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1、i 石化化工行業數字化轉型路徑石化化工行業數字化轉型路徑藍皮書藍皮書(2022)編寫單位:中國工業互聯網研究院 編寫單位:中國工業互聯網研究院 2022 年 11 月 2022 年 11 月 編寫人員及參編單位 編寫組成員 魯春叢 馮旭 尚舵 何慧虹 李淵源 劉曉舟 宋紫嫣 高宇陽參編單位 中國石油和化學工業聯合會中國氮肥工業協會中國橡膠工業協會石化盈科信息技術有限責任公司青島雙星輪胎工業有限公司河南心連心化學工業集團股份有限公司I 前前 言言黨中央、國務院高度重視產業數字化轉型。黨的二十大報告指出:堅持把發展經濟的著力點放在實體經濟上,推進新型工業化,加快建設制造強國、網絡強國、數字中國。中
2、華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035 年遠景目標綱要明確提出,以數字化轉型整體驅動生產方式、生活方式和治理方式變革。石化化工行業是國民經濟支柱產業,經濟總量大、產業關聯度高、產業鏈條長,與經濟發展、人民生活和國防建設密切相關。石化化工行業數字化轉型發展,關乎國家產業鏈供應鏈安全穩定、綠色低碳發展、民生福祉改善。特別是在當前世界動蕩變革、國內“三重壓力”凸顯的大變局下,石化化工行業數字化轉型成為推動行業高質量發展、提升產業鏈供應鏈韌性、培育經濟新動能的重要抓手。工業和信息化部深入貫徹黨中央、國務院關于推動產業數字化、網絡化、智能化的戰略決策,先后印發實施關于“十四五”推動石化
3、化工行業高質量發展的指導意見“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃 等,明確提出要加快新技術新模式協同創新應用,推進示范引領,強化工業互聯網賦能,為石化化工行業的數字化轉型指明了方向。當前,行業企業普遍認識到數字化轉型的重要性和緊迫性,但也面臨著頂層設計缺失、建設路徑不明、轉型陣痛期II 長等“不會轉”“不能轉”“不敢轉”困難。同時,石化化工行業覆蓋面廣,細分領域眾多,不同領域企業的工藝流程、裝置設備大不相同,行業轉型標桿示范路徑“本地化”遭遇水土不服等導致企業面臨重重挑戰和困難。為引導石化化工行業深化數字化轉型,我們在工業和信息化部原材料工業司指導下,立足石化化工行業轉型發展需求,對行業智
4、能制造示范工廠進行了深入調研、訪談和案例征集等,發掘、提煉試點示范項目典型應用場景及解決方案,形成深入石化化工行業的數字化轉型參考路徑全景,為企業轉型提供有益借鑒。編制過程中,浙江、山東、安徽、新疆、陜西、河南、內蒙、遼寧、貴州、廣東等省級工業和信息化主管部門及試點示范項目單位給與了大力支持,在此一并表示誠摯謝意。由于時間有限,疏漏及不足之處敬請指正。III 目目 錄錄前 言.I第一章 石化化工行業數字化轉型背景.1(一)數字化轉型已成為“必答題”.11.經濟全球化發展勢不可擋.12.數字經濟成為主要經濟形態.23.數字化轉型成為推動高質量發展的核心路徑.2(二)轉型基礎不斷夯實.41.頂層規
5、劃不斷完善.42.新一代信息技術不斷進步.53.供給模式不斷優化.84.數字化轉型成效不斷深化.10第二章 石化化工行業數字化轉型問題.12(一)產業認識及人才建設滯后.121.數字化轉型不僅是信息化,還是 ICT 和 OT 深度融合.122.生產企業人才儲備難以支撐企業轉型.13(二)數字化、網絡化、智能化尚未顯現明顯優勢.141.數據化基礎設施賦能潛力尚未釋放.142.“know-how”模型研發精準度仍不理想.153.轉型規劃引領作用尚在起步階段.15第三章 石化化工行業數字化轉型參考路徑.17IV(一)企業基于工業互聯網的數字化轉型參考路徑.171.企業數字化轉型參考體系.172.基于
6、工業互聯網的數字化轉型參考實施路徑.18(二)石化化工行業數字化轉型參考路徑全景.20第四章 數據為核心,數字化基礎設施夯實轉型基礎.31(一)轉型需求分析.31(二)轉型舉措及成效.321.數字化基礎設施建設支撐數據互聯與分析.322.數據驅動助力構建數字孿生體.36第五章 智能為方向,生產制造數字化提高企業生產質量.39(一)轉型需求分析.39(二)轉型舉措及成效.421.煉化等流程制造業的優化生產向“安穩長滿優”轉變.422.輪胎等兼具離散特點的行業加速推進裝備智能化應用.463.安全生產向動態感知與事前預防轉變.544.碳排放與污染源監測向可視化轉變.56第六章 協同為關鍵,運營管理數
7、字化提升企業競爭力.58(一)轉型需求分析.58(二)轉型舉措及成效.591.產業鏈供應鏈向現代化轉變.59V 2.終端產品深入實施服務化轉型.613.化肥行業積極推進一、二、三產業融合貫通.63第七章 石化化工行業數字化轉型發展措施建議.66(一)面向石化化工企業的實施建議.661.注重組織保障.662.注重分類推進.663.注重人才培養.664.注重持之以恒.67(二)面向政府的政策建議.671.強化示范引領.672.強化供應商培育.683.強化政策保障.684.強化公共服務.695.強化人才培養.69附錄:典型案例.71案例 1:中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司 71案例 2:中國
8、石油化工股份有限公司茂名分公司.77案例 3:山東??苹び邢薰?83案例 4:中煤陜西榆林能源化工有限公司.89案例 5:內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司.97案例 6:中鹽紅四方股份有限公司.105案例 7:河南心連心化學工業集團股份有限公司.109VI 案例 8:甕福(集團)有限責任公司.116案例 9:青島雙星輪胎工業有限公司.124案例 10:賽輪金宇集團股份有限公司.131案例 11:新疆中泰化學阜康能源有限公司.138案例 12:新疆天業(集團)有限公司.144案例 13:濱化集團股份有限公司.150案例 14:國投生物能源(鐵嶺)有限公司.157案例 15:安徽國星生物化學有
9、限公司.163案例 16:浙江新安化工集團股份有限公司.169案例 17:萬華寧波(寧波)有限公司.176案例 18:巨化集團有限公司.183案例 19:山東東岳氟硅材料有限公司.190案例 20:中海油惠州石化有限公司.195案例 21:魯西化工集團股份有限公司.2021 第一章第一章 石化化工行業數字化轉型背景石化化工行業數字化轉型背景習近平總書記指出,“要推動數字經濟和實體經濟融合發展,把握數字化、網絡化、智能化方向,推動制造業、服務業、農業等產業數字化,利用互聯網新技術對傳統產業進行全方位、全鏈條的改造,提高全要素生產率,發揮數字技術對經濟發展的放大、疊加、倍增作用?!卑l展數字經濟有利
10、于推動各類資源要素快捷流動、各類市場主體加速融合,幫助市場主體重構組織模式,構建新發展格局,搶抓新一輪國際競爭重點領域發展制高點,推動構筑國家競爭新優勢。因此,發展數字經濟是把握新一輪科技革命和產業變革新機遇的戰略選擇,推動數字經濟和實體經濟融合發展是推動我國經濟高質量發展的重要方面。(一)數字化轉型已成為(一)數字化轉型已成為“必答題必答題”1.經濟全球化發展勢不可擋當前,世界百年變局和世紀疫情疊加,烏克蘭危機持續發酵,國際形勢風云變幻。面對復雜嚴峻的國際安全挑戰和遭遇挫折的全球發展進程,中國方案正在引領各國人民作出正確選擇。在 2022 年世界經濟論壇視頻會議的演講中,習近平總書記倡議,經
11、濟全球化已成為時代潮流,世界各國要堅持真正的多邊主義,要以公平正義為理念引領全球治理體系變革。在此背景下,具有成本優勢、市場優勢、創新優勢、擴張優勢等的產業集群將不斷提升競爭力。未來,石化化工2 行業將不斷提升規?;?、集約化、一體化水平,向高端延伸產業鏈,在全球范圍內打造具有戰略、生產成本、市場潛力優勢的產業集群,形成更加穩定的行業新格局。2.數字經濟成為主要經濟形態習近平總書記強調,數字經濟具有高創新性、強滲透性、廣覆蓋性特點,不僅是新的經濟增長點,而且是改造提升傳統產業的支點,已成為構建現代化經濟體系的重要引擎。在工業智能化時代,通過充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢,可促進數字技術和實體
12、經濟深度融合,賦能傳統產業轉型升級,催生新產業新業態新模式。我國是世界第一制造業大國,依托龐大的產業集群和需求市場,數字經濟發展處于世界領先地位,發展前景廣闊。3.數字化轉型成為推動高質量發展的核心路徑石化化工行業作為典型的傳統行業,其產業結構中依賴勞動力、投資、資源等傳統要素的占比較高。然而,隨著我國經濟進入新常態,行業發展進入瓶頸期,單純依靠勞動力、資源環境等傳統要素投入已難以維持其高速發展。因此,產業與新一代信息技術深度融合已成為產業智能化轉型與數字化轉型的必由之路,數據要素價值的釋放成為實現行業高質量發展的關鍵。當前,以工業互聯網為代表的新一代信息技術已在石化化工行業得到初步發展和應用
13、,中石化、中石油、中海油等3 行業領先企業搶抓機遇持續推進工業互聯網融合應用,呈現百花齊放的局面。智能工廠建設主要圍繞生產管控、安全生產、節能減碳、設備管理、供應鏈、營銷管理等領域,通過新技術融合應用提升各業務的感知、分析、決策和協同能力,推動企業提質增效轉型升級。企業層面,石化盈科公司深耕企業數字化轉型、智能化升 級 領 域,最 新 發 布 的 石 油 化 工 工 業 互 聯 網 平 臺ProMACE3.0,實現了新一代信息技術在工業機理、業務拓展、管理決策等層面與石化行業的深度融合。中國石油目前正積極推進建設工業互聯網平臺,以面向石油石化行業的開發環境為基礎,通過大數據接入、整合、存儲及分
14、析,沉淀行業知識、專家經驗、生產工藝,實現仿真設計、工藝優化、設備運行優化等專業領域應用。中國海油也正加快通過工業互聯網保持公司核心競爭力并提高盈利能力,積極打造油田無人平臺、岸電電源、智慧零售等“工業互聯網+智能制造”的發展模式。地方層面,山東省將“工業化數字化深度融合”作為先行先試主要方向,推進新一代信息技術和制造業融合發展,賦能傳統產業數字化轉型升級,催生新產業新業態新模式。通過組建專家庫,研究制定出細分行業和化工園區“10+1”診斷評估指標體系,并在全國率先編制智能化水平評估規范團體標準,為 83 家代表性園區和企業出具了“一園一策”“一企一4 策”“一業一策”評估報告;依托全國首個省
15、級智慧化工綜合管理平臺,各地開展線上線下相結合的智能化診斷評估,計劃到 2023 年,全省規上化工企業將普遍實施智能化改造,化工園區和化工企業上云率分別達到 100%和 70%以上。(二)轉型基礎不斷夯實(二)轉型基礎不斷夯實1.頂層規劃不斷完善中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目標綱要 提出,要改造提升傳統產業,推動石化行業布局優化和結構調整;深入實施增強制造業核心競爭力和技術改造專項,鼓勵企業應用先進適用技術、加強設備更新和新產品規?;瘧?;建設智能制造示范工廠,完善智能制造標準體系;深入實施質量提升行動,推動制造業產品“增品種、提品質、創品牌”。工業和信
