施一明

摘要：工業(yè)企業(yè)進(jìn)行“兩化”深度融合，關(guān)鍵是建設(shè)智能工廠。認(rèn)為智能工廠建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，通過采用成熟的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，使企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)成為一個(gè)協(xié)同工作的整體，提升企業(yè)生產(chǎn)管控的整體績(jī)效。提出了智能工廠的功能架構(gòu)，并介紹了數(shù)據(jù)交換體系、3個(gè)智能服務(wù)平臺(tái)和十大業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)等建設(shè)內(nèi)容，對(duì)建設(shè)過程中的若干關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討，并結(jié)合實(shí)際案例介紹了智能工廠建設(shè)情況和運(yùn)營(yíng)效果，對(duì)信息安全、實(shí)時(shí)優(yōu)化等未來發(fā)展方向進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞： 智能工廠；優(yōu)化控制；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)

Abstract： For industrial enterprises， intelligent plant is the key to achieve deep integration of informationization and industrialization. The establishment of intelligent plant is a complex system engineering which requires the collaboration of production system， information system， automation system and business management system through mature digital， network and intelligent technology， thus improve the overall performance of enterprise production management & control. In this paper， we present the functional structure of intelligent plant， and explain the main construction points including the data exchange system， three intelligent service platforms， ten business application systems， and discusses several key technologies during the construction. The construction and operation results of typical intelligent plant cases are also introduced， and the future development trends such as information security， real-time optimization is forecasted.

Key words： intelligent plant； advanced process control； realtime database

中國(guó)經(jīng)濟(jì)變革已經(jīng)迫在眉睫，投資主導(dǎo)增長(zhǎng)模式正在失去動(dòng)力，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展更要注重提高發(fā)展質(zhì)量和效益，生產(chǎn)力主導(dǎo)型發(fā)展模式正在成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的流程工業(yè)企業(yè)，面對(duì)錯(cuò)綜復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)環(huán)境和持續(xù)下行的經(jīng)濟(jì)壓力，如何創(chuàng)新企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理模式，優(yōu)化提升運(yùn)營(yíng)服務(wù)能力，抓住歷史發(fā)展的新機(jī)遇，構(gòu)建企業(yè)發(fā)展的新生態(tài)，重拾發(fā)展新動(dòng)力，是每個(gè)企業(yè)必須直接面對(duì)和亟待解決的問題。

信息化是中國(guó)加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化和現(xiàn)代化的必然選擇。在信息技術(shù)領(lǐng)域，隨著德國(guó)工業(yè)4.0、美國(guó)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、中國(guó)制造2025的提出，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為特征的新一輪科技革命正在悄然興起，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)等為代表的新一代信息技術(shù)不斷成熟和普及[1]，對(duì)企業(yè)發(fā)展正在產(chǎn)生著越來越顯著的重要作用。

工業(yè)企業(yè)進(jìn)行“兩化”深度融合，集中表現(xiàn)就是建設(shè)智能工廠。然而，什么是智能工廠？為什么建、怎么建？在業(yè)界還未形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)。文章中，我們結(jié)合多年來在自動(dòng)化、信息化領(lǐng)域的工作經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)，對(duì)智能工廠的建設(shè)思路、功能框架、行動(dòng)路線、關(guān)鍵技術(shù)等進(jìn)行簡(jiǎn)要分析，同時(shí)結(jié)合實(shí)踐案例分析了智能工廠建設(shè)的效果與作用，希望促進(jìn)行業(yè)對(duì)智能工廠的思考，推動(dòng)智能工廠的技術(shù)發(fā)展和建設(shè)實(shí)踐。

1 智能工廠系統(tǒng)架構(gòu)

1.1 智能工廠的理解

智能工廠建設(shè)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，從空間維度看，包括生產(chǎn)、工藝、設(shè)備、質(zhì)量、倉(cāng)儲(chǔ)、物流、自動(dòng)化、信息化等技術(shù)與系統(tǒng)；從時(shí)間期維度看，包括產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)制造、供應(yīng)鏈等維度[2]。

智能工廠建設(shè)旨在使企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)和業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)成為一個(gè)協(xié)同工作的整體，提升企業(yè)生產(chǎn)管控的整體績(jī)效。

