升，加快中国制造业智能化发展的进程。

随着企业竞争的不断升级，企业生存、创新、发展、转型高质量发展是目前企业迫切需要解决的问题。氯碱化工企业产能过剩、资源消耗高、环境约束强、成本上升，创新不足的现状。改变现状、解决问题途径是应用，“云大物移测”、人工智能等智能制造新技术，使整个产业可持续发展。大环境要求企业降低成本、提升效益、减少环境污染、有效利用资源、决策快速响应，提高管理效益。新的信息技术如：云大物移有了快速发展，新技术支撑企业进行创新。通过智能制造、智能化工厂建设，满足企业转型升级、提质增效、创新发展的需求。未来的两化深度融合、智能工厂建设既是国家战略，也是企业提升发展质量和核心竞争力的需要。