16、息化部印發的“十四五”信息化和工業化深度融合發展規劃 明確提出到 2025 年,信息化和工業化在更廣范圍、更深程度、更高水平上實現融合發展,新一代信息技術向制造業各領域加速滲透,制造業數字化轉型步伐明顯加快,全國兩化融合發展指數達到 105,企業經營管理數字化普及率達 80%,數字化研發設計工具普及率達 85%,關鍵工序數控化率達 68%,工業互聯網平臺普及率達 45%?!笆奈濉痹牧瞎I發展規劃提出,促進產業供給高端化、結構合理化、發展綠色化、轉型數字化、體系安全化,加速產業5 轉型數字化,加快制造過程智能化,推動工業互聯網賦能、夯實數字化支撐基礎。關于“十四五”推動石化化工行業高質量發展
17、的指導意見提出,要加快新技術新模式協同創新應用,推進示范引領,強化工業互聯網賦能。2.新一代信息技術不斷進步(1)工業互聯網工業互聯網(Industrial Internet)是新一代信息通信技術與工業經濟深度融合的新型基礎設施、應用模式和工業生態,通過對人、機、物、系統等的全面連接,構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系,為工業乃至產業數字化、網絡化、智能化發展提供了實現途徑,是第四次工業革命的重要基石。工業互聯網包含了網絡、平臺、數據、安全四大體系,它既是工業數字化、網絡化、智能化轉型的基礎設施,也是互聯網、大數據、人工智能與實體經濟深度融合的應用模式,通過重塑企業形態、供應鏈和
18、產業鏈形成新業態、新產業。2017 年以來,我國深入實施工業互聯網創新發展戰略,網絡、平臺、數據、安全四大體系穩步推進,工業互聯網標識解析加快發展,平臺化設計、智能化制造、網絡化協同、個性化定制、服務化延伸、數字化管理等創新模式不斷涌現。網絡方面,工業互聯網網絡體系建設在頂層規劃、技術創新、生態融合、標準化活動等方面均取得重大突破。工業6 互聯網標識解析實現從 0 到 1 的突破,企業內網改造加快推進,高質量外網基本實現全國地市覆蓋,工業互聯網網絡發展局面良好。平臺方面,我國“綜合型+特色型+專業型”的工業互聯網平臺體系不斷完善,具備一定行業、區域影響力的平臺數量超過 100 個,連接工業設備
19、數達 7686 萬臺套,工業機理模型數量達到 58.8 萬個、服務企業 160 萬家,我國已成為全球工業互聯網平臺發展最活躍的國家。數據方面,目前國家工業互聯網大數據中心已形成覆蓋京津冀、長三角、粵港澳大灣區、成渝雙城經濟圈的體系化布局,匯聚約 29 億條工業互聯網數據,覆蓋約 703 萬家企業,基本建成全國一盤棋的工業互聯網大數據中心體系。安全方面,我國工業互聯網安全頂層設計不斷完善,通過政策牽引、機制保障、專項帶動、供給創新等多種方式,我國工業互聯網安全體系初步建成,威脅監測和信息通報處置不斷強化,企業安全主體責任意識顯著增強,安全保障能力持續提升。(2)5G新一輪科技革命和產業變革突飛猛
20、進,信息技術日新月異。5G 與工業互聯網的融合將加速數字中國、智慧社會建設,加速中國新型工業化進程,為中國經濟發展注入新動能。目前,我國 5G 商用穩步推進,已建成覆蓋全國所有地級以上7 城市的 5G 網絡;工業、能源、交通、醫療等多個實體經濟行業 5G 應用蓬勃發展,為“5G+工業互聯網”融合創新奠定了堅實的產業基礎。在數字中國、智慧社會建設和新型工業化發展進程中,“5G+工業互聯網”將主要發揮基礎性作用、聚合性作用、融合性作用,推動產業升級與行業轉型。(3)大數據伴隨著移動互聯網、智能終端、云計算等技術的發展,全球數據量激增,數據不僅成為新的生產資料,還是推動經濟和社會轉型的引擎,成為構建
21、國家競爭力的重要要素。在國家大數據戰略的牽引下,大數據產業發展不斷壯大,據測算,2021 年我國大數據產業規模達到 1.3 萬億元,龍頭企業引領、上下游企業互動、技術創新不斷突破的格局初步形成,據不完全統計,我國大數據領域專利公開量約占全球 40%,位居世界第二。(4)人工智能2016 年以來,全球迎來人工智能發展新一輪浪潮,人工智能成為各方關注的焦點。我國對人工智能布局迅速,2017年人工智能首次寫入政府工作報告,并出現在了十九大報告中。7 月,國務院印發新一代人工智能發展規劃,標志著人工智能已經上升至國家戰略高度。12 月,工信部印發促進新一代人工智能產業發展三年行動計劃(2018-202
22、0 年),提出了四項重點任務,以信息技術與制造技術深度融合為主8 線,以新一代人工智能技術的產業化和集成應用為重點,推動人工智能和實體經濟深度融合,加快制造強國和網絡強國建設。3.供給模式不斷優化隨著石化化工行業數字化轉型的不斷縱深發展,供應商協作逐步成為重要供給模式。數字化轉型供給側包含自動化、信息化、數字化、網絡化、智能化等,涉及的關鍵技術和行業領域十分廣泛和復雜,很少有企業能夠實現全面兼顧,在激烈競爭中供應商逐步立足自身核心優勢選擇 2-3 個方向聚焦發展,呈現供應商分工協作、優勢互補形態。據工業互聯網白皮書等相關研究,供應商以工業互聯網平臺作為數字化轉型的主要支撐,根據自身優勢參與不同
23、分工:(1)基礎設施服務商提供通用能力,以“被集成”方式參與轉型數據采集與集成、數據分析、邊緣計算、云計算等傳統信息化企業,為企業轉型提供關鍵技術能力。其中,數據采集與集成企業,為設備連接、多源異構數據的集成提供技術支持,典型企業如博世、IBM、中科、和利時等;數據分析企業提供數據挖掘方法與工具,典型企業如 SAS、IBM、Matlab 等;邊緣計算企業提供邊緣層的數據預處理與輕量級數據分析能力,典型企業如華為、思科、英特爾、博世等;9 云計算企業提供云計算基礎資源能力及關鍵技術支持,典型企業如阿里云、華為云、百度智能云等。(2)平臺企業以“總集成”角色主導轉型平臺企業以集成創新為主要經營模式
24、,整合各類互補產業和技術要素構建平臺。目前,平臺企業主要有以下四類:一是裝備與自動化企業(中控、和利時、西門子、ABB等),憑借自動化設備基礎與經驗積累,依托工業互聯網平臺提供創新服務,如 ABB 利用微軟的云基礎設施,通過Ability 平臺提供資產性能管理、能耗評估、分布式能源管理、工廠建模與仿真等云端服務;二是生產制造企業(中石化、中石油),將自身數字化轉型經驗轉化為服務能力,孵化工業互聯網企業構建工業互聯網平臺,如中石化石化盈科憑借其在中石化內部的實施經驗,通過平臺匯聚產業上下游各環節資源,為行業企業提供相關解決方案;三是傳統軟件企業(用友、PTC、SAP、Oracle),借助云平臺的
25、數據匯聚與處理能力提升軟件性能,實現從企業管理層到生產層的縱向數據集成,提升軟件的智能精準分析能力,拓展服務邊界。如用友采用新一代信息技術,按照云原生、元數據驅動、中臺化和數用分離的架構設計用友商業創新平臺 YonBIP,集工具、能力和資源服務為一體,提供平臺服務、應用服務、業務服務與數據服務等;10 四是傳統互聯網企業(華為、阿里、思科),發揮 IT 技術優勢向制造領域延伸,云計算、大數據企業憑借強化工業連接及工業分析構建平臺,通信企業依托數據采集與網絡互聯優勢搭建物聯管理平臺,并不斷提升工業數據處理能力。微軟Azure IoT平臺則重點打造遠程設備監控、預測性維護、工廠聯網與可視化等服務能
26、力,提升對制造場景的支持能力。(3)應用解決方案提供商鋪平價值變現“最后一公里”,以平臺為載體開展應用創新應用解決方案提供商結合行業工業知識、機理和經驗開展服務創新,擴寬了平臺應用場景,加速企業轉型步伐。例如,心連心化肥基于工業互聯網平臺,結合鍋爐燃燒行業專家經驗與自身現場操作經驗,上線了鍋爐 APC 先進控制解決方案,節能減排效果明顯。安元科技依托南京工業大學安全方面的研究成果和應急管理等領域的相關軟件開發經驗,陸續上線了工業互聯網+安全生產、工業互聯網+智能工廠、工業互聯網+化工園區等服務。博華科技依托動設備在線監測系統、離線巡檢系統、節能控制、遠程健康管理等領域豐富經驗,為行業設備提供狀
27、態監測、故障預警、維修決策及生產排程優化等服務。4.數字化轉型成效不斷深化石化化工行業積極推進新一代信息技術融合創新應用,智能工廠、智慧化工園區建設成效顯著,在關鍵技術應用、11 企業數字化水平提升、新模式新業態培育等方面不斷深化發展。一是數字化基礎不斷夯實。一是數字化基礎不斷夯實。2021 年,石化化工行業兩化融合指數 59.2,高于原材料工業平均水平 1.4 個百分點;關鍵工序數控化率 75%,高于原材料工業平均水平 6 個百分點?!笆濉逼陂g,全行業通過兩化融合貫標的企業數量超過1300 家。截至 2021 年,共有 29 企業先后入選工業和信息化部智能制造試點示范,20 家園區被評選
28、為智慧化工園區,超過 10%的省級以上重點化工園區啟動了智慧園區建設。二是試點建設成效顯著。二是試點建設成效顯著。石化化工行業試點示范項目平均運營成本降低 22%、產品研制周期縮短 38%、生產效率提升 31%、產品不良率下降 61%、能源利用率提升 14%。三是新模式新業態加速涌現。三是新模式新業態加速涌現。行業重點企業先行先試,煉化行業通過建設工業互聯網平臺,試點開展數字孿生應用,推動生產過程全流程實時優化;煤化工行業基于大數據和人工智能技術,進一步提升煤炭資源優選、能耗優化;輪胎行業搭建以數字化、資產化、服務化和 5G 特征為中心的生態體系,實現了輪胎的全生命周期管理,為用戶提供輪胎診斷
29、、輪胎選擇和維護保養等多元化開放服務;化肥行業基于工業互聯網平臺,推動肥料研發和下游農田使用個性化定制、產品追溯及精準營銷。12 第二章第二章 石化化工行業數字化轉型問題石化化工行業數字化轉型問題石化化工行業數字化轉型是產業順應第四次信息科技革命趨勢,不斷深化云計算、大數據、人工智能、物聯網、區塊鏈等新一代技術融合應用,盤活并發揮煉化、煤化工、化肥等行業多年來所沉淀數據的基礎資源作用和創新引擎作用,打造基于數據要素驅動的生存能力、發展能力和創新能力,催生煉化及煤化工等智能化制造、輪胎等網絡化協同、特種化學品等個性化定制、化工新材料等平臺化設計、化肥及涂料等服務化延伸等發展新模式,推動產業加速質
30、量變革、效率變革、動力變革,釋放數字化對行業發展的放大、疊加和倍增作用。然而,目前石化化工行業數字化轉型缺乏明確路線指引,仍有部分企業存在數字化轉型認識不到位、人才儲備不足、頂層規劃不完善、數字化基礎不扎實、轉型陣痛期長等問題,導致企業遲遲難以下決心實施轉型。(一)產業認識及人才建設滯后(一)產業認識及人才建設滯后1.數字化轉型不僅是信息化,還是 ICT 和 OT 深度融合隨著 ICT 技術的不斷發展,數字化、網絡化、智能化應用不斷涌現,各類新模式新業態不斷催生,多數企業已經認識到數字化轉型根本目的是提升產品和服務的競爭力,讓企業獲得更大的競爭優勢,本質上是新一代信息技術驅動下的一場業務、管理