1.2 智能工廠建設(shè)思路

智能工廠建設(shè)的總體目標(biāo)是：采用成熟的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，圍繞生產(chǎn)管控、設(shè)備運(yùn)行、質(zhì)量控制、能源供給、安全應(yīng)急5項(xiàng)核心業(yè)務(wù)，采取關(guān)鍵裝置優(yōu)化控制，計(jì)劃調(diào)度操作一體化管控[3]，能源優(yōu)化減排，安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控及生產(chǎn)績(jī)效動(dòng)態(tài)評(píng)估等關(guān)鍵措施，著力提升企業(yè)生產(chǎn)管控的感知能力、預(yù)測(cè)能力、協(xié)同能力、分析優(yōu)化能力及IT支撐能力，為企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理綜合效益和競(jìng)爭(zhēng)力提升提供了堅(jiān)實(shí)的保障，并能夠最終幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、綠色、安全、最優(yōu)的管理目標(biāo)。

1.2.1 “六層面”建設(shè)視角

對(duì)于流程工業(yè)企業(yè)這樣一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，我們“化整為零”，從生產(chǎn)控制和生產(chǎn)組織兩個(gè)維度切入，將智能工廠建設(shè)分為智能機(jī)構(gòu)、智能檢測(cè)、智能控制、智能操作、智能運(yùn)營(yíng)、智能決策6個(gè)層面，分別尋找、匹配先進(jìn)的裝備、技術(shù)與系統(tǒng)，進(jìn)行智能化建設(shè)，如圖1所示。

（1）智能機(jī)構(gòu)層：在適合的生產(chǎn)單元、工序中進(jìn)行智能化操作改造，最大限度地利用機(jī)械臂、碼垛機(jī)、巡檢機(jī)器人、無人引導(dǎo)小車（AVG）小車、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)、定量裝車等裝備，替代人的體力勞動(dòng)，提高生產(chǎn)運(yùn)行的工作效率和質(zhì)量。

（2）智能檢測(cè)層：對(duì)生產(chǎn)資源、運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)進(jìn)行系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)和建設(shè)，包括泄漏、火災(zāi)、消防、視頻、電子巡更、一卡通、全球定位系統(tǒng)（GPS）、在線檢測(cè)儀等內(nèi)容，并實(shí)現(xiàn)這些系統(tǒng)的互聯(lián)互通、智能聯(lián)動(dòng)，為安全的生產(chǎn)環(huán)境提供保障和服務(wù)。

（3）智能控制層：對(duì)生產(chǎn)工藝的控制提供系統(tǒng)的解決方案，包括分布式控制系統(tǒng)（DCS）、數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)控制與采集系統(tǒng)（SCADA）、控制回路比例積分微分（PID）性能評(píng)估等內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝控制的高度自動(dòng)化。

（4）智能操作層：為生產(chǎn)、質(zhì)量、設(shè)備、能源、安全等業(yè)務(wù)管理提供智能操作系統(tǒng)與平臺(tái)，包括先進(jìn)控制（APC）、仿真培訓(xùn)系統(tǒng)（OTS）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、能源管理系統(tǒng)（EMS）、企業(yè)資產(chǎn)管理系統(tǒng)（EAM）、安全評(píng)價(jià)系統(tǒng)（SES）、質(zhì)量健康安全環(huán)境管理系統(tǒng)（QHSE）等內(nèi)容，優(yōu)化生產(chǎn)管控的業(yè)務(wù)流程，豐富操作優(yōu)化的指導(dǎo)工具，提升生產(chǎn)操作的業(yè)務(wù)協(xié)同水平[4]。

（5）智能運(yùn)營(yíng)層：為供應(yīng)商關(guān)系管理、客戶關(guān)系管理、企業(yè)資源計(jì)劃、工程項(xiàng)目管理、科研管理等業(yè)務(wù)提供智能化服務(wù)平臺(tái)，包括企業(yè)資源計(jì)劃（ERP）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（SCM）、客戶關(guān)系管理系統(tǒng)（CRM）等內(nèi)容。

