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      蔣白樺:石油化工行業(yè)在智能制造領域的探索與實踐

      2022-02-25 07:56:16段少敏
      智能制造 2022年1期
      關鍵詞:石油化工裝備工業(yè)

      智能制造是基于工業(yè)技術和新一代信息技術的深度融合,是新時代、新技術、新工藝的融合?!笆濉逼陂g,國家在智能制造的各個行業(yè)都取得了長足的進步,各制造企業(yè)主動擁抱和推進數字化和智能化的轉型,智能制造試點示范已經走深向實。

      石油化工行業(yè)的智能制造

      據不完全統(tǒng)計,在“十三五”期間,石油化工行業(yè)中有50多個園區(qū)都在推進自動化和數字化的轉型,在2015年到2018年,有27家企業(yè)先后納入國家智能制造試點示范,包括智能煉廠 、智能煉化一體化器、智能煤化工、智能油氣田等。石油化工行業(yè)的智能制造有三個重要的轉變。第一,智能制造的理念已經深入人心,已經成為推進產業(yè)升級的內動力,數字化轉型是石油化工行業(yè)升級的必由之路。第二,企業(yè)把智能制造作為未來的發(fā)展戰(zhàn)略,智能制造是一個發(fā)展的過程,從信息化到兩化融合到智能制造,企業(yè)從重視管理層面的信息化到制造的智能化,體現了對智能制造本質的重視。第三,智能制造是系統(tǒng)工程,加之流程工業(yè)本身就是系統(tǒng)工程,在信息化時代,要消除信息孤島,讓數據共享,面向流程制造的智能制造要求必須是一體化、 一致性。

      2012年,中石化開始探索自動化轉型,最早提出建設智能工廠,通過智能工廠的建設,走到行業(yè)前列。九江石化是石油化工行業(yè)第一家被認定為智能制造試點示范的企業(yè),九江石化在2012年開始部署智能制造轉型,提出綠色低碳智能工廠的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。九江石化的智能制造轉型有兩個重要的特征。第一,優(yōu)化一體化。由于產品不止一個,如何讓原油資源得到充分利用,需要進行深度優(yōu)化。九江石化通過智能工廠建設,利用工程機理進行建模,優(yōu)化后效益得到提高。第二,安全和環(huán)保一體化。石油化工是易燃易爆、有毒有害的行業(yè),因此安全環(huán)保是運行的基礎。若有事故發(fā)生,也需將影響降到最低,九江石化通過自動化系統(tǒng)聯(lián)動進行阻防,目前已經能夠對多數情況進行預警。另外,九江石化的地理位置對環(huán)保提出了更高的要求,因此,在智能工廠建設中,構建了環(huán)保管控系統(tǒng),在全廠建立環(huán)保地圖,利用環(huán)保地圖實現全場排污口的實時監(jiān)控。通過智能工廠的建設,結合企業(yè)自身特點,實現安全和環(huán)保一體化。

      “十三五”期間,石油化工企業(yè)在信息化系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、優(yōu)化系統(tǒng)等方面的建設已經全面啟動,取得了長足的進步,為邁向智能制造奠定了扎實的基礎。

      標準化是智能制造的重要支撐

      《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中提出,標準對智能制造具有引導、領航作用,制造需要在標準的引領下,走向大規(guī)模的工業(yè)化。2021的12月,國家智能制造標準化委員會發(fā)布了《國家智能制造標準體系建設指南》(以下簡稱《指南》),《指南》更加符合智能制造的特殊場景需要,更加能夠體現制造的核心內涵。

      我國一直在推進行業(yè)的標準化體系建設,石油化工行業(yè)作為典型的制造行業(yè),在最初智能制造建設中,缺少相關技術標準體系。從2016年開始,通過與智能制造試點示范的結合,探索相關標準的制定。但一個完整的標準化體系的形成是需要實踐的,在共性的、個性的特征被提煉出來后,石油化工行業(yè)的智能制造標準體系建設主要分兩個方向進行。第一,完善行業(yè)各個環(huán)節(jié)的標準,在智能制造的每一個環(huán)節(jié)都需要相應的技術標準,比如感知的問題,數據處理的問題、應用架構的問題等,需要不斷完善各個環(huán)節(jié)的標準以形成完整的標準體系。第二,推進智能工廠的實踐,推進標準在系統(tǒng)建設中的實踐,在實踐過程中不斷完善標準體系,使標準和系統(tǒng)相互推進。