31、和商業模式的深度變革重構,轉型是一項長期艱巨的任務,不能一蹴而就。但仍有部分企業管理層對數13 字化的認識不到位、不同步,認為數字化轉型僅僅是業務信息化,沒有考慮業務和技術深度融合。數字化工廠的內涵外延還在高速發展,短期難以形成統一結論,關于數字化工廠建設的指導性規范和文件也正在孵化中,企業普遍對數字化工廠存在認識模糊,建設內容和目標期望不清晰等問題。2.生產企業人才儲備難以支撐企業轉型數字化轉型的順利推進離不開同時掌握 ICT 和 OT 兩種技術,還掌握兩種技術之間的滲透、衍生、轉化、交互作用的復合型人才。據編寫組調研走訪重點企業,并結合工業互聯網產業人才發展報告(2020-2021 年版)
32、等報告顯示,當前石化化工行業企業普遍存在員工專業技能單一、人才儲備不足的問題。具體來說,工業互聯網相關從業人員數量占比根據企業類型分化嚴重:在大部分生產企業中,相關從業人員主要聚集在信息化部、數字化部等部門,人員數量在全單位人員數量中的占比約 10%-15%,且以傳統的儀表及部分信息化管理人員為主,對工藝了解較少;數字化轉型領先的企業通過建立工業互聯網平臺等方式,不斷提升工業互聯網能力,培育孵化形成工業互聯網子企業,如石化盈科、昆侖數智等,其從業人員以ICT 為主,預計占到企業總人數的 80%;在面向行業的工業互聯網企業中,如藍卓(中控)、安元等,憑借已形成的 DCS系統、云服務能力、大數據計
33、算能力等,為企業數字化轉型14 過程中提供多樣性的服務,其從業人員以 ICT 為主,占到企業總人數的 60%以上??傮w看,生產企業工業互聯網人才占比嚴重不足,難以支撐企業的數字化轉型順利發展。(二)數字化、網絡化、智能化尚未顯現明顯優勢(二)數字化、網絡化、智能化尚未顯現明顯優勢石化化工行業作為流程工業,具有良好的自動化基礎,自動化、信息化程度走在工業前列,但是數字化、網絡化、智能化水平尚未顯現明顯優勢。截至 2022 年 10 月,世界經濟論壇和麥肯錫遴選的“燈塔工廠”共 114 家,中國的燈塔工廠有 42 家,大部分集中在家用電器、電子元件、汽車等行業,石化化工行業的燈塔工廠仍為空白。以其
34、他行業為參照,石化化工行業數字化、網絡化、智能化程度仍有較大提升空間,原因如下:1.數據化基礎設施賦能潛力尚未釋放行業企業普遍上線 PLC、DCS 控制系統,具有良好的自動化基礎,生產現場實時產生大量數據,真實地反映著現場的運行狀態,對其有效挖掘和利用對于企業的生產優化和管理運營決策有重要意義。但是,有大約 30%的企業 DCS 數據尚未采集,對數據沒有應有的重視;部分物理化學過程數據難以直接采集,尤其是兩相甚至三相工藝過程中的組分、雜質等,生產過程中沒法直接采集到,只能間接估算這些數據;工控設備廠商的標準、規范不統一,進一步增加了數據統一采集的難度。此外,部分設備處于極端環境中,條件惡15
35、劣,設備運行狀態數據無法被及時采集。上述情況導致企業內數據流難以全部貫通、信息出現斷層,數據量雖然多但關聯分析難度大,數據價值仍需進一步挖掘。2.“know-how”模型研發精準度仍不理想 ICT 企業通常把算法模型分為規則模型和機理模型:規則模型是將各類管理制度進行一個軟件化封裝,典型如安全和環保等,確保業務流程符合相關要求,亦稱白箱模型。機理模型是基于對象、生產過程的內部機制或者物質流的傳遞機理建立起來的精確數學模型,石化化工行業典型特征“三傳一反”,涉及質量平衡方程、能量平衡方程、動量平衡方程、相平衡方程以及化學反應定律、電路基本定律等。因此,機理研究極為復雜,有些機理甚至仍然屬于“不可
36、知論”。大數據為機理研究開辟了新道路,這個過程還需要大量的行業知識和基礎數據積累,然而生產企業并未深度參與模型搭建工作,往往由 ICT 企業以一己之力研發,導致機理模型搭建的結果不盡如人意。因此,石化企業雖然每天都在不斷地產生海量的數據,但由于算法模型精準度不高,導致這些寶貴的數據無法發揮應有的作用。3.轉型規劃引領作用尚在起步階段據全球數字化工調查數據,有 50%以上的石化企業仍缺乏數字化戰略和轉型路線圖,行業企業在工藝控制、設備故障診斷、安全生產及綠色能耗管理方面都上線了相關業16 務系統。但由于前期缺乏數字化戰略和轉型路線圖,不同供應商不同時期上線的控制系統、監視系統、制造執行系統以及輔
37、助業務系統等往往相互獨立,數據不能有效地交換和共享,“數據孤島”林立,信息傳遞不及時不全面,企業投入產出不明顯,較大打擊了企業數字化轉型的熱情。未來還需進一步加強數字化轉型規劃引領作用,從理念宣貫、組織保障、頂層設計、評估診斷等方面先行著手,梳理統一目標,以工業互聯網理念統一轉型路線。17 第三章第三章 石化化工行業數字化轉型參考路徑(一)企業基于工業互聯網的數字化轉型參考路徑石化化工行業數字化轉型參考路徑(一)企業基于工業互聯網的數字化轉型參考路徑1.企業數字化轉型參考體系企業數字化轉型是一個長期系統工程,本質上是利用新一代信息技術驅動業務、管理和商業模式的深度變革、邏輯重構和模式創新,從而
38、提升產品和服務的競爭力,培育新業態。企業數字化轉型參考體系是一個多階段螺旋式遞進、由量變到質變的發展過程,每個階段通過推進數字化基礎設施、生產制造數字化、運營管理數字化能力建設,不斷孵化培育形成新能力、新模式和新業態。圖 1 數字化轉型參考體系 數字化基礎設施以建設數據采集、匯聚、有序流動等數18 據驅動能力為基礎,推動在不同范圍、層級建設數據驅動的感知、分析、決策、控制的優化迭代閉環能力,為上層數字化轉型做好技術準備和數據積累。生產制造數字化能力建設沿著點線面體,從單點的設備、裝置試點起步,連點成生產線,從生產線到車間、到工廠,依托數字化基礎設施不斷擴大數據實時流動和共享的方位、過程和領域,
39、不斷整合數字和物理要素,逐步建成物理世界和數字世界的實時映射、雙向互動,從而提升要素網絡化、智能化水平,加速生產管理的質量、效益的優化。運營管理數字化能力建設在數據驅動下,加快傳統設計、研發、生產、運營、管理、商業等信息化技術的變革升級,加速各個環節的整合與聯動,推動資產數字化、運營數字化、勞動力數字化,提升運營效率。新能力、新模式和新業態是一個數字化轉型階段發展的成果,也是下一個階段啟動的支點。在不斷打通、貫通、整合、融合全要素、全價值鏈的過程中孵化出新型數字化能力,并以此帶動涌現新的技術應用場景和新模式,推動形成新的產品、服務和商業模式。2.基于工業互聯網的數字化轉型參考實施路徑工業互聯網
40、作為新一代信息技術與工業經濟深度融合的全新工業生態、關鍵基礎設施和新型應用模式,通過人、機、物的全面互聯,實現全要素、全產業鏈、全價值鏈的全19 面連接,構建形成全新的工業生產制造和服務體系,是數字化轉型的實現途徑。因此,企業數字化轉型的過程,也是工業互聯網建設、融合和創新的過程?;诠I互聯網的數字化轉型參考實施路徑是一個伴隨著組織變革的能力建設、資源整合、融合創新過程。在能力建設階段,企業通過機房搭建擴容對 IT 基礎設施升級,提升企業數字化計算能力,積極引入云計算、大數據、智能分析等技術建設計算分析平臺,通過架設物聯網、5G 等推進內外網改造,配合信息安全防護的保障,完成了數字化基礎設施
41、建設。同時,數字化基礎能力的建設也提升了工藝數控化、設備裝置等聯網化水平,推進了人、機、物全面連接,增強了數據采集、匯聚、流動的集成能力,為企業數字化轉型提供了堅實的基礎。圖 2 基于工業互聯網的數字化轉型參考實現路徑20 在資源整合階段,依托數字化基礎設施,構建“數據+平臺+模型+應用”的工業互聯網整體解決方案。通過數據驅動不斷突破整合企業已有業務軟件,以 MES 核心整合 APC 先進控制、LIMS 等軟件構建生產運行平臺,以 ERP 為核心整合供應鏈管理、客戶管理等軟件構建經營管理平臺;在推進軟件整合過程中不斷對流程進行解耦、重構和連接,通過流程協同在平臺上產生和沉淀工業機理模型微服務組
42、件,孵化形成軟件定義能力,進一步支持數據的實時處理、分析、洞察和驅動業務自我學習構建數字孿生體,推動業務運營的智能化,形成閉環持續優化改進。融合創新是資源整合過程中不斷探索、積累形成的,本質上是企業生產、運營、商業模式的重構,主要包括新能力、新模式和新業態。通過推進數字化轉型,企業逐步積累設備、產品、質量全生命周期、全過程數字化管理的新型能力,延伸形成網絡化協同、個性化定制、服務化延伸等新應用場景和模式,催生了以供應鏈生態和公共服務為代表的平臺經濟新業態。(二)石化化工行業數字化轉型參考路徑全景(二)石化化工行業數字化轉型參考路徑全景石化化工行業以流程工業為主,批量、連續生產,以工藝優化等智能
43、生產、生產計劃調度等運營為核心需求,但不同細分行業的工藝流程、核心裝置大不相同,數字化轉型的實施重點有所區別。在基于工業互聯網的數字化轉型參考路21 徑的指引下,我們以石化化工行業的轉型需求為牽引,形成了石化化工行業數字化轉型的典型落地場景。圖 3 石化化工行業數字化轉型的典型落地場景 石化化工行業數字化轉型過程中,組織保障是一切的前提,數字化設計、安全管理、能耗管理等為通用場景;生產制造追求優化一體化,每個細分行業則側重不同,煉化等流程行業以 APC 先進控制、RTO 實時優化等應用追求“安穩長滿優”,輪胎等兼具流程和離散特點的行業應用智能化裝備以貫通各生產環節。在運營管理方面,不同細分行業
44、對新模式、新業態的探索呈現多樣化,煉化等上下游關聯廣泛的行業側重推動產業鏈現代化建設以提升整體鏈式競爭力,輪胎等終端產品行業側重服務化轉型,化肥等行業側重貫通農業、工業、交通運輸業、服務業等。22 表 1 石化化工行業數字化轉型參考路徑全景 轉型路徑節點轉型路徑節點 著力點發力點具體舉措建設成效孵化培育新能力著力點發力點具體舉措建設成效孵化培育新能力/新模式新模式/新業態新業態 數字化基礎設施建設數據能力建設IT 基礎設施建設1.建設同城雙活數據中心機房,配備UPS不間斷電源、精密空調、動環系統。2.互聯網接入多個電信運營商;采用光纖連接機房網絡核心、匯聚和接入。提供大規模、高質量、安全可靠的
45、計算資源、存儲資源、網絡資源等信息化應用和服務。新能力新能力:增強分析能力。內外網改造1.5G 基站建設,配套部署邊緣存儲計算設備。2.視頻監控聯網建設。3.物聯網系統建設,通過智能傳感器實現設備數據采集、定位和監控。1.實現數據不出園區、5G 信號園區全覆蓋。2.實現視頻監控快速回傳至控制室,或加速本地處理。3.提升裝置數控率。新能力新能力:增強感知能力和控制能力。新模式新模式:智能化生產智能裝備;智能巡檢;5G 智能視頻。平臺建設1.依托工業互聯網平臺實現各工業軟件的集成與數據融合。2.提升邊緣計算與智能分析能力提高了數據分析頻度,助力構建數字孿生體。新能力新能力:增強感知能力和分析能力。
46、23 生產制造數字化調度優化平臺支撐1.建設調度指揮系統,提升生產協同指揮和異常處置能力。改變原來調度指令下達的業務模式。2.建設虛擬制造系統,實現了計劃、調度和裝置等生產優化機理融合應用。提高決策執行效率,生產過程自控投運率,關鍵工藝參數控化率,裝置生產效率。新能力新能力:增強分析、決策能力,提升產品/質量全生命周期管理數字化能力。軟件整合1.制造執行系統(MES)與企業資源計劃系統(ERP)的高效協同與集成。2.制造執行系統與產品全生命周期管理系統、虛擬仿真平臺集成。3.采用 APC 先進控制,實現了主要生產指標和質量指標的精細和平穩控制。新能力新能力:增強決策、控制能力,提升產品/質量/
