李亞潔 曹巍 魏奇

摘要：繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)了第三次世界范圍內(nèi)的信息產(chǎn)業(yè)浪潮，越來(lái)越成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，將給人們的生產(chǎn)和生活方式帶來(lái)深刻的變革。該文介紹了物聯(lián)網(wǎng)的由來(lái)、定義、涉及技術(shù)，預(yù)測(cè)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，分析了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在石化行業(yè)的應(yīng)用案例，展望了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在石化行業(yè)的應(yīng)用趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；石化行業(yè)；RFID射頻技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)同性技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2012)23-5565-03

Internet and Its Application in Petrochemical Industry

LI Ya-jie1, CAO Wei1, WEI Qi2

(1.Automation Research Institute of Lanzhou Petrochemical Company Petrochina, Lanzhou 730060,China; 2. China Guangdong Petro? leum Petrochemical Industries Co., Jieyang 515200,China)

Abstract: The following computer, Internet, Internet technology has brought the third world in the context of information industry tide, more and more become the focus of global concern, will give the peoples production and life brought about profound changes. This paper introduces the origin, definition of Internet of things, involving technology, predicted the development trend of the Internet of things, things technology application in petrochemical industry case, looking things technology application in petrochemical industry trends.

Key words: the Internet of things; petrochemical industry; RFID technology; sensing technology

1關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)

近年來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)[1,2]成為炙手可熱的名詞，許多人預(yù)言物聯(lián)網(wǎng)將徹底改變?nèi)藗兊纳罘绞?，帶?dòng)億萬(wàn)級(jí)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展，成為信息化發(fā)展的新的推動(dòng)力量。那么，物聯(lián)網(wǎng)究竟是什么由來(lái)，他離我們到底還有多遠(yuǎn)？早在1995年，比爾·蓋茨在《未來(lái)之路》一書中就已經(jīng)提及物聯(lián)網(wǎng)概念（Internet of Things），只是當(dāng)時(shí)受限于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、硬件及傳感器設(shè)備的發(fā)展，沒(méi)有引起世人的重視；1998年，美國(guó)麻省理工大學(xué)（MIT）創(chuàng)造性提出了當(dāng)時(shí)被稱作“EPC”系統(tǒng)的“物聯(lián)網(wǎng)”構(gòu)想；2005年，在突尼斯舉行的信息社會(huì)世界峰會(huì)(WSIS)上，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）正式提出了“物聯(lián)網(wǎng)”的概念:稱“物聯(lián)網(wǎng)”為“The Internet of things”(ITO)，并發(fā)表了年終報(bào)告《ITU互聯(lián)網(wǎng)報(bào)告2005：物聯(lián)網(wǎng)》；2009年1月，IBM提出“智慧地球”構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)為其中不可缺的一部分，而奧巴馬對(duì)“智慧地球”構(gòu)想作出了積極回應(yīng)，并將其提升為國(guó)家層級(jí)的發(fā)展戰(zhàn)略，從而引起全球廣泛關(guān)注。2009年1月，IBM提出“智慧地球”構(gòu)想，物聯(lián)網(wǎng)為其中不可缺的一部分，而奧巴馬對(duì)“智慧地球”構(gòu)想作出了積極回應(yīng)，并將其提升為國(guó)家層級(jí)的發(fā)展戰(zhàn)略，從而引起全球廣泛關(guān)注。2009年8月7日溫家寶總理視察無(wú)錫微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心并發(fā)表重要講話之后，“物聯(lián)網(wǎng)”概念迅速升溫。物聯(lián)網(wǎng)又稱傳感網(wǎng)，它掀起了繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)之后的世界信息產(chǎn)業(yè)新浪潮。

通過(guò)射頻識(shí)別（RFID，Radio Frequency IDentification）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)（GPS，Global Positioning System）、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。全面感知、可靠傳送、智能處理是物聯(lián)網(wǎng)的基本特征[3]。

物聯(lián)網(wǎng)主要涉及六大關(guān)鍵核心應(yīng)用技術(shù)[4]，分別是共性支撐技術(shù)、無(wú)線傳感網(wǎng)（WSN，wireless sensor network）技術(shù)、數(shù)據(jù)處理技術(shù)、新型傳感器技術(shù)、RFID電子標(biāo)簽技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS，geographic information system）技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)具有與互聯(lián)網(wǎng)類同的資源尋址需求，以確保其中聯(lián)網(wǎng)物品的相關(guān)信息能夠被高效、準(zhǔn)確和安全的尋址、定位以及查詢，其用戶端是對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的延伸和擴(kuò)展，即任何物品和物品之間可以通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行信息交換和通訊。因此，物聯(lián)網(wǎng)又在不同應(yīng)用領(lǐng)域的專用性、高度的穩(wěn)定性和可靠性、嚴(yán)密的安全性和可控性等方面有別于互聯(lián)網(wǎng)[5,6]。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

