煉化企業(yè)5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式發(fā)展探索

曹旭

摘要：在工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展“新常態(tài)”背景下，當前石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨嚴峻挑戰(zhàn)，需研究多種應對方式推動石化產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展。建設(shè)智能工廠是實現(xiàn)企業(yè)降低成本、提升效益、減少環(huán)境污染、有效利用資源的重要途徑。將5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)與煉化企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理相結(jié)合，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)廣泛重視，特別是以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)為基礎(chǔ)的智能化煉廠已成為煉化行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：煉化企業(yè);工業(yè)互聯(lián)網(wǎng);新模式

中圖分類號：TP311? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）25-0172-02

目前煉化企業(yè)發(fā)展面臨著產(chǎn)能過剩、能耗高、安全環(huán)保壓力大以及成本上升等嚴峻挑戰(zhàn)。在石化行業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域探索5G+工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)新模式，僅僅從產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)角度來講，這種新型的生產(chǎn)經(jīng)營模式，要提高煉油化工產(chǎn)品的技術(shù)含量，能夠面對價格的競爭和成本的壓力，改造石化行業(yè)傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝，提高資源利用率，實現(xiàn)安全、清潔生產(chǎn)。建設(shè)智能工廠是實現(xiàn)企業(yè)降低成本、提升效益、減少環(huán)境污染、資源有效利用和決策快速響應的重要途徑。

1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)

1.1 工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺建設(shè)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為煉化企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展的重要IT基礎(chǔ)平臺。移動應用技術(shù)的成熟，未來一切應用均可移動化，為業(yè)務(wù)提供更快捷、更便利的工具。增強算力、通信等基礎(chǔ)設(shè)施平臺建設(shè)，為數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展提供基本保障條件。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，提供集中集成、實時計算、智能分析、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）接入、可視化等核心能力，聚焦石化化工行業(yè)，提供面向全流程一體化優(yōu)化、全過程生產(chǎn)集成管控和全生命周期資產(chǎn)管理的行業(yè)應用。

面向流程行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺以工廠為中心，打造信息物理融合、集成共享、實時智能的開放生態(tài)系統(tǒng)。作為一個開放、完整、安全的流程工業(yè)云平臺，重點內(nèi)容包括：

以工廠為中心：對流程工業(yè)物理工廠設(shè)備、生產(chǎn)過程、工藝流程、業(yè)務(wù)流程進行數(shù)字化和模型化，建立全方位的工廠模型、全視角的業(yè)務(wù)模型和全流程的機理模型，支撐“物理工廠”與“數(shù)字工廠”的“數(shù)字孿生”實現(xiàn)。

信息物理融合能力：通過工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)，將物理世界狀態(tài)信息以事件方式實時感知到虛擬世界，并基于機理模型、專家規(guī)則與知識以及大數(shù)據(jù)分析模型，進行實時計算與實時分析，在虛擬世界發(fā)現(xiàn)工廠運行存在問題并生成解決方案，自動反饋到物理世界進行智能控制。

實時智能能力：在平臺中沉淀模型、規(guī)則、知識與方法，形成平臺中的智腦，對源自生產(chǎn)現(xiàn)場的事件信息進行實時計算與智能分析，自動甄別已經(jīng)發(fā)生、正在發(fā)生或即將發(fā)生的生產(chǎn)異常，及時推送預測預警信息及智能處置建議（方案）。

集成共享能力：面向全局，以工廠為中心建立統(tǒng)一的工廠模型、業(yè)務(wù)模型和數(shù)據(jù)模型，建立事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)體系，實現(xiàn)數(shù)據(jù)全局共享。

1.2 承載工業(yè)運行的云設(shè)施——數(shù)據(jù)中心建設(shè)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺采用成熟的云計算技術(shù)，構(gòu)建工業(yè)級云設(shè)施，致力于為流程行業(yè)智能化應用和服務(wù)的運行、開發(fā)與維護提供有效支撐。重點建設(shè)煉化企業(yè)私有云的數(shù)據(jù)中心，持續(xù)完善云平臺功能，服務(wù)標準化，擴展IAAS資源池，提高運維效率，提升機房效能，增強算力，滿足數(shù)字化轉(zhuǎn)型智能化發(fā)展的需求。同時，擴展網(wǎng)絡(luò)邊界，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，逐步實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)自動化。