47、設備全生命周期管理數字化能力。新模式新模式:智能化生產-智 能 排 產 計劃,智能異常告警,虛擬制造。數據驅動建立報警管理功能,實時查看報警時間、原因分析、報警點、報警位號、報警級別等信息,實現重復報警、常駐報警多維度分析,為報警處理提供智能化建議。24 數字孿生1.搭建三維地理信息平臺,利用掃描、航拍等手段,對園區建筑、管廊、重點設備、罐區、罐區消防設施等模型重建,形成了園區的三維地理信息可視化。2.建設模擬仿真平臺,進行工藝流程仿真,模擬生產狀況、工藝系統、設備啟停、故障處理。質量優化平臺支撐對影響產品質量的關鍵工藝指標進行辨識、梳理,上傳至監控平臺,對產品生產過程指標實時監控,對異常報警
48、指標及時進行調整,跟蹤管理。實現了 DCS 控制、生產制造、平臺監控的三級過程質量管控體系。新能力新能力:增強感知、分析能力,提升產品/質量全生命周期管理能力。新模式新模式:產品物流溯源、質量全過程跟蹤,實時優化。新業態新業態:產業鏈生態。軟件整合建立產品追溯系統,將電商、農資服務、經銷商管理、數據營銷的一系列功能整合在一起。有利于提升企業品牌效益,便于開展營銷活動,推廣產品。節能減碳平臺支撐建立起數據采集、過程監視、能源調度、能源管理為一體的能源管控體系。實現能耗優化,有效降低運營成本。新能力新能力:增強感知、分析、決策和25 軟件整合對有毒有害物質排放和危險源進行自動檢測與監控、安全生產的
49、全方位監控,將數據與視頻集成到一個網絡平臺,并結合 GIS地圖信息系統開展應急和預警??刂颇芰?,提升設備全生命周期管理數字化能力。新模式新模式:智能化生產實時優化;能耗優化;異常預警。數據驅動1.對能源供應、設備的啟停狀態、生產及關鍵指標進行重點監控,實現了能源供給與生產負荷聯動調整,關鍵運行指標超標報警等功能。2.依據排放指標變化趨勢,進一步準確判斷鍋爐運行中的給煤、給風匹配情況,指導生產操作人員快速響應,及時調整鍋爐運行參數,確保各項指標達標排放。安全應急平臺支撐實現生產所有數據采集入平臺,支撐企業智慧化工園區一體化管控平臺應用。實現安全生產實時感知、快速監測預警、聯動處置,有效提升安全生
50、產水平。新能力新能力:增強感知、分析、決策和控制能力,提升質量/設備全生命周期管理數字化能軟件整合將設備管理系統、安全監控相關系統和三維地理信息系統集成,實現重大危險源動態實時監測。26 數據驅動面向“工業互聯網+?;踩a”場景建設新型安全生產管理能力。力。新模式新模式:智能化生產“工業互聯網+安全生產”新型能力;員工賦能。運營管理數字化產品設計研發平臺支撐以機理模型為基礎,結合數據接口技術,構建裝置機理模型的在線實時仿真系統。實現對客戶需求的快速響應,個性化定制。新能力新能力:增強感知、分析、決策能力,提升質量/產品全生命周期管理數字化能力。新模式新模式:智能化生產虛擬制造;按需定制;虛
51、擬仿真;服務化延伸效用跟蹤;平臺化設計。新業態新業態:公共服務平臺。軟件整合集成產品追溯平臺、模擬仿真平臺。數據驅動基于裝置實時運行數據,結合智能優化算法,以實際值和模擬值誤差最小化為優化目標,實現機理模型實時在線自動校準。27 營銷優化平臺支撐搭建統一交易協同平臺,將市場經銷商、零售商等客戶信息收集在協同平臺上統一管理。有效降低生產運營成本,提升服務客戶質量。新能力新能力:增強感知、分析、決策能力,提升質量/產品全生命周期管理數字化能力。新模式新模式:智能化生產按需定制;高級排程;服務化延伸快速響應,供應鏈優化;個性化定制。新業態新業態:產業鏈生態;公共服務平臺。軟件整合打通銷售、客戶管理、
52、生產計劃等系統流程。數據驅動實時追蹤客戶訂單執行情況,協同客戶提貨計劃。軟件定義將市場需求快速轉成流程生產訂單進行排產。計劃優化平臺支撐建設主數據管理系統,實現人、財、物的全生命周期數據統一管理。實現生產、采購、供應鏈、物流、倉庫、銷售、新能力新能力:增強感知、分析、決策能28 軟件整合1.制造執行系統(MES)與企業資源計劃系統(ERP)的高效協同與集成。2.企業資源計劃系統(ERP)、供應商關系管理系統(SRM)、客戶關系統管理系統(CRM)的高效協同與集成。質量、成本等企業經營管理功能的科學配置資源,優化運行模式,改善業務流程,提高決策效率。力,提升質量/產品全生命周期管理數字化能力。新
53、模式新模式:智能化生產按需定制;高級排程;網絡化協同。數據驅動通過不同產品裝置的原料采購價格、生產運行狀況,以及產品市場銷售情況的綜合分析。軟件定義為企業管理者提供調整各裝置生產負荷、最優經濟運行策略的科學建議和合理方案。供應鏈優化平臺支撐打造智慧供應鏈,實現整體協調與全局優化的資源敏捷配置,統一優化原料采購、運輸、生產、物流、產品銷售,使生產和供應及時響應市場變化。有效降低倉儲負載率,提高貨物生產流轉效率。新能力新能力:增強感知、分析、決策能力,提升質量/產品全生命周期管29 軟件整合產品進出計量智能管控,打通倉儲系統、物流系統和 ERP 系統。實現物料進出廠計量作業自動化、計量過程可視化、
54、計量數據集成化、計量管理標準化。理數字化能力。新模式新模式:智能化生產按需定制;高級排程;網絡化協同。新業態新業態:產業鏈生態;公共服務平臺。數據驅動建立接單、競價、運輸、簽收、支付的運輸配送體系,對物流配送環節進行閉環管理。設備管理平臺支撐建設設備管理信息平臺,包含設備基礎資料管理、設備點檢管理、運行管理、預防性維護管理、設備狀態管控、特種設備定檢設備管理、FMEA 分析、以及關鍵指標管理。1.參 數 數 控 化 率 提升,提高裝置生產效率。主要控制參數波動減小,減少人為操作,工況運行整體平穩,有助于每小時節省蒸汽,每年節約成本。新能力新能力:增強感知、分析、決策和控制能力,提升質量/設備全
55、生命周期管理數字化能力。新模式新模式:智能化生軟件整合采用多變量模型預測控制等智能控制策略進行非線性控制計算,通過聯鎖、自調功能,有效保證設備高效運行。30 數據驅動圍繞設備運行指標動態趨勢分析進行研究,根據數據分析得出設備關鍵指標理想狀態曲線,形成理想狀態值,并與實際運行值進行實時對比,差值超過限值進行預警提醒。2.生產控制培訓遷移,提高員工調整工藝操作水平,提升生產效率和安全操作水平。3.實現設備全生命周期數據的設備預測性維護。做到有針對性的預測性維護,降低事故率,并加快事故處理速度。產實時優化;虛擬制造;設備遠程維護;設備預測性維護;員工賦能。設備預測性維護1.對設備進行 RCM 分析,
56、并利用缺陷庫,對設備綜合狀態進行監控,提高設備預防性維修策略準確率。2.通過加裝各種傳感器來實現設備健康信息的快速獲取,利用統籌調度、集中處理、數據分析、監測與預警等手段,提高設備維修效率,做到有針對性的預測性維護。31 第四章第四章 數據為核心,數字化基礎設施夯實轉型基礎(一)轉型需求分析數據為核心,數字化基礎設施夯實轉型基礎(一)轉型需求分析數字化基礎設施既是連接企業生產制造物理世界與數字世界的橋梁,也是數字化的重要載體和依托。在數字時代,數據驅動企業洞察未來趨勢和模式,并對可能未來事件做出預測和應對。隨著對數據要素驅動的生存能力日益重視,對數字化基礎設施建設的迫切性也日益顯著,主要體現在
57、如下方面:對采集對象的實時性、全面化需求不斷增強。對采集對象的實時性、全面化需求不斷增強。采集對象的實時性和全面性越高,挖掘模式和預測未來的準確性越高。數據采集普遍是石化化工行業企業的痛點和難點,一方面老設備、啞設備、舊設備種類繁多、協議互不兼容、數量龐大,工藝復雜采集指標集合異構、采集方式和實時性要求各不相同,為采集帶來困難;一方面上一輪工業革命中誕生的信息化系統如 ERP、CRM、PDM、MES 等各自產生大量數據,信息孤島特征日益顯著,嚴重制約數據按需快速流動,為數據匯聚帶來困難。對過程控制的精準性、實時性需求不斷增強。對過程控制的精準性、實時性需求不斷增強。石化化工生產工藝環節多流程長
58、,過程參數關聯緊密依賴性高,因此控制的精準性、實時性越高,工藝優化能力越強,產品質量和生產效率越高。不同于離散行業,石化化工行業具有數據體量大、種類多等特點,如何從中快速建立運行和運營的準32 確狀態,形成決策輸出控制指令,提高生產效率,已成為企業轉型過程中高度關注的問題。對計算分析的便捷性、靈活性需求不斷增強對計算分析的便捷性、靈活性需求不斷增強。我國石化化工行業經過幾十年發展,積累了大量工藝技術、實踐經驗和專家知識,是計算分析石化化工生產過程的理論基礎。目前,這些知識大多體現為各個系統的規則集合,碎片化現象嚴重,加之壁壘重重的信息化系統,嚴重阻礙了計算分析的便捷性、靈活性。如何推動石化化工
59、工藝知識沉淀為機理模型、業務模型、算法模型等,在工藝優化、質量優化、節能減碳等場景便捷、靈活的共享復用,提高企業計算分析水平,是數字化轉型是否成功的關鍵核心。(二)轉型舉措及成效(二)轉型舉措及成效1.數字化基礎設施建設支撐數據互聯與分析內外網絡改造增強全要素互聯互通能力某企業按照裝置控制、生產管理、經營管理等層次開展內外網改造,可有效增強生產全要素的互聯互通能力,為數據采集和匯聚提供實現路徑。在裝置控制層,大量采用智能儀表,通過各種電、氣、液動閥門、變頻器等元器件控制,采用 OPC、Modbus 等接口方式進行采集。建設 5G 融合專網、工業 4G 無線專網、NB-IOT 基站、物聯網等實現
60、園區全覆蓋,對于距離較遠的儀表,采用 DTU 無線采集方式,對于無法接入 DCS 的儀表,33 采用有線 RTU 方式采集。在生產管理層,打造辦公網、生產網、視頻監控網等網絡安全域,通過核心層與匯聚層雙點雙線互聯,為企業各數據傳輸系統提供高效、快速的數據服務,實現數據資源的共享化、協同化和服務化。在經營管理層,通過租賃聯通、移動、電信公司等多個運營商的網絡,形成雙鏈路互聯網出口,提高了整體可用性。在安全防護方面,將網絡劃分為互聯網出口區域、DMZ區域、內網核心及辦公區域、服務器區域,分別部署了防火墻、IPS、IDS、流量控制器等安全設備,并采用不同級別的安全策略和措施,做到區域隔離,縱深防御,
61、同時防火墻設備、負載均衡設備均采用雙機熱備方式,提高了整體的可用性和安全性。私有云、公有云保障計算存儲供給能力 在建設私有云方面,普遍建設同城雙活數據中心機房,建設并完善融合通信、視頻監控、4G 專網及企業服務總線、中央數據庫、單點登錄、信息安全管控等軟硬件及相關系統,建設統一運維平臺,利用云平臺技術實現對軟硬件資源的實時分配和監控,并建立了數據異地備份系統,實時備份公司業務系統的重要數據,保障系統的穩定運行。部分企業秉持適度超前理念,以同城雙活數據中心為中心,積極引入公有云建設異地容災數據中心、公有云中心,34 各中心通過電信級高可用物理專線互聯,構成專有混合云架 構,服務于全集團產業鏈信息