（6）智能決策層：構(gòu)建企業(yè)級(jí)專家知識(shí)庫(kù)，搭建面向主題的工業(yè)大數(shù)據(jù)分析決策平臺(tái)，通過建立擬合不同模型研究不同關(guān)系，發(fā)現(xiàn)有用信息，用于分析原因解決問題；發(fā)現(xiàn)潛在價(jià)值，預(yù)見可能發(fā)生的某種“壞的未來”并且給出相關(guān)建議，即預(yù)測(cè)并提供解決方案。

1.2.2 “四步驟”行動(dòng)策略

流程工業(yè)是一個(gè)很大的范疇，不同行業(yè)差異很大，同一行業(yè)的企業(yè)差異也很大，且企業(yè)處在發(fā)展變化的不同階段，所以每個(gè)具體企業(yè)建設(shè)智能工廠的基礎(chǔ)條件、建設(shè)目標(biāo)、建設(shè)內(nèi)容，均應(yīng)該具體問題具體分析，不能采取“一個(gè)模子”、“一刀切”的實(shí)施方案。

鑒于各企業(yè)的差異，我們提出了具有一定共性和普適性的智能工廠“四步驟”行動(dòng)策略，如圖2所示。

第1步，立足自動(dòng)化。以企業(yè)生產(chǎn)的工藝流程為主線，分析各設(shè)備、工序、工段、車間的儀表及自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)人工操作、機(jī)械控制等環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)化改造，使數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率>90%，提升控制回路自控率，提升區(qū)域優(yōu)化控制平穩(wěn)率，在生產(chǎn)工藝過程控制層面，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化與優(yōu)化控制，充分挖掘裝置產(chǎn)能，提升產(chǎn)品質(zhì)量并降低物耗能耗。本階段建設(shè)的關(guān)鍵是互通。

第2步，做足電子化。結(jié)合中國(guó)大多數(shù)企業(yè)管理還處在人工記錄，開會(huì)制訂方案，文本形成報(bào)告的管理階段的實(shí)際情況，我們建議以流程梳理優(yōu)化為抓手，規(guī)范、固化企業(yè)管理業(yè)務(wù)流程，并通過電子化的信息系統(tǒng)進(jìn)行支撐，做到管控流程的透明和可追溯。本階段建設(shè)的關(guān)鍵是適用。

第3步，特色數(shù)字化。通過建立企業(yè)的數(shù)字化模型，整合工廠設(shè)計(jì)的靜態(tài)數(shù)據(jù)和工廠運(yùn)行的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，將MES、ERP、EAM、全生命周期管理（PLM）、SCM、CRM、工廠設(shè)計(jì)等系統(tǒng)進(jìn)行集成，建設(shè)以企業(yè)數(shù)字化模型為核心的業(yè)務(wù)應(yīng)用及展示平臺(tái)。本階段建設(shè)的關(guān)鍵是集成。

第4步，逐鹿智能化。建立企業(yè)級(jí)知識(shí)庫(kù)以及工廠長(zhǎng)周期運(yùn)行的歷史數(shù)據(jù)，結(jié)合對(duì)計(jì)劃、調(diào)度、操作、工藝等機(jī)理研究，分業(yè)務(wù)、分裝置建立智能化決策、管控、操作一體化的優(yōu)化平臺(tái)。本階段建設(shè)的關(guān)鍵是垂直。

1.3 流程企業(yè)智能工廠功能架構(gòu)

流程工業(yè)企業(yè)智能工廠建設(shè)的功能架構(gòu)如圖3所示。

智能工廠建設(shè)內(nèi)容包括：智能服務(wù)數(shù)據(jù)交換體系、3個(gè)智能化管控平臺(tái)、十大智能業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。

1.3.1 基于智能服務(wù)總線的數(shù)據(jù)交換

體系

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，以及工程設(shè)計(jì)、工廠資源、生產(chǎn)動(dòng)態(tài)、現(xiàn)場(chǎng)多媒體等信息融合技術(shù)與可視化技術(shù)，建立基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的智能服務(wù)數(shù)據(jù)總線，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理系統(tǒng)、安全管理系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、設(shè)備管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、績(jī)效管理系統(tǒng)等集成以及與ERP系統(tǒng)的互聯(lián)互通，消除“信息孤島”、“應(yīng)用孤島”[5]。