研究表明，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下六個(gè)方面：集電子產(chǎn)業(yè)、軟件業(yè)、通信運(yùn)營(yíng)業(yè)、信息服務(wù)業(yè)和面向行業(yè)的應(yīng)用與系統(tǒng)集成中心等于一體的完整產(chǎn)業(yè)鏈正在逐步形成。應(yīng)用試點(diǎn)向行業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用拓展，跨行業(yè)和地區(qū)的綜合性應(yīng)用正逐步啟動(dòng)。應(yīng)用功能以目前的身份識(shí)別、電子票證為主逐漸向物品識(shí)別過(guò)渡，如向資產(chǎn)管理、食品藥品安全監(jiān)管、電子文檔、圖書館、倉(cāng)儲(chǔ)物流等物品識(shí)別拓展。應(yīng)用頻率以低、高頻為主逐漸向超高頻和微波過(guò)渡，即從低高頻的門禁、二代身份證應(yīng)用逐步向高速公路不停車收費(fèi)、交通車輛管理等超高頻應(yīng)用拓展。RFID與新技術(shù)的融合將會(huì)衍生出更多的商業(yè)模式，如手機(jī)移動(dòng)支付將會(huì)是未來(lái)RFID最大的市場(chǎng)，利用RFID進(jìn)行人與物的實(shí)時(shí)定位也將會(huì)成為未來(lái)的主流應(yīng)用之一。RFID以及傳感技術(shù)的發(fā)展使得社會(huì)公共管理呈現(xiàn)出管理智能化、物流可視化、信息透明化的發(fā)展趨勢(shì)。

我國(guó)在物聯(lián)網(wǎng)的“采集、傳輸、處理、應(yīng)用”四大核心領(lǐng)域中，優(yōu)先發(fā)展的是采集與應(yīng)用領(lǐng)域，具體優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域是RFID產(chǎn)業(yè)、智能家居、智能交通、智能醫(yī)療、智能電網(wǎng)。

RFID產(chǎn)業(yè)：物流、金融、零售、物品防偽、環(huán)境保護(hù)、身份識(shí)別等很多方面，都離不開(kāi)RFID，今后隨著物聯(lián)網(wǎng)的大規(guī)模應(yīng)用，其應(yīng)用范圍會(huì)更加廣闊。智能家居：除了通常所說(shuō)的電表、氣表、水表的智能化處理，將來(lái)家里的空調(diào)、冰箱等電器設(shè)備，都可以接入物聯(lián)網(wǎng)，以監(jiān)控其運(yùn)行、減少故障等等。智能交通：在汽車的部件上裝上傳感器，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與智能的指揮后臺(tái)聯(lián)系起來(lái)，這樣人們?cè)隈{駛汽車的時(shí)候，就可以提前知道哪個(gè)地方出了故障、哪個(gè)路段特別擁擠，以減少汽車追尾事故、等待時(shí)間和尾氣排放等等，這是智能城市必不可少的一部分。智能醫(yī)療：將嵌入式芯片裝到患者身上，就可以隨時(shí)感知到患者的血糖、血壓和臟器的情況，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)的醫(yī)療、保健系統(tǒng)聯(lián)系在一起，隨時(shí)給出警示和應(yīng)對(duì)建議。智能電網(wǎng):是指在發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)應(yīng)用以物聯(lián)網(wǎng)為主的新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)用電的優(yōu)化配置、節(jié)能減排，能源事關(guān)國(guó)家的命脈，因此發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)要首先關(guān)注智能電網(wǎng)。