62、化系統,保障系統穩定運行,實現業務系統高可用。工業互聯網平臺建設提高計算分析水平 在數據驅動下,數字化轉型必然向數據挖掘、智能分析優化流程等更深層次應用發力。通過建設工業互聯網平臺,強化數據驅動核心邏輯、推動數據要素不斷釋放潛力成為提高計算分析水平的重心。在數據匯聚方面,建立完善的實時數據庫系統,實現DCS 系統、SIS 系統、電力系統、火災系統、氣體報警系統等數據的采集入庫,實現所有生產數據完整、全面地從現場直接進入數據庫;建立生產運營企業級中央數據庫(ODS),集成 MES、LIMS、ERP 等核心系統數據,為調度指揮、大數據分析、企業統一工廠模型等應用提供數據支撐。在數據融合方面,依托工
63、業互聯網平臺實現各工業軟件的集成與數據融合,建立以 MES 為中心的生產制造平臺,集成整合物料移動、生產平衡、生產統計和能耗管理等業務模塊信息系統;建立以 ERP 為核心的運營管理平臺,集成整合財務會計/管理會計/資金管理模塊、生產計劃和控制、物料管理、銷售和分銷、物資管理、工廠維護、項目管理等業務模塊的信息化系統。通過數據集成與整合,建立覆蓋生產、運營全流程的一體化優化能力,提高了數據分析頻度,將事后 35 總結變為事中控制、事前預防,將價值數據的表象鉆取挖掘,并基于反饋優化生產執行動作,發掘影響價值的根源,實現預測分析、滾動分析,全面支撐業務改進和生產經營決策。在數據分析方面,依托工業互聯
64、網平臺搭建大數據分析、智能化分析能力,搭建高精度算法模型提高數據價值挖掘的能力。如某煉化企業以機理模型為基礎,結合數據接口技術,構建包含常減壓、連續重整、催化裂化、渣油加氫、延遲焦化等裝置機理模型的在線實時仿真系統,通過系統能對裝置模型進行仿真測試,實時反映仿真數據與實際生產之間的偏差,實時感知全流程物性變化,驗證模型準確性。河南心連心將采集的產品產量及煤炭、電、蒸汽等能源消耗數據,通過大數據分析進行分類、整理、分析,以表格、趨勢圖、柱狀圖等形式展現能源指標差異情況、能源消耗及單耗變化趨勢,輔助管理人員查找能源消耗異常原因,為能源利用效率提升提供數據支撐。在計算分析方面,充分發揮工業互聯網“云
65、網邊端”協同聯動優勢,推進邊緣計算、邊緣智能、云邊協同能力建設,提高計算分析的實時性與靈活性。如某企業依托 5G 基站部署邊緣存儲設備,實現數據采集、智能化識別、定位、監控和管理,搭建了 5G 融合專網+5G 邊緣計算與工業互聯網融合的總體架構。36 2.數據驅動助力構建數字孿生體 數據驅動可賦能企業對海量異構數據的快速分析和實時反饋,助力構建各個層次的數字孿生體。裝置/設備數字孿生智能體 圍繞設備運行指標動態趨勢分析進行研究,建設關鍵設備的健康診斷模型。通過分析各個指標的相關性,得出設備關鍵指標理想狀態曲線,形成理想狀態值,并與實際運行值進行實時對比,差值超過限值進行預警提醒。某企業利用關鍵
66、設備的故障維修信息和設計知識等,對核心設備分析,設備故障模式信息識別等環節,利用單性能的退化建模與故障診斷方法和多性能的退化建模與故障診斷方法對關鍵設備信號進行處理,得出各關鍵數據的高限、高高限、低限、低低限、偏差、速率等報警參數。工藝仿真 基于數字化煉廠虛擬現實環境與操作員仿真培訓技術進行有機融合,基于工藝動態仿真模型(化工過程機理)、控制系統仿真模型(DCS、SIS 等)、現場操作仿真模型(三維仿真界面)、操作指導評價模型、仿真操作訓練項目等,研發員工虛擬現實仿真培訓系統,實現裝置開車、停車、事故處理、應急演練等訓練內容的實時、動態、交互式、沉浸式培訓,最大化三維場景模型的資源利用效率,有
67、效提升員工的生產和安全技能培訓水平。37 產品數字化設計 雙星輪胎等企業實施 PLM、CAITA 管理軟件實現輪胎設計、輪胎性能仿真、實驗驗證軟件管理全覆蓋和設計全部軟件化,并且與生產管理軟件 MES 以及實驗室質檢(LIMS)等實現集成,實現研發、生產和質檢的互聯互通,包括基于平臺的孿生性設計,遵循行業先進的模塊化架構,以最少的排列組合方式實現產品多樣性的設計,實現高效設計。數字化交付 某煉化企業以 1#POX、渣油加氫裝置為試點,按照正向建模的方式,通過全過程、全專業的數字化交付,正向建模同步形成數字化工廠,實現數字工廠與物理工廠同步建設、同步交付。通過“虛擬工廠”與“物理工廠”之間的交互
68、,使設備特性參數、工藝參數可視化有機地聯系起來,為設備、生產、安全環保的業務三維應用提供數據支撐和可視化環境,使方案全景模擬成為可能。某煉化企業結合數字孿生技術,以渣加、烷基化、生物航煤三個裝置為試點,在交付圖紙的同時交付對應管線的IDF/PCF 文件;施工單位據此制作滿足施工需求的軸測圖紙;以經過施工二次設計的三維模型為空間基礎,將設計數據應用于施工管理全過程,形成一套完整的管道施工全生命周期可視化管理體系,對設計參數、施工數據等信息,做到實時入庫、顆粒歸倉、實時查詢,為運營期的管線檢測奠定基礎,38 實現設計方、施工方無縫銜接,協同開展管道施工管理和實施工作。39 第五章第五章 智能為智能
69、為方方向向,生產制造數字化提高企業生產質量,生產制造數字化提高企業生產質量(一一)轉型需求分析轉型需求分析 流程工業生產操作多變流程工業生產操作多變,亟需通過工藝優化為降本增效亟需通過工藝優化為降本增效開創新空間開創新空間。以煉化行業為例,裝置多、規模大、流程復雜,生產過程涉及許多變量優化的單元操作,原油的品質決定了其生產難度、生產成本和產品質量。我國原油對外依存度超過 70%,而進口原油多為重質(比重大于 0.8)、高硫(含硫0.5%)、高酸(酸值0.5mgKOH/g)的高腐蝕性原油,在生產過程中會導致氫氣、酸性氣等系統大幅波動和催化劑結焦、失活,必須通過催化加氫脫酸、催化裂化等工藝進行加工
70、,提高生產難度。同時,隨著高價值石油產品的需求不斷增加,提高加工量的同時提高收率、提高效益成為煉化行業的主要優化方向。如何通過工藝優化、先進控制等手段,提升高附加值的煉油和化工產品的收率,優化產品結構,成為企業提高經濟效益的關鍵,傳統由技術員根據設計參數和經驗確定操作值的做法,已經難以滿足多變的生產過程調控需求。兼具流程兼具流程、離散特點的行業勞動生產率較低離散特點的行業勞動生產率較低,亟待加快亟待加快智能化改造智能化改造。以輪胎行業為例,勞動生產效率是發展質量的綜合體現,目前我國輪胎企業的生產效率與美、日、法等輪胎工業強國的差距顯著,我國輪胎企業的生產效率不足世界先進水平的 1/2,仍有較大
71、提升空間。輪胎行業兼具在離散型 40 制造業和流程性制造業共同的特點,呈現出多目標、多約束、動態隨機的環境條件,對于輪胎生產過程,生產計劃調度的復雜程度主要由資源配置、物料清單、工藝流程等多個要素共同決定的。過去輪胎生產企業主要通過技術人員和一線員工的生產經驗和紙本的生產技術規范來保障生產運行;通過市場銷售人員向工廠制造部門人員通過傳真、電子郵件等方法傳遞訂單,由制造部人員根據訂單信息人工分解成生產計劃下發到工廠車間進行生產來進行調度;公司管理層定期根據品質、財務、生產、市場等部門的提報數據進行分析和確定下一步企業運營計劃。整個過程存在數據準確性、即時性、完整性不足的問題,影響生產工作效率。安
72、全是石化化工行業的生命線安全是石化化工行業的生命線,傳統信息化手段難以根傳統信息化手段難以根本解決風險隱患本解決風險隱患。石化化工行業是高危行業,具有高溫高壓、易燃易爆、有毒有害、連續作業、點多面廣等特點,安全事故頻發?!笆濉币詠?,行業安全事故總量逐年下降,2020年全國化工事故起數和死亡人數較 2016 年分別下降 35%、23%,較大以上事故起數下降 17%?!笆奈濉睍r期,石化化工行業正處于“由大變強”的升級跨越關鍵時期,生產、儲存、運輸、廢棄處置等環節傳統風險處于高位,風險隱患疊加并進入集中暴露期,防范化解重大安全風險任務艱巨復雜。安全是石化化工行業的生命線,也是不可逾越的紅線。如
73、何從源頭實現本質安全、加強生產安全防控、做好事故應急保障 41 成為石化行業面臨的嚴峻問題。當前,石化化工企業傳統安全信息化建設是以線下流程為主、信息化為輔,通過對事件的隱患記錄、統計分析發現問題,之后督辦排查、風險溯源,最后解決問題,符合傳統工作開展的思路,但是存在滯后性,難以面對新形勢下的安全生產需求。環境約束趨緊環境約束趨緊,逐步成為影響行業可持續發展的關鍵因逐步成為影響行業可持續發展的關鍵因素素。根據第二次全國污染源普查公報,工業源揮發性有機物排放量為 482 萬噸,占比 47.3%,排放量位前三位的化學原料和化學制品制造業,石油、煤炭及其他燃料加工業,橡膠和塑料制品業均屬于石化化工行
74、業,合計占工業源揮發性有機物排放量的 44.78%,行業發展面臨的環境挑戰巨大。傳統化工企業生產運行過程中的安全及能耗管理,主要是依賴DCS 控制和技術人員等一線員工的生產經驗,環保治理水平難以得到本質提升。雙碳改革加速雙碳改革加速,碳排放統計碳排放統計、核算核算、跟蹤難以滿足工作跟蹤難以滿足工作要求要求。石化化工行業既是能源生產大戶,又是能源消耗大戶,在“雙碳”目標和能源轉型大勢推動下,減碳減排、綠色發展壓力逐步增大。這就要求要大力發展循環經濟,走綠色低碳發展之路,實現可持續發展。加快打造綠色煉化產業、綠色儲運體系、綠色循環體系將成為行業邁向綠色低碳發展的重要路徑。如何通過現有工藝優化、新技
75、術和新裝備研發減少碳排放,發展循環經濟成為煉化行業面臨的重大課題。石化 42 化工企業傳統碳排放管理工作處于“黑匣子”之中,阻礙了對內工作的開展。碳排放年度盤查都停留在企業管理部門層面,無法具體到排放主體。例如,某企業碳盤查工作由安環處負責,全年的數據只能依靠線下報表匯總,工作量大,碳排放活動數據滯后且數據質量不高,同時缺乏有效的數據支撐,企業的節能降碳工作開展緩慢。(二二)轉型舉措及成效轉型舉措及成效 1.煉化等流程制造業的優化生產向“安穩長滿優”轉變(1)煉化一體化生產工藝流程 原油通過一、二次加工裝置生產出國標汽油、國標柴油、航空煤油、航空煤油、石腦油、液化氣等產品;部分產品經過三次加工
76、裝置向化工方向發展,主要分為三個發展方向:一是芳烴發展方向,最終產品為工業塑料、有機玻璃、合成洗滌劑、聚酯薄膜、涂料、醫藥等;二是乙烯發展方向,最終產品為工程塑料、改性塑料、樹脂、聚乙烯、紡織服裝、合成革等;三是潤滑油發展方向,最終產品為潤滑油、板蠟、粒蠟、白油等。(2)先進控制應用 控制綜合監控 通過 OPC 通訊從 DCS 取數,應用云計算、大數據技術對控制回路的性能自動進行綜合性能評估、故障診斷、監控,提供控制回路性能評估報告,指導技術人員線下對控制回路 43 圖 4 石油化工產業鏈 44 進行整定優化,為實施先進控制 APC 和在線實時優化 RTO創造條件,提升生產裝置效能。讀取 DC