數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)包括：傳輸服務(wù)（安全/可靠的數(shù)據(jù)傳輸，同步/異步服務(wù)等）、仲裁服務(wù)（服務(wù)路由、格式轉(zhuǎn)換、流程引擎等）以及協(xié)議服務(wù)（接入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換、接出協(xié)議轉(zhuǎn)換）。

1.3.2 3個(gè)智能服務(wù)平臺(tái)

（1）生產(chǎn)過程自動(dòng)化智能控制平臺(tái)：以控制系統(tǒng)DCS為核心，包括APC、安全儀表系統(tǒng)（SIS）、調(diào)制與編碼策略（MCS）、機(jī)組綜合控制系統(tǒng)（ITCC）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、全球分銷系統(tǒng)（GDS）、閉路電視監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)（CCTV）、電氣自動(dòng)化、三級(jí)計(jì)量、外操巡檢定位、分析小屋、電氣防誤閉鎖、大型機(jī)組設(shè)備健康等。

（2）企業(yè)生產(chǎn)管理智能服務(wù)平臺(tái)：以MES為核心，包括企業(yè)級(jí)專家知識(shí)庫(kù)、企業(yè)數(shù)字化資產(chǎn)模型、工作流引擎、優(yōu)化分析模型庫(kù)、分析算法庫(kù)、智能報(bào)警服務(wù)、IT工具集等。

（3）企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)智能服務(wù)平臺(tái)：以ERP為核心，包括企業(yè)主數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)分析模型、績(jī)效評(píng)估體系、企業(yè)門戶等。

1.3.3 十大智能業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)

智能工廠應(yīng)著力建設(shè)十大核心智能系統(tǒng)：工程設(shè)計(jì)數(shù)字化移交、過程控制自動(dòng)化控制系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、先進(jìn)控制優(yōu)化系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)、安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)管控與安全應(yīng)急指揮系統(tǒng)、目標(biāo)傳導(dǎo)式績(jī)效管理系統(tǒng)。

1.4 智能工廠建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

在智能工廠建設(shè)過程中，需要攻克一系列關(guān)鍵技術(shù)，包括：

（1）工程設(shè)計(jì)數(shù)字化交付

一般意義上的交付按照專業(yè)劃分，資料分別交付，交付成果是分散的，沒有關(guān)聯(lián)關(guān)系的，很難保證數(shù)據(jù)的一致性，業(yè)主很難進(jìn)行維護(hù)和再利用。而“數(shù)字化交付”將各專業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，并將它們之間建立起關(guān)聯(lián)關(guān)系，保證交付信息的完整性、一致性和正確性。要實(shí)現(xiàn)真正意義上的“數(shù)字化交付”至少要完成智能P&ID的繪制，完成3D模型的繪制，并且通過技術(shù)手段保證二、三維數(shù)據(jù)的一致性和正確性，減少數(shù)據(jù)冗余。

（2）復(fù)雜異構(gòu)系統(tǒng)的互聯(lián)互通

智能工廠的各信息系統(tǒng)包括基礎(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)、三級(jí)計(jì)量、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、分析小屋、巡檢定位系統(tǒng)、外操培訓(xùn)系統(tǒng)、在線污水監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、績(jī)效考核系統(tǒng)、在線培訓(xùn)系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)存在技術(shù)路線各異、數(shù)據(jù)與模型不統(tǒng)一等問題，已經(jīng)形成了諸多應(yīng)用孤島，需要攻克異構(gòu)系統(tǒng)集成的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的集成與互聯(lián)互通。

（3）復(fù)雜過程動(dòng)態(tài)特性優(yōu)化控制策略設(shè)計(jì)