1.3 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用建設(shè)石化行業(yè)應用

為了加快石化企業(yè)核心煉化業(yè)務(wù)與先進信息化技術(shù)的融合，我們確定從三條主線為發(fā)展方向加快數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化發(fā)展建設(shè)方面：一是加快經(jīng)營管理、科技研發(fā)、生產(chǎn)制造、倉儲銷售、物流運輸?shù)热鞒痰闹悄芑?，實現(xiàn)整個業(yè)務(wù)線的協(xié)同;二是推進主要業(yè)務(wù)線的智能化建設(shè)，實現(xiàn)自動化、智能化應用，提高業(yè)務(wù)平穩(wěn)運行水平、控制生產(chǎn)波動;三是密切建立與互聯(lián)網(wǎng)的融合關(guān)系，在供、研、產(chǎn)、售及市場之間形成更加聯(lián)動響應機制，促進生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變。

2典型應用場景

2.1 煉化企業(yè)行業(yè)應用建設(shè)內(nèi)容

（1）智能化運營平臺

智能化運營平臺主要包括三個方面：一是建立大數(shù)據(jù)分析平臺。注重工作流與流程，通過工作流實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)、財務(wù)、人員與分銷管理等集成，能夠針對業(yè)務(wù)變革做出快速調(diào)整。生產(chǎn)、供給、銷售大數(shù)據(jù)平臺實現(xiàn)各類信息的采集與處理，并基于市場發(fā)展動態(tài)，建立起基于產(chǎn)品、供給、銷售、庫存一體化大數(shù)據(jù)分析模型，為實現(xiàn)運營關(guān)鍵環(huán)節(jié)優(yōu)化提供支撐。二是消除數(shù)據(jù)斷點，打通物資采購、存儲流程。根據(jù)物資管理要求和業(yè)務(wù)現(xiàn)狀，結(jié)合ERP和應用集成統(tǒng)建信息系統(tǒng)的深化應用要求，對ERP系統(tǒng)物資管理功能進行升級，增強物資需求與采購環(huán)節(jié)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立物資需求計劃與庫存緊密關(guān)聯(lián)的采購系統(tǒng)。三是積極探索立體倉儲體系建設(shè)。智能化立體庫房由高層貨架、運輸系統(tǒng)、計算機系統(tǒng)和通信系統(tǒng)組成，它具有節(jié)省用地、減少員工勞動成本、提高工作效率、提高倉儲智能化水平及經(jīng)營管理水平等諸多優(yōu)點。立體倉庫提高了出入庫效率，降低倉儲運行成本。

（2）智能生產(chǎn)管控

智能生產(chǎn)管控主要包括綜合性生產(chǎn)調(diào)度指揮、全方位的智能工藝技術(shù)管理、智能精準計量、裝置運行優(yōu)化四個方面的內(nèi)容。

（3）智能能源管控

能源管理系統(tǒng)的優(yōu)化目標：實現(xiàn)能源計劃、運行、統(tǒng)計分析、評價、能源持續(xù)優(yōu)化的全流程管理;全面實現(xiàn)煉化企業(yè)的各種用能設(shè)備與公用工程（蒸汽、燃料和動力系統(tǒng)）系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)測，并進行能量利用效率、使用成本、動態(tài)能量平衡的分析;通過能量產(chǎn)耗預測、管網(wǎng)模擬、多周期動態(tài)優(yōu)化調(diào)度等核心技術(shù)，建立能源生產(chǎn)消耗預測數(shù)字模型、能源管網(wǎng)模擬模型和能源系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度模型，各種能源介質(zhì)的優(yōu)化調(diào)度和方案由系統(tǒng)自動生成和計算，從而實現(xiàn)能耗系統(tǒng)（燃料氣、氫氣、電力、蒸汽、水系統(tǒng)等）的優(yōu)化運行和調(diào)度，實現(xiàn)能源全過程的管理與優(yōu)化。