77、S 回路信息如測量值、設定值、閾值等數據,自動生成監控圖形,直觀顯示每個回路的性能概覽,幫助用戶分析診斷控制回路性能低下或故障原因。例如,某煉化企業實施裝置控制回路性能監控整定項目后,通過對組態程序更改和優化控制方案,控制回路參數整定后,工藝控制操作平穩,裝置 DCS 自控率持續保持100%,大大減少了操作工操作頻率,降低設備故障的概率。通過 DCS 參數優化整定,2021 年 3 月份回路運行狀態為中的減少了 95.9%;狀態為差的減少了 92.0%;運行狀態為優的提高了 185.6%,控制回路運行狀態得到明顯改善,有力支撐了裝置平穩生產。先進控制 APC 先進控制解決方案包括多變量控制器性
78、能管理、軟測量在線等功能。通過建立符合控制要求的軟儀表模型,根據裝置實際情況和生產方案,選定 APC 控制器的操縱變量、干擾變量和被控變量;根據實際測試數據、生產運行機理,考慮控制策略的要求,建立較準確的 APC 控制器動態模型;根據裝置操作、設備約束實際情況,制定合適的約束控制策略,并落實到在線 APC 控制器。例如,某煉化企業合成材料部PE 裝置實施 APC 系統后,實現了裝置生產的優化操作,達到了優化產品質量的目標,控制器平均投運率大于 99%,提 45 高了裝置的操作穩定性;標準偏差平均降低 30%上,關鍵變量抗干擾能力明顯增強;粉料熔融指數和粉料密度的 CPK 提高 30%以上,實現
79、自動牌號切換,提高牌號切換的一致性,年增效超過 500 萬元。實時在線優化 RTO 實時在線優化技術是使用采用標定數據和設計數據、采用嚴格機理方法,建立裝置的實時優化模型。通過在基礎模型的建立基礎上對模型的數據進行整定,建立相匹配的優化模型,真實反映裝置工況,幫助生產操作更接近真實的工藝約束。優化模型可以幫助用戶企業做各種假定狀況的案例分析,對各種變化因素所帶來的安全隱患進行預先的評估,規避排除安全隱患,從而提高企業生產的安全性;基于模型的設備性能在線監測系統能具有極高的精確性,可以幫助用戶計算出設備漸衰狀態,在設備出現嚴重問題前及早檢測出設備的問題,從而及時合理地安排清潔及維護作業,避免生產
80、條件進一步惡化;基于質量平衡,能量平衡的模型可以幫助用戶檢測過失儀表,消除儀表故障對生產的影響,是裝置“安穩長滿優”生產的重要保障。例如,某煉化企業實施重整在線優化 RTO 系統以來,實現了自主卡邊操作,提升了裝置的邊界效益,按照裝置運行 8000 小時計算,可多加工重整原料4000 噸,預年增效 98 萬元;180 萬噸/年重油催化裝置在線實時優化,摻渣量提高 1.28%,使高附加值產品收率最大化,46 年增經濟效益 2080 萬元。設備腐蝕監測 通過采集電氣和儀表設備的自診斷信息和重要的運行狀態參數等報警信號并集中監控,智能判斷需要重點關注處理的設備報警,及時發現運行中潛藏的故障苗頭,是建
81、設投用設備腐蝕監測系統的關鍵。例如,某企業選取重要裝置關鍵部位實施在線定點檢測腐蝕速率,實現腐蝕狀態量化評估及圖形展示,及時發現腐蝕隱患,主動采取防護措施,保障裝置運行安全,使管理人員能主動分析腐蝕情況,對腐蝕險情做到早發現、早處理;采集系統各類故障報警信息并進行記錄,分門別類進行統計分析,通過優化報警策略、數據采集策略、遠程診斷等措施,動態掌握設備運行狀況,提升預知性檢修水平,保證設備和生產穩定運行。據統計,千臺機泵密封消耗量同比下降超過 15%,滾動軸承使用壽命同比增加 20%以上。2.輪胎等兼具離散特點的行業加速推進裝備智能化應用 輪胎智能化工廠打破了傳統輪胎企業的生產工藝和集中式的生產
82、方式,通過采用生產制造執行系統(MES)輔助多類智能設備及電子標簽匹配系統(MEP),融“產品定制化、企業互聯化、制造智能化”于一體,搭建了一個由用戶(訂單)指揮、數據驅動、軟件運行的智能生態系統。(1)輪胎生產工藝流程 47 圖 5 輪胎生產工藝流程圖 48 輪胎以天然橡膠或合成橡膠、炭黑、鋼簾線或簾子布、以及其他化工添加劑為原材料,經過橡膠密煉、胎坯成型、胎坯硫化等工藝而生產。(2)智能化裝備應用 以雙星輪胎為例,其智能化裝備主要應用于以下場景:物料運輸 工廠中所有物料的運輸是通過AGV小車進行智能輸送。根據 APS 高級排產系統排出的訂單生產計劃,原材料由智能AGV 小車分別輸送到密煉工
83、序、壓延工序等相關生產工序。密煉工序生產的膠片,由智能 AGV 小車運送到膠片庫區指定位置存放。根據排產計劃,膠片由智能 AGV 小車從庫區分別輸送到多復合生產工序、內襯層生產工序、鋼絲圈生產工序等相關生產工序,分別生產成型所需的半成品,半成品再由專用智能 AGV 小車輸送到成型暫存區域;AGV 小車采用無線射頻技術,與物料位置進行配對,通過讀取物料工裝上貼好的 RFID 標簽,得知物料發出時間、所在工序,自動備料所有半成品,做到真正意義上的智能識別搬運,機器換人,提升物料輸送的準確率。49 圖 6 AGV 小車 成型、硫化工序的運輸 成型、硫化工序采用智能桁架機器人進行胎坯智能輸送,替代了傳
84、統的手搬肩扛。智能桁架機器人可以根據內嵌模型模仿人類手臂的動作功能以按固定程序搬運輪胎,并智能識別胎坯規格、花紋、層級、品牌,根據每臺硫化機的需求,自動輸送到每個所需機臺,解決了人工搬運用工數量大、勞動強度高的問題,提升效率 200%,同時避免了搬運環節輪胎污染,保證質量一致性的同時提高車間自動化水平。圖 7 桁架機器人 成品胎運輸 50 成品胎通過智能碼垛機器人裝入 RGV 小車,RGV 小車將輪胎輸送到成品立體倉儲區域。小車裝卸、輸送全自動無人控制通道可設計任意長以提高整個倉庫儲存量,操作時無需叉車駛入巷道,有效提高倉庫運行效率的同時提高安全性。圖 8 RGV 小車 胎坯和成品的出入庫 胎
85、坯入庫、出庫,成品胎入庫、出庫,都是通過巷道堆垛機器人來完成。它能夠通過掃描智能識別取胎,放置于指定位置,實現輪胎的先入先出。巷道堆垛機器人每天可以抓取上萬條輪胎,相較于人力生產效率提升 300%。自動化 MES 系統控制的智能輸送線 通過 MES 系統控制的智能輸送線體實現了無人操作,智能分類、卸胎、輸送、出入庫,胎坯配送零誤差,高效率、高精度、低能耗,勞動效率提高 5 倍。51 圖 9 智能輸送線 智能評測 圖 10 智能測評-人員管理 已完成安全生產培訓的操作工通過刷員工卡可直接登錄到現場 MES 操作系統,登錄成功后 MES 系統會自動將當班人員信息及培訓信息采集到信息中心進行展示,簡
86、化了MES 登錄流程,確保每位操作工都通過安全生產培訓持證上崗。52 圖 11 智能測評-數據匯聚 通過先進的數據采集方式將設備 PLC 的各項溫度數據獲取到 MES 中,實時監控設備溫度數據并自動與標準數值進行比對,超差報警停機,大大減少了因超差導致殘次品產出的概率。圖 12 智能測評-質量跟蹤 對產出胎坯的全流程質量跟蹤,通過對每個機臺產品的外觀、X 光、動平衡各項質量檢測,對出現單條不合格品的 53 機臺進行預警,連續三條不合格的機臺進行停機,直觀地將每個機臺的產品質量實時展示,比傳統方式下達停機整改單縮短 99%的時間,并且大大減少了產出不合格品的概率。圖 13 智能測評-實時監控 實
87、時監控每天設備生產數量,便于值班長和計劃員對生產規格調整,將每班生產計劃可視化,實時掌握生產進度。通過增加檢測開關對物料進行檢測,MES 掃描條碼判斷是否正確并通過 LED 屏顯示,若上料錯誤設備上料口會停止動作。嚴格控制物料投入的準確性,確保產品的生產質量。智能倉儲 利用電子掃描,智能龍門機器人對輪胎進行規格和等級分類。整理整垛后,智能關節機器人進行立體裝籠,由智能RGV 小車送到成品立體庫存儲。根據訂單系統的配送計劃,將按單生產的輪胎通過智能巷道堆垛機器人取出,運送到發貨區域,進行裝箱發貨。用戶可以查看定制輪胎生產進度和 54 配送進度。輪胎到達體驗中心前,信息系統會自動發出短信,通知用戶
88、;立體倉儲避免輪胎擠壓,提高了產品存儲質量。3.安全生產向動態感知與事前預防轉變 安全風險實時監測與識別 針對作業風險,系統對每周、每日的現場作業進行風險評價和風險預警,規范不同風險等級作業的審核審批,以作業計劃性、準確性,提高了現場作業風險控制水平;采用物聯網等技術,全方位在線管理關鍵裝置要害部位;采用人工智能和視頻分析技術,對生產現場人的不安全行為、物的不安全狀態進行智能識別和安全風險智能分析,開展安全帽檢測、安全帶檢測、可燃氣聯動等視頻智能應用。例如,某企業基于風險點構建安全態勢一張圖,實現風險識別的流程化管理,提高了現場作業的計劃性、準確性,有效控制了現場作業風險,2020 年全年異常
89、作業行為減少 92%。?;分悄芄芸?在企業生產全過程全環節應用物聯網等新技術管控?;?,采集?;犯鳝h節數據;建設工業視頻,對?;吩O備進行視頻監控;在裝卸環節,設置相應的泄漏物處置、防火、防爆、防毒、中和隔離等應急設施及物資;在物流運輸環節,采用物聯網監控?;肺锪?,與客戶和承運商共享物流數據;推動風險被動接警轉為主動監測預警管理模式的轉變,有效化解重大安全風險、遏制重特大事故,全面提高安 55 全管控水平。安全事件智能決策與應急聯動 利用大屏幕系統和先進的視頻會議、物聯網、融合通訊等技術手段,建立綜合集成的調度應急指揮系統。通過調度監控,對生產海量信息分專業、分類別的進行匯總展現、提醒、
90、分析和管理,實現進廠、出廠、裝置投入產出、產品產量、儲運、公用工程等各生產環節的實時監控;建設應急管理應用,輔助調度人員實時監控各生產環節情況,及時發現問題并提醒處理,系統內置整合各類應急方案和資源信息,主動推送異常處置方案策略,將生產損失降到最低,系統實現調度“平戰”結合,減少問題的發生,減少生產損失,使調度人員對于生產全局情況和異常信息捕獲更加及時、高效,變事后控制為事前控制。動設備在線運行監測 基于物聯網對高危泵進行監控,為重要機泵安裝在線監測系統,解決設備管理人員無法實時查看機泵波形頻譜的問題,實現數據可視化;通過實時狀態監控,智能故障分析,及時發現隱性故障,做到預知性維修。例如,某企
91、業對動設備在線監測以來,高危泵現場監測工作量減少 50%,普通機泵現場監測工作量減少 85%,為基層減負成效顯著。通過機器代人,為轉變外操巡檢模式奠定基礎,由人工現場檢查改為 DCS 主動預警模式,高危泵巡檢頻次從每天 2 次降低為 56 每天 1 次,為公司每年節約人力資源共計 26 人以上。4.碳排放與污染源監測向可視化轉變 能源管理 能源管理是從計劃編制、生產運行、統計核算、能耗監控到能源優化過程的管控,需要將能源管理業務流程融入固化到系統建設的標準流程中,涉及裝置、車間、公司三個層面,涵蓋裝置操作、能源計量、能源統計、能源優化等 20 多個崗位。能源管理主要功能包括:能源運行、能源優化
92、、能源統計、評價分析,從儀表計量、管網平衡、指標核算至統計報表,線上全流程數據可視化,實現能源管理精細化,為企業的能源產耗提供了數據支持。例如,某企業在項目實施后,能源動力優化系統提高鍋爐和汽輪機整體運行效率,優化效益可達 200 萬元/年;通過蒸汽管網優化,經濟效益達 73萬元/年。污染源管理與環境監測 污染源管理與環境監測是對關鍵裝置、有毒有害場所等各類排放口及環保設施運行情況的可視化監控,對污水、煙氣排放等污染源實施 24 小時在線監測,發現異常及時反饋和處理。例如,某企業對污水、煙氣排放等污染源實施 24 小時在線監測,實現污水、廢氣達標排放率 100%;通過泄漏監測與修復,減少 VO