流程工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過程工藝復(fù)雜，各裝置上下游工藝關(guān)聯(lián)緊密，設(shè)備間的物料、能量耦合度高，對(duì)擾動(dòng)十分敏感，局部干擾，往往會(huì)在整個(gè)生產(chǎn)流程傳播。每個(gè)工序的設(shè)備、單元，甚至整個(gè)生產(chǎn)線，都有自身優(yōu)化點(diǎn)、控制點(diǎn)及安全約束邊界，而往往單個(gè)設(shè)備的優(yōu)化操作點(diǎn)與整個(gè)生產(chǎn)線的全局優(yōu)化點(diǎn)存在差異。如何協(xié)調(diào)優(yōu)化各個(gè)工序的局部?jī)?yōu)化點(diǎn)使整個(gè)過程的趨于最佳優(yōu)化點(diǎn)，是整個(gè)單元生產(chǎn)優(yōu)化控制的關(guān)鍵問題。

（4）多層次、多尺度工廠統(tǒng)一進(jìn)行建模

生產(chǎn)企業(yè)管理是一個(gè)復(fù)雜的多維系統(tǒng)，如何建立生產(chǎn)、設(shè)備、質(zhì)量、安全、能源等多項(xiàng)專業(yè)管理在時(shí)間、空間多尺度上的模型以及實(shí)現(xiàn)模型一致映射，是考驗(yàn)應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)用性、靈活性的關(guān)鍵，需要攻克工廠統(tǒng)一建模的技術(shù)難題[6]。

（5）重大耗能設(shè)備能效的分析與優(yōu)化

企業(yè)生產(chǎn)中，由于缺乏加熱爐、壓縮機(jī)、泵等重大耗能設(shè)備的能效評(píng)估模型，導(dǎo)致對(duì)其的操作與控制智能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，因此需要通過基于機(jī)理和數(shù)據(jù)聯(lián)合建模的方法，繪制設(shè)備能效監(jiān)察圖，并通過實(shí)時(shí)計(jì)算值在線評(píng)估各臺(tái)設(shè)備的當(dāng)前能效，解決設(shè)備能效分析與負(fù)載優(yōu)化難題。

（6）關(guān)鍵生產(chǎn)設(shè)備故障診斷與操作優(yōu)化

關(guān)鍵設(shè)備一旦發(fā)生故障，不但造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，有可能還會(huì)引發(fā)安全事故。通過設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、巡檢及檢維修紀(jì)錄等信息，找到設(shè)備變化的規(guī)律，對(duì)設(shè)備潛在的故障進(jìn)行預(yù)警，是智能工廠中提高設(shè)備運(yùn)行效率的重要方法。

（7）區(qū)域定量風(fēng)險(xiǎn)分析及重大事故模擬

涉及危險(xiǎn)化學(xué)品生產(chǎn)、儲(chǔ)存的區(qū)域，要進(jìn)行火災(zāi)、爆炸、泄漏、中毒等多種災(zāi)難事故的疊加風(fēng)險(xiǎn)分析、定量計(jì)算與可視化模擬等模型研究，并開發(fā)集安全風(fēng)險(xiǎn)容量、事故場(chǎng)景、多米諾效應(yīng)等多種功能于一體的安全信息系統(tǒng)，技術(shù)難點(diǎn)是上述模型的研究仍需加強(qiáng)。

（8）績(jī)效管理理念落地

在制訂績(jī)效管理方案的過程中，企業(yè)都根據(jù)自身特點(diǎn)融入了各類績(jī)效管理理念，但在實(shí)際實(shí)施中，這些理念的大部分卻沒有得到有效貫徹、落實(shí)。通過指標(biāo)量化細(xì)化分解使戰(zhàn)略轉(zhuǎn)化成指標(biāo)是重要的技術(shù)難點(diǎn)。

2 流程工業(yè)智能工廠應(yīng)用

案例

某氯堿企業(yè)典型的“煤-電-電石-聚氯乙烯-電石渣水泥”循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，聚氯乙烯樹脂137萬噸/年、燒堿100萬噸/年、電石200萬噸/年、水泥260萬噸/年、乙二醇10萬噸/年、1，4-丁二醇10萬噸/年，發(fā)電125億度/年。隨著生產(chǎn)規(guī)模、原材料成本等優(yōu)勢(shì)的喪失，企業(yè)運(yùn)營(yíng)變得越來越困難。