      標準的完善是循序漸進的過程,要一步一實踐,從團體標準、行業(yè)標準到國家標準甚至國際標準,中國智能制造相關標準未來一定能在國際上占據地位。

      智能制造塑造創(chuàng)新生態(tài)融合

      智能制造是復雜的系統(tǒng)工程,伴隨著新事物的生成,面向復雜生產系統(tǒng)、控制系統(tǒng),是新技術、新工藝與智能裝備、工業(yè)軟件多方位的生態(tài)融合?!丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》的提出,為創(chuàng)新生態(tài)的進一步融合提供了溫床,新技術的發(fā)展為智能制造的實現開辟了全方位的融合之路。智能裝備和工業(yè)軟件作為智能制造不可缺少的兩個環(huán)節(jié),對石油化工行業(yè)來說,在智能制造裝備領域已經取得長足的進步。工業(yè)軟件始終存在一些卡脖子的問題,需要進一步努力。在石油化工行業(yè),目前主要的成績有以下幾個方面。第一,我國目前自主可控的智能裝備非常值得信賴,像石化行業(yè)的智能化倉儲,絕大部分都是采用國產化的裝備。第二,在流程工業(yè)方面,傳感器的感知能力、可靠性、邊緣計算能力等快速發(fā)展。比如感知物料固性的質量分析儀表、視覺檢測等。第三,機器人在石化工業(yè)的應用非常有效,比如使用機器人檢測硫化氫。第四,管控系統(tǒng)應用已經十分成熟,在保證質量前提下,調和環(huán)保和安全各方面的管控要求。第五,石油化工行業(yè)工業(yè)軟件已經有很多可以和國外的先進軟件相媲美,但還有努力的空間。另外,石油化工行業(yè)在新技術、新工藝上有很多有意義的探索,例如,擁有完全自主產權的乙烯制造工藝。在此基礎之上,基于數字孿生的智能制造,將工藝和裝備進行融合,占據智能制造裝備的制高點,也是今后需要努力的方向。

      工業(yè)互聯(lián)網是真正在解決工業(yè)的問題,是生態(tài)合作的成果,人工智能、大數據正在緊密的和制造業(yè)相結合。工業(yè)互聯(lián)網是智能制造重要的基礎設施,是數字化轉型的重要途徑。針對石油化工行業(yè)環(huán)保要求,要實現物質的流動,需要能源的消耗,而能源的消耗一定會帶來排放的限制,這些內在聯(lián)系需要通過工業(yè)互聯(lián)網進行結合與制衡,形成智能制造的生態(tài)。因此,從石油化工行業(yè)的角度來看,工業(yè)互聯(lián)網對推進智能制造尤為重要。

      蓄勢待發(fā),加快數字化轉型之路

      《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》的提出,在頂層設計上給我們指明了方向。制造業(yè)的數字化轉型對石油化工行業(yè)提出了明確的要求,需要從五個方面去重視。第一,補齊短板,大力發(fā)展工業(yè)軟件。通過扎實理論基礎和工藝基礎,再結合產學研用,進一步實現生態(tài)的融合。第二,穩(wěn)固裝備,提升裝備基礎性作用。對石化行業(yè)來說,流程的整個過程都需要裝備,并且需要對裝備進行感知檢測,預知風險,防范風險。第三,決策優(yōu)化,形成智能制造創(chuàng)新生態(tài)。對石化行業(yè)來說,數據之間是有關聯(lián)的,需要通過建模將其鏈接,形成一個有機的整體。

      第四,完善標準,引領行業(yè)整體發(fā)展。標準作為一種頂層設計,在推進智能制造的進程中,可以參照《國家智能制造標準化體系建設指南》,建立各個行業(yè)的細分標準。第五,加強示范,推廣實踐應用。推進行業(yè)的場景化應用,推廣行業(yè)智能制造試點示范的實踐效應。

      對于石油化工行業(yè)來說,“智造”已初具規(guī)模,未來應推動“智造”升級,以新產業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式實現高質量發(fā)展的新動能,大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網,實施智能制造工程和制造業(yè)數字化轉型行動,推動工業(yè)化與信息化深度融合。石油化工企業(yè)應依據自身發(fā)展的不同特點,聚焦具有本地優(yōu)勢和特色的智能制造細分產業(yè)發(fā)展,結合工藝水平的提升,在特定應用場景進行突破,石油化工行業(yè)的智能制造定能實現。

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