93、Cs 排放,VOCs 排放下降 24%;通過對環?!叭瑫r”管理,從源頭管理實現清潔生產。通過環保隱 57 患和溯源管理,杜絕無組織亂排亂放現象。碳資產管理 碳資產管理是在線計算企業各環節碳排放、碳資產數據,跟蹤督促落實碳排放控制措施工作任務進展,固化公司碳資產管理機制和體系,實時跟蹤優化企業中長期碳減排規劃和碳達峰、碳中和行動方案和計劃執行情況,實現企業碳資產清晰、碳管控到位、碳分配合理高效的低碳化管理。例如,某企業通過碳盤查、碳核查,實現對裝置生產排放情況的事前預測、事中跟蹤、事后分析,提高碳減排和碳交易效益;通過數據分析和應用準確、完整、及時反映了公司碳減排碳達標情況,及時優化生產以達到
94、企業整體效益最大化;按照每個裝置每月減少碳資產計算工作量 1 天測算,全年降低成本 130 多萬元。58 第六章第六章 協同為關鍵,運營協同為關鍵,運營管理數字化提升企業競爭力管理數字化提升企業競爭力(一一)轉型需求分析轉型需求分析 黨的二十大報告提出:“著力提升產業鏈供應鏈韌性和安全水平”。這對于推動高質量發展、加快建設現代化經濟體系、維護國家產業安全具有重要指導意義。傳統供應鏈信息壁壘較高傳統供應鏈信息壁壘較高,抗風險能力不足抗風險能力不足,亟需通過亟需通過數字化數字化、平臺化增強供應鏈韌性平臺化增強供應鏈韌性。我國石化化工產品以產業鏈下游、低端產品居多,企業內部物流冗長繁瑣,存在庫存產品
95、積壓、外部短駁運輸、需求預測周期長等問題,行業普遍存在產能過剩、同質化競爭嚴重、生產成本較高、盈利空間逐年降低等常態化現象。受大國博弈、俄烏沖突加劇、世紀疫情、科技革命和市場需求等因素影響,全球產業與供應格局發生了深刻變化,供應鏈轉移、資金鏈緊張或斷裂、商品物流受阻,產業鏈和供應鏈安全與暢通成為產業競爭力的核心標志。當前,全球化工產業供應鏈正被重構,高端新材料、特種化學品成為行業方向,產業集群化、區域經濟一體化成為行業發展的趨勢,構建以數字化、網絡化和智能化為主要特征的現代供應鏈逐步成為行業共識,未來核心競爭力需圍繞供應鏈的規劃設計、信息技術、資源整合、協同掌控、增值服務和生態構建等能力方面打
96、造。終端產品企業迫切需要由生產型制造向服務型制造轉終端產品企業迫切需要由生產型制造向服務型制造轉型型,增加服務要素在投入和產出增加服務要素在投入和產出中的占比中的占比。對于化肥、輪胎 59 等面向市場的終端產品,服務是企業產品質量、技術水平、管理水平和文化的綜合表現,是企業新發展模式的核心。目前,氮肥、磷肥產品以尿素、磷銨等基礎品種為主,養分高效化、功能多元化、作物專用化的新型肥料占比不高,產品結構及施肥結構與農作物、土壤匹配度偏低,肥料、肥效與種植結構調整失協,基礎品質同質化競爭激烈,不能滿足我國農業由增產導向向提質導向轉變的要求,行業整體同質化嚴重,抗風險能力不強,供需矛盾突出;而在市場中
97、產品養分不足、假冒偽劣和串貨現象時有發生,不合理用肥情況也越發嚴重,對化肥的科學施肥指導和產品質量監管相對缺失。輪胎產業由規?;l展向高質量發展轉變的過程中,向服務型制造業轉型尤為重要。雖然近年來輪胎企業開始開展品牌宣傳讓大眾認知,但成效不達預期,2022 年全球十大輪胎品牌中僅有兩家中國輪胎品牌。亟須通過運營管理數字化轉型提高生產質量、優化供應鏈管理、打造生態圈,提高品牌影響力。(二二)轉型舉措及成效轉型舉措及成效 1.產業鏈供應鏈向現代化轉變(1)企業內部供應鏈優化 在架構層面,集成 DCS、MES、ERP 整合過程控制層、生產執行層、經營管理層,實現車間基于數據流動的透明化、無紙化管理。
98、ERP 系統根據市場需求和銷售(供應鏈)計劃 60 制定工作計劃,并下達至相應車間的 MES,工作計劃包含物料種類、生產數量、完工日期、標準物料 BOM、設計文檔等信息,根據這些信息 MES 產生更為詳細的資源分配、控制參數、工序和生產調度并形成工作指令下達至工業控制層。DCS接收到 MES 下達的指令則控制相應的設備完成相應工序。圖 14 企業內部集成架構實現數據互通 在優化方面,過程控制層將所有底層控制參數采集并進行分類存儲,實時數據庫系統通過單向采集的方式從工業控制系統 OPC 采集過程控制數據為 MES 提供基礎數據。生產執行層 MES 在反饋的底層信息基礎之上,將相關計劃優化數據、平
99、衡后的生產數據傳遞給經營管理層 ERP 的計劃生產模塊,包括裝置的投入、產出、三劑消耗、催化劑、水電氣風等數據,主要用于成本核算,生產績效分析,作為調整生產經營計劃的重要依據。ERP 根據公司生產組織、生產管理、61 經營決策等方面進行優化,給出計劃策略和生產計劃,并將生產計劃信息傳遞給生產執行系統 MES,包括產品種類、產品牌號以及產品產量等信息,主要用于指導生產排產和優化生產方案。例如,某企業通過供應鏈優化,運營成本降低 22%。(2)園區、區域級產業鏈優化 圍繞產業鏈現代化,建立區域、園區產業鏈協同平臺,推動上下游企業聯動協調;依托產業鏈協同平臺,實現大宗產品的預見性庫存管理,最優化動態
100、調配園區資源;面向兩個市場、兩個資源,制定定制化生產策略,實現外部市場定制化產品的精準拓展。例如,某園區以區內煉化企業為核心,一是實現園區產業鏈協同,通過與上下游企業大宗原料和產品信息的線上發布、自動匹配和線下對接,保障企業供應鏈的暢通,推動上下游企業聯動協調;二是實現芳烴、聚烯烴區域共享庫存預見性管理,通過集成上下游企業的芳烴、聚烯烴等產品產量和銷售量的動態信息,基于大數據分析實現大宗產品的預見性庫存管理,通過實時分析產品供需雙方的對接、匹配情況,實現按需生產和零庫存管理。2.終端產品深入實施服務化轉型 終端產品如輪胎制造企業,基于物聯網、人工智能、云計算和大數據等信息技術,對銷售的輪胎輪輞
101、安裝傳感器,通過網絡及定位系統對綁定的輪胎胎溫、胎壓、位置等信息進行實時檢測,并上傳到胎聯網系統數據庫生成報表并進行 62 分析,根據分析數據波動進行預警,確保輪胎使用安全,對輪胎行駛路線,所在位置、路況實時跟蹤分析,搭建具有“輪胎數字化”、“輪胎資產化”、“輪胎服務化”和 5G 特征為中心的“胎聯網”生態體系,實現輪胎數據線上化、數據化到智能化的全生命周期管理,為用戶提供車況診斷、輪胎選擇和維護保養等多元化開放服務,同時胎聯網技術可以與智能網聯汽車相關技術實現無縫銜接,助推企業由傳統的賣產品向賣服務的產業形態轉型。例如,某輪胎企業通過 PC、App 等各類用戶信息及應用場景全系列端口的充分融
102、合,搭建用戶可隨時隨地監測自己車輛輪胎的胎溫、胎壓、行駛里程、花紋磨損度、GPS 定位等的工業互聯網平臺;輪胎內置傳感器,可實時采集輪胎數據并進行智能分析,自動發出“提示、預警、指令”等信息,指令后臺也可接收數據由客服人員人工提醒駕駛者,最大程度地保證用戶車輛行駛的安全性,真正實現輪胎的全生命周期管理,全面快速響應用戶及客戶的個性化服務需求,提升服務滿意度,降低用戶使用輪胎成本。該平臺以云計算和大數據為基點,以 5G 技術為傳送通道,承載千萬級用戶同時在線,進行全方位的數字化、信息化、可視化處理,搭載云計算服務,通過胎聯網-智慧輪胎監測系統大數據分析平臺進行智能分析,精準、快速地對接客戶需求,
103、提供安全高效、便捷、可視化的智慧化服務,實現整個用戶輪胎全生命周期管理的服務體驗。63 3.化肥行業積極推進一、二、三產業融合貫通“互聯網+”定制服務 某企業根據不同區域土壤條件、作物產量水平、養分綜合管理要求,開發科學合理配方,減少盲目施肥行為,同時根據測土配方施肥技術,加入中微量元素測定,結合 GPS 定位系統對高效肥施用后的土壤養分變化進行長期定位跟蹤,實行套餐服務模式,避免一塊地常年四季都施用一種配方和同樣的養分,實行對現有耕地定位測土、科學配方、精準施肥、量身定做,改傳統的表層撒施為機械深施、水肥一體化、葉面噴施,改傳統的單一根部施肥為多樣化、套餐化的根部、葉部多元化養分補充?!盎ヂ?/p>
104、網+”營銷 某公司通過商城、營銷、農服三大平臺的實施,使業務人員、管理人員能夠更多地掌握市場一線信息,對研發、生產、營銷、決策提供了重要的參考價值,提高了客戶與業務員的工作效率,使其從具體事務中脫離出來,專心服務市場,同時加大農化知識傳播的力度,營造出以服務為核心的營銷生態鏈。具體效果如下:產銷協同方面,通過匯總一線市場需求,上報到生產基地的計劃調度員,計劃調度員通過 MPS、MRP 運算,自動核減庫存,生成流程生產訂單,生產基地根據生產訂單安排生產。通過系統實時追蹤客戶要貨計劃的執行情況,實現提貨 64 情況與要貨計劃的互聯,更好地服務客戶需求。電子銷售方面,搭建網上商城,客戶可通過 PC
105、端和移動端兩種途徑,隨時隨地的訪問經銷商門戶,進行產品價格查詢、產品庫存查詢、下單、費用對賬等,實現產品價格更加透明,購買產品更加方便快捷,交易明細更加有條理,對賬更加輕松??蛻絷P系管理平臺,搭建統一交易協同平臺,將市場經銷商、零售商、種田大戶、農村合作社等客戶信息收集在協同平臺上統一管理。業務員在移動端可查詢客戶的施肥、訂單、提貨等信息,同時可以查看客戶鋪貨和宣傳政策等信息,制定合理的政策來更好地服務客戶,提供市場急需的產品服務,實現終端化服務管理?!盎ヂ摼W+”物流 某企業整合內、外部運輸資源,統一規劃物流平臺,實施一卡通項目,優化公司內部流程,搭建高效的廠區物流體系,實現信息流、業務流、資
106、金流、車流、人流、貨物流的有序運轉;整合社會運輸資源,通過智慧物流平臺的應用,借助互聯網平臺資源廣、信息擴散速度快的特點,吸引更多的社會車輛,建立了接單、競價、運輸、簽收、支付的運輸配送體系,對物流配送環節做到了閉環管理,真真正正做到了讓客戶省錢省心。產品追溯 65 為了進行化肥質量管控,目前一部分大型的化肥生產企業已經自建了產品追溯系統,普遍措施是對產品進行編碼。企業采購員向包裝袋生產廠家提供二維碼編號。貼有二維碼的包裝袋到貨后,采購員進行到貨確認,質保員將產品信息導入二維碼,倉管員依照生產產品二維碼信息進行入庫操作。發貨時,倉管員錄入發貨信息。產品到市場后,用戶可以通過手機掃描成品二維碼查
107、看產品生產信息。氮肥協會牽頭建設的全行業監督追溯系統,采用物聯網、射頻識別、物品編碼等信息技術,建立產品追溯數據庫,有利于整治假冒偽劣行為,提升企業品牌效益,凈化市場環境,更有利于規范企業良性競爭以及加強國家對行業的監管和調控。追溯系統實現了對出庫產品的二維碼自動掃描,降低人工成本并提高出庫效率,提高了企業產品的質量追溯和防偽、防竄貨的管理,并將電商、農資服務、經銷商管理、數據營銷的一系列功能整合在一起。二維碼掃描可獲得微信現金紅包,便于開展營銷活動、推廣產品,并可通過大數據手段進行分析,為產品推廣鋪路搭橋。66 第七章第七章 石化化工行業數字化轉型發展措施建議石化化工行業數字化轉型發展措施建