3物聯(lián)網(wǎng)在石化行業(yè)的應(yīng)用

3.1某石油集團(tuán)數(shù)字油田應(yīng)用案例

某石油集團(tuán)公司應(yīng)用數(shù)字油田提升油田的管控一體化水平，數(shù)字油田包括五部分內(nèi)容，分別是：采集與控制子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)、生產(chǎn)運(yùn)行管理子系統(tǒng)、油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)信息安全、油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。其中，生產(chǎn)運(yùn)行管理子系統(tǒng)利用感知的生產(chǎn)信息，通過(guò)對(duì)生產(chǎn)規(guī)律的總結(jié)，建立覆蓋地下、地面生產(chǎn)全過(guò)程的生產(chǎn)管理模型及預(yù)測(cè)預(yù)警模型。實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)診斷，控制參數(shù)實(shí)時(shí)預(yù)警，數(shù)據(jù)信息實(shí)時(shí)發(fā)布，決策管理智能科學(xué)；數(shù)據(jù)傳輸子系統(tǒng)利用通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)信息傳輸實(shí)時(shí)高效、指令下達(dá)準(zhǔn)確可靠、網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定；并實(shí)現(xiàn)與生產(chǎn)運(yùn)行管理的一體化無(wú)縫連接；數(shù)據(jù)采集與控制子系統(tǒng)利用傳感、射頻等技術(shù)，感知油氣生產(chǎn)信息，建立覆蓋油氣全過(guò)程準(zhǔn)確、可靠的自動(dòng)化采集與控制子系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)采集數(shù)據(jù)完善準(zhǔn)確，過(guò)程控制精確到位，安全管理及時(shí)有效，系統(tǒng)控制穩(wěn)定可靠。某石油集團(tuán)數(shù)字油田的系統(tǒng)框架如圖1所示。

圖1數(shù)字油田的系統(tǒng)框架

3.2基于RFID的某石油集團(tuán)產(chǎn)品批次質(zhì)量跟蹤應(yīng)用案例

某石油集團(tuán)公司針對(duì)在信息采集和庫(kù)房管理流程方面存在的問(wèn)題，通過(guò)將RFID技術(shù)作為供應(yīng)鏈全程信息采集的主要手段來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品批次質(zhì)量跟蹤。具體做法是：選取若干種產(chǎn)品；1個(gè)生產(chǎn)庫(kù)房、1個(gè)大區(qū)銷售庫(kù)房、若干前端銷售庫(kù)房、若干終端客戶；僅管理汽車運(yùn)輸業(yè)務(wù)量身定制符合采用RFID的新庫(kù)房管理流程。將供應(yīng)鏈各節(jié)點(diǎn)（庫(kù)房、客戶端）的準(zhǔn)確、有效、及時(shí)的信息上傳到產(chǎn)品批次質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)平臺(tái)。RFID系統(tǒng)成為已有系統(tǒng)的有益補(bǔ)充?；赗FID的某石油集團(tuán)產(chǎn)品批次質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)的系統(tǒng)范圍如圖2所示。

4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在煉化行業(yè)的應(yīng)用展望

1）智能化化工產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)綜合管理：依靠現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線數(shù)據(jù)通信、RFID技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及現(xiàn)代物流儲(chǔ)運(yùn)信息軟件等成熟技術(shù)，切實(shí)提高化工儲(chǔ)運(yùn)整體運(yùn)作水平，實(shí)現(xiàn)智能綜合化工物流儲(chǔ)運(yùn)管理。

2）智能化油品儲(chǔ)運(yùn)綜合管理：在煉化行業(yè)已建油品儲(chǔ)運(yùn)生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng)、機(jī)車三大件系統(tǒng)、車號(hào)自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，拓展智能化油品儲(chǔ)運(yùn)管理綜合系統(tǒng)功能，整合或替代原有分散系統(tǒng)，提高油品儲(chǔ)運(yùn)數(shù)字化水平。

3）三維全息數(shù)字化工廠：三維全息數(shù)字化工廠將煉廠的地理信息以及生產(chǎn)、機(jī)動(dòng)、環(huán)保、安全所用載體的空間數(shù)據(jù)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化管理，包括廠區(qū)地下動(dòng)力管網(wǎng)和地上附屬物的空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工部門提供準(zhǔn)確可靠的地下管線、電纜的分布、走向、埋深等狀態(tài)信息及各專業(yè)屬性信息，也可以為生產(chǎn)巡檢、應(yīng)急管理等提供輔助。結(jié)合數(shù)字化設(shè)計(jì)，圍繞主體生產(chǎn)裝置實(shí)現(xiàn)塔、反應(yīng)器、閥門、儀器等設(shè)備的形狀三維立體化及設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、運(yùn)行狀態(tài)電子化，為設(shè)備保養(yǎng)、檢維修等提供依據(jù)。

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