我們與該企業(yè)合作，圍繞企業(yè)“節(jié)能減排、流程優(yōu)化、減人增效、綠色安全”等管理目標(biāo)，以智能工廠建設(shè)為契機(jī)，建設(shè)了生產(chǎn)管控信息化支撐系統(tǒng)，為企業(yè)創(chuàng)造了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，該企業(yè)2016年還被工信部評(píng)選為智能制造試點(diǎn)單位。

在裝備自動(dòng)化方面，對(duì)PVC、燒堿車間的生產(chǎn)線進(jìn)行了智能化改造，使用了PVC包裝機(jī)器人和片堿包裝碼垛機(jī)，人工減少50%，操作誤差降低80%。

在智能檢測(cè)層面，對(duì)涉及12個(gè)生產(chǎn)板塊的10萬多塊儀表進(jìn)行了改造、聯(lián)網(wǎng)，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)泛在感知奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在智能控制層面，我們建設(shè)了13個(gè)分廠的9套控制系統(tǒng)。在1，4-丁二醇、乙二醇、密閉電石爐、以及2×300 MW機(jī)組等工藝技術(shù)先進(jìn)的重大裝置上實(shí)施了中控的ECS-700型控制系統(tǒng)，控制效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

在智能操作層面，針對(duì)高耗能的電石爐，通過建立電極電流、電極電壓、電極功率、爐內(nèi)壓力等關(guān)鍵操作變量過程模型，實(shí)施先進(jìn)控制，其控制效果得到顯著改善，經(jīng)過標(biāo)定計(jì)算，噸電石耗電量降低2.37%。同時(shí)，針對(duì)熱電、電石、水泥、化工四大耗能生產(chǎn)板塊，改造、新增能源計(jì)量?jī)x表近4 000塊，建立了基于水、熱力學(xué)能源管網(wǎng)模型，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組負(fù)荷進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，保障各機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析，優(yōu)化后降低煤耗1.45%，每年可節(jié)約4.29萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。

在生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)方面，建立了ERP、OA等管理平臺(tái)，通過智能工作流引擎促進(jìn)經(jīng)營(yíng)管理業(yè)務(wù)的高效與協(xié)同，大大提高了生產(chǎn)管理的質(zhì)量和效率。

基于工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，建立了基于原料、產(chǎn)量、質(zhì)量、設(shè)備等主題的分析模型，幫助管理者進(jìn)行科學(xué)決策，優(yōu)化管理與生產(chǎn)。

“十三五”期間，該企業(yè)在智能工廠建設(shè)方面將進(jìn)一步加大投入，繼續(xù)推進(jìn)信息化項(xiàng)目建設(shè)，如建設(shè)關(guān)鍵裝置先進(jìn)控制、重大危險(xiǎn)源監(jiān)察、設(shè)備故障診斷及主動(dòng)防護(hù)、跨境電商平臺(tái)等，不斷完善企業(yè)業(yè)務(wù)管理的IT支撐體系，為企業(yè)發(fā)展提供新動(dòng)力。

3 流程工業(yè)智能工廠建設(shè)

展望

當(dāng)前，新一輪的科技革命與中國(guó)的產(chǎn)業(yè)變革產(chǎn)生了交匯，智能工廠建設(shè)還處在起步階段，未來還需要在工控信息安全與防護(hù)、智能工廠參考模型建模、工業(yè)大數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用、生產(chǎn)過程模擬仿真[7]等方面開展更多的研究，并要求業(yè)主、方案提供商、科研院所等多方力量進(jìn)行聯(lián)合創(chuàng)新、探索，結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，將先進(jìn)的信息化工具、技術(shù)與企業(yè)的工藝知識(shí)庫(kù)、操作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行深度融合，探索創(chuàng)新出行業(yè)最佳應(yīng)用實(shí)踐，是智能工廠提升發(fā)展的必由之路。

同時(shí)，智能工廠的內(nèi)涵和外延還在不斷發(fā)展和深化之中。展望未來，智能工廠將繼續(xù)利用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的先進(jìn)技術(shù)，發(fā)展基于智能制造的生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)原料供應(yīng)到制造加工再到產(chǎn)品銷售的價(jià)值鏈集成，創(chuàng)新生產(chǎn)管理模式，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全、綠色、高效、節(jié)能的生產(chǎn)愿景，全面提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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