探索纺织化学品行业“智能”新模式——传化化学智能工厂实践之路

文｜吴立斌 马晓东 丁 伟 於伟刚

近年来，浙江传化化学集团（以下简称“传化化学”）始终以企业数字化转型、高质量发展为目标，努力践行、深耕行业、引领产业，矢志不移地坚持智能制造在企业战略发展的重要地位，在纺织化学品业务领域不断探索符合传化智能工厂建设的新模式。

自2017年以来，通过年产27万吨高端纺织化学品项目建设，传化化学致力于建设智能工厂的探索，希望率先在纺织化学品领域内建立从智能技术、智能产品、智能服务到智能制造的智能新生态，引领行业绿色可持续发展。企业智能工厂建设基于公司整体智能制造规划，以数字化工厂建设为起点，融合新技术应用，以未来工厂规划为引导，在总体架构下进行按场景化建设的思想，覆盖工厂全业务、全要素，逐步形成传化化学智能工厂应用场景建设的实践之路。

目前，传化化学大江东基地智能工厂已开展多项应用场景的建设，如危化品全流程管控、生产管控、批次生产、安全管理、环保管理、智能物流、5G智能应用等。

图1 传化化学大江东智能工厂建设全要素

蓝图：建设纵横集成的智能工厂

传化化学智能制造按照“总体规划、分步实施”的策略，通过物联网技术、5G、自动化技术、信息化系统加强企业人与人之间、人与机器之间、机器与机器之间以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端到端的高度集成。

结合公司数字化转型战略，在装备自动化和业务数字化基础上，融合未来工厂、灯塔工厂关键建设要素，提出传化化学“智能工厂”建设蓝图规划：坚持以安全环保为底线，以生产执行为主线，持续推进装备自动化水平提高，积累并拓展业务数字化建设，以数字化工厂建设为基石，以未来工厂建设导则为参考，以单一灯塔工厂用例建设为指引，融合适用大江东基地业务场景的创新智能工厂架构。同时，以精益、卓越运行体系为基础，通过链群、驱动、升级、复制建设，实现系统能力和运营能力的提升；同步开展数据治理，做好系统的结构化复制，在产业层面具备互联特性。

图2 传化化学智能工厂规划蓝图

图3 大江东危化品管理全流程场景

图4 大江东生产执行全流程场景

场景一：危化品全流程建设

生产基地存在多种危化品及罐区危险品物料，传化化学大江东基地智能工厂通过危化品全过程管理，可对采购、运输、储存、使用、尾料等环节实现过程管理，比如运输提前预约、进厂前检查、进门后安全措施处理、卸料控制等按不同阶段进行安全检查处理，从人、机、料、法、环五个方面按不同维度进行全面检查控制，从而降低危化品运输、存储、使用等环节的风险，实现对公司危化品进行全面安全管控。

通过危化品全过程管控，能够实现四方面价值效果：一是巩固了危化品管理的安全性和可靠性，增加了人员对危险品管理的可操控性；二是平均每车减少5分钟厂内滞留时间，平均每张订单操作减少10—15分钟；三是对危化品库存系统超量报警进行控制，对存储环境实施监控，以电脑代替人工，时刻关注仓库；四是把危化品零头料寄存账务和实时账务结合，避免因无账物导致的过量存储。

场景二：生产系统应用建设

生产环节采购“ERP-MES-BATCHDCS”建设思路，构建“生产调度—批次管控—过程执行—统计分析—生产实时监控”的业务管控闭环，提升间隙环节的自动化程度，减少人工操作。通过集成互联，满足生产实时监控、数据采集与统计分析需要。实时一体化管控，打通生产上下游，批次信息全过程跟踪，包括计划数据、工艺数据、质量数据、物料流转及库存数据、生产步骤数据等，做到从原料到产品，批次全过程追溯。实时管控生产执行各环节标准规范，减少批次差异，更好地保障批生产过程连续性，整体自动化程度得到明显提升。

通过MES和BATCH系统协作，实现规范的自动化生产、多品种的灵活切换，可与SAP同步领料、投料、产出、完工数据等。该模式适用于多产品、多批次、多装置的生产，降低产品切换带来的复杂度；并且严格按配方生产，减少内外操作，有效防止错投、漏投、多投少投，或未检放料的情形。通过标准化生产作业管控，提高质量一次性合格率，提高人均批次生产效率，缩小批次质量差异，实现系统批次运行记录可视化、可追溯。

通过生产执行管控，能够实现六方面价值效果：一是完整记录生产批次信息，包括批次号、工艺操作、检化验数据、投料数据等，用于批次数据分析；二是批控软件统一执行配方，粉料输送系统现场无需再人工录入批次号和配方名，批次号和配方名由MES系统统一管控；三是通过对生产物料的监控管理，加快物料的周转率，减少不良品、积压品、零头料等车间物料呆滞，实现集中管理和定向处理；四是生产防错，实现人工步PDA操作提示，物料管控校验，自动步批控严格执行自动控制；五是提供反应釜清洗记录，使操作工了解反应釜残留物流情况，防止混料，确保质量稳定性；六是工艺参数分析/SPC分析，批次生产数据的管理分析，助力降低产品的不良品率，使得产品品质更加可控。

图5 大江东5G应用场景设计

场景三：5G应用建设

通过5G、边缘计算、工业互联网云平台、高精度定位，以及服务于大江东生产基地的综合管控一体化平台，构建基于生产基地的几大业务场景应用，建立集安全、生产、环保、应急、指挥和通信于一体的，融合生产运营管控中心、安全环保监控中心、应急联动指挥中心等职能的，能够实现企业各业务的监控、管控、协同的一体化综合信息系统。

在“5G+”视频检测的功能上，结合报警中心加强对生产、安全、作业方面的层层管控，能够迅速地识别各类相关风险并且可以进行预警，大大提升基地运营水平和安全管控效率。

通过5G等新技术应用，能够实现六方面价值效果：一是通过增加后端智能分析功能，能够使用摄像头对人员进行智能识别，包括对是否佩戴工帽、是否穿戴劳保用品进行分析，实现分析报警；在增加布控摄像头的基础上，增配移动摄像头，对特殊作业进行监察，对异常情况进行报警提醒。二是危化品仓库与罐区通过使用热成像照相机进行监控，便于管理者从温感视角观察物料存放安全情况及储量。罐区“整体视频+地图+具体视频”场景，便于问题发现及调度。三是将大江东生产基地全厂及周边监控视频整体接入系统，画面支持画中画显示“AR云视”，高空实时视频作为地图资源，虚拟标签标记，切换快速；装卸场地、来车卸料时系统响应提醒并联动监控；槽罐车卸料监控过程全程录制，异常情况予以抓拍推送报警。四是烟火探测用来检测目前基地的生产车间、罐区、危化品仓库的烟火情况，能够识别并报警；太阳能摄像头能够进行排污口视频分析，监测污水排放口的水质、色光、悬浮物等，进行异常预警。五是生产作业过程联动摄像头内外操协同，譬如：是否在投料，投料是否完毕、干净，所需要开启的手动阀是否正在按要求在开启等，可对现场生产作业，内外操联动监护。反应釜（视镜）视频监控和视频分析尝试。六是对关键设备进行视频巡检，实时监测高压配电房、变压器母线刀开关接线处温度巡检，连接螺栓温度巡检。