108、議(一一)面向石化化工企業的實施建議面向石化化工企業的實施建議 1.注重組織保障 數字化轉型本質是釋放數據要素價值,驅動業務、管理和商業模式等系統性、全局性組織變革,需要構建新的愿景、新的文化、新的組織制度等,轉型過程涉及規劃、計劃、生產、銷售等多個條線,需要優化體制機制和組織方式以協調解決重大問題,因此,組織保障是數字化轉型的前提。只有一把手下定決心來推動才能成功,甚至一把手要引領、要以身作則,親自領導組織變革,才能帶動組織跳出舒適圈,讓轉型落地。2.注重分類推進 數字化轉型是一個多層級的復雜系統工程,而石化化工行業細分領域眾多,不同行業、不同企業 IT 基礎設施建設、信息系統應用不盡相同。
109、轉型過程中企業需要把握自身應用特點和基礎條件,對標同類型企業開展評估診斷、頂層規劃,堅持問題導向,明確階段性關鍵環節和落地場景,循序漸進分類推進。3.注重人才培養 石化化工行業是典型的技術密集型行業,數字化轉型過程中深挖數字要素價值需要通過基于“三傳一反”等機理和大數據分析的算法模型不斷釋放,相較于其他行業人才要求更 67 高,需求更為急迫。高校、科研院所、行業協會、企業等需要聯合發力,探索新型人才培育體系,編制適合企業場景、理論與實踐相結合的培訓教材、課程等,開展數字化轉型相關知識、技能的培訓活動,夯實企業轉型發展的人才基礎。4.注重持之以恒 數字化轉型是一個新舊模式長期共存的過程,從技術駕
110、馭到業務創新、從數字化能力建設到系統人才培養等,需要長期持續投入資源,在總結、繼承和掌握已經取得經驗的基礎上積極實踐、深入探索,努力創造新的經驗,總結新的規律,不斷取得新的成效,堅持長期主義以實現量變到質變。(二二)面向政府的政策建議面向政府的政策建議 1.強化示范引領 試點示范是調動地方、行業和企業實施智能制造積極性的關鍵舉措。建議在不同細分行業選擇基礎條件好、示范效應強、影響范圍廣的重點企業積極開展試點示范,推動生產制造全過程、全產業鏈、產品全生命周期的快速感知、實時監控、智能分析和精準決策,打造可復制可推廣的示范樣板,促進產業提質增效升級。探索數字化轉型的集成應用創新實踐,基于石化化工行
111、業產業鏈條長的特點,圍繞煉化、精細化工等上下游融合緊密的集聚產業實施區域級融合試點示范項目,形成區域級擴散效應,將易推廣可復制的模式經驗“帶出去”,為產業鏈上下游供應商和客戶提供經驗參考和成 68 功案例,推動形成因地制宜的數字化轉型發展新格局。2.強化供應商培育 數字化轉型供應商已從單純的產品或服務供應商轉變為“綜合性解決方案”供應商。建議通過重大專項、建設聯盟等重點培育一批行業市場份額大、具備自主研發能力的數字化轉型系統解決方案供應商龍頭企業,探索建立供應商推薦機制,形成“通用型+專業型+特色型”的供應商格局,引導促進供應商良性發展。通過組織共建、資源共享、活動共辦、事務共商、人才共育、發
112、展共促的“六共”工作思路,組建數字化轉型聯盟等組織,引領產業高質量發展。3.強化政策保障 企業在數字化轉型改造過程中需要承受較大的風險。建議采取國家政策和資金扶持,建立國家數字化轉型投資基金和專項資金,引導企業加大數字化轉型力度,重點支持數字化轉型基礎能力提升、關鍵共性技術研發、新技術應用研究、標準體系建設和標準規范研制等。發揮我國社會主義制度的優越性,協調各類國家研究計劃,圍繞石化化工行業數字化轉型過程中傳感系統、平臺建設、工業軟件等重大關鍵技術,對從基礎與前沿研究、技術研發、產品研制到推廣應用各類項目的投入與資助進行一體化部署,降低企業創新與轉型風險。69 4.強化公共服務 由研究機構、行
113、業協會等第三方牽頭建設數字化轉型行業公共服務平臺,通過制定行業數字化轉型相關標準規范,建設平臺化的“數字化轉型診斷咨詢工具”,建立包含戰略、規劃、路徑、方法等在內的理論體系,營建數字化轉型的良好社會環境,推動企業數字化轉型從自動化向數字化、智能化方向縱深推進;發揮第三方服務平臺的公信力,引導工業互聯網平臺企業、專業服務商提供開發工具、知識組件、算法組件,形成第三方可調用的工具集,構建開放共享、資源富集、創新活躍的數字化轉型解決方案生態體系,發揮公共服務平臺的服務能力;推動行業關鍵共性技術研發,組織對行業數字化轉型中涉及到的工業知識、工藝流程、機理模型等關鍵共性技術進行梳理、研究和聯合攻關,實現
114、工業技術、經驗、知識的模塊化、標準化、工具化;推動國家級大數據中心體系建立和發展,實現對多源數據的匯聚、管理、處理、分析,形成算法庫、模型庫、知識庫等微服務,為工業互聯網平臺、解決方案服務商、企業進行賦能。5.強化人才培養 針對石化化工企業和 ICT 企業跨界合作不足、技術交流不暢的情況,需要持續完善人才培養能力,進一步加大復合型人才培養的支持力度。建立鼓勵人才自主創新、協同創新的激勵體系,完善人才梯隊。充分發揮高校、科研院所、行 70 業協會、企業等資源優勢,協同開展人才培養工作。加強產業上下游交流與國際合作,拓寬國際視野,進一步提升石化化工行業國際競爭力。71 附錄:典型案例附錄:典型案例
115、 案例案例 1:中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司 一一、企業簡介企業簡介 中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司(簡稱鎮海煉化)是中國石化旗下最大的煉化一體化企業,擁有 2700 萬噸/年煉油、220 萬噸/年乙烯、210 萬噸/年芳烴生產能力,與吞吐能力 1.2 億噸/年的大碼頭、儲存能力超過 1700 萬立方米的大倉儲,共同構成了“大煉油、大乙烯、大芳烴、大碼頭、大倉儲”的產業格局,公司集中代表了中國煉油化工行業的先進水平。公司主要業務包括石油制品、化工產品、合成材料等產品的開發、生產、倉儲、銷售,以及技術開發、技術咨詢及技術轉讓等。二二、案例實
116、施情況案例實施情況(一)總體設計 積極響應數字中國和數字浙江的一號工程,鎮海煉化確立了“打造全產業鏈的發展戰略、深化數字化轉型的改革戰略、持續賦能賦智的人才戰略”三大戰略,根據戰略定位,確立了智能工廠“11341”模型,即“一策劃、一規劃、三指南、四保障、一路徑”,制定了數字鎮?;亟ㄔO總體工作方案和數字鎮?;亟ㄔO規劃,形成了“三構建三提升”目標,通過“新型組織、新型業務和新型技術”率先建成智能工廠 3.0,打造“世界級、高科技、一體化”綠色石化基地。72 圖 1 企業數字化轉型模型(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 一是打造設備感知能力一是打造設備感知能力,提高數采和預警率提高數
117、采和預警率。采用現場總線協議,實現近 30 萬臺各類儀表采集監控和近 5000 個視頻監控。采用 ZIGBEE、4G、5G 技術,搭建物聯網,通過現場單兵、智能安全帽采集現場音視頻,專家遠程分析指揮現場操作。采用北斗+5G技術,對地基沉降情況進行在線檢測,精度達毫米級。鎮海煉化把所有控制系統的健康信息接入到儀表智能健康平臺進行集中智能監控預警,智能控制率達99.83%。應用實時數據庫技術和 OPC 協議采集裝置生產數 73 據,流程監控畫面約 5000 幅,儀表位號約 50 萬點,為數據共享和分析提供大數據。二是建立工業互聯平臺二是建立工業互聯平臺,支持人事物互聯支持人事物互聯。投用中國石化自
118、主打造的工業互聯網平臺石化智云,提供基礎設施服務能力和數字化服務能力。建成行業領先、800 平方米的企業云數據中心。分別建成國內首張 4G 和 5G 企業無線網絡,采用 5G 網絡切片技術,切成管理網和數采網兩張網絡,確保數采安全;2000 多臺防爆終端覆蓋生產現場,支持 35 個各類移動應用,徹底改變現場管理模式。2.生產制造數字化能力建設 一是建立生產協同優化模式一是建立生產協同優化模式,提高經濟效益提高經濟效益。創新自研“從計劃、調度、內操、外操和統計不同崗位,調度指令下達、執行、物料移動到統計的端到端生產執行模式”,獲得國家新型實用技術專利。全流程優化實現資源配置最優化,“十三五”增效
119、超 10 億元。近 30 套主要生產裝置投用先進控制技術,年增效 1.05 億元;乙烯和重油催化裝置投用實時在線優化技術,年增效 6300 萬元。2020 年 12 月,“鎮海煉化全流程優化,實現效益最大化”入選國資委數字化轉型典型案例。二是建立綠色發展新模式二是建立綠色發展新模式,提升安全環保水平提升安全環保水平。運用物聯網等技術,全方位在線管理關鍵裝置要害部位;圍繞化石能源清潔化、清潔能源規?;?、生產過程低碳化,扎實推進“無廢無異味綠色示范工廠”建設,在國內煉化企業中首家達 74 到挪威船級社國際安全評級 6 級,2022 年正在獲評 7 級。積極響應雙碳雙控戰略,投用碳資產管理系統,實時
120、跟蹤雙碳雙控規劃執行情況。2020 年建成投用寧波市首家加氫示范站,正積極打造浙江最大的加氫母站。3.運營管理數字化能力建設 一是建立智能一是建立智能物流模式物流模式,降低運行成本降低運行成本。通過無人立體庫+“在線預約+在線安全教育+二維碼自動提化”模式,覆蓋100%公路出廠產品,全年 18 萬車輛出廠 550 萬噸產品。讓承運商最多跑一次、等候時間從 1 天變為 1 小時,客戶物流綜合成本費用降低 15%,安全風險降低。讓企業減少停車等候場地,裝車實現了無人化。二是建立設備數字運營模式二是建立設備數字運營模式,促進裝置長周期運行促進裝置長周期運行?!笆濉逼陂g,聯合集團、設計單位編制 G
121、B/T 51296-2018石油化工工程數字化交付標準和公司工程建設數字化交付執行細則。建設期,實現 120 萬大乙烯工程“物理工廠與數字工廠”同步交付;運行期,以交付的數字工廠為基礎,打造了設備完整性管理系統,打造以維修項目流為主線的“五流合一”設備維護模式,實現數字化運行和維護。(三)案例特點 1.組織先行,構建數字機制 公司成立數字鎮?;亟ㄔO領導小組,公司領導親自推動數字化轉型工作。隨著“組織重組、流程重構、制度重塑”75 數字化轉型需要,首次將企管部作為數字化轉型工作的牽頭部門;因涉及多跨業務域的轉型,動態成立以公司領導親自推動的多跨業務工作專班。動態規劃引領先行、年度計劃剛性落地,
122、效果效益效率優先,綱舉目張;建立月例會、周報告、督辦考核的 PDCA 閉環機制,確保工作部署有統籌、任務進展有反饋、問題協調有保障。2.宣傳引導,構建數字文明 鎮海煉化以制度和大型活動,推進公司數字文化。多次舉辦“數字鎮海煉化青年先行”云對話活動,9000 多人在線參與互動、點擊量 3.4 萬次,以青年帶頭轉變思想觀念。開展“身邊的數字化”勞動競賽,共收到建議 336 條,采納 173條,促進全員參與數字化轉型。開展“我的三維數字化”競賽,開設“數字鎮?;亟ㄔO”專欄、借助“奮進鎮海煉化”等學習宣傳陣地,加強數字化知識共享,養成數字文明和數字文化,認同數字化轉型就在身邊。三三、實施效果實施效果
123、(一)經濟效益 鎮海煉化生產運行水平和經濟效益持續保持國內領先地位,國際著名的美國所羅門咨詢公司績效評估結果,公司是亞太地區最具競爭力的煉化企業之一,乙烯裝置績效在國內率先達到世界領先水平。2021 年,加工原油 2225.37 萬噸,生產乙烯 110.37 萬噸,實現營業收入 1177.90 億元、利稅 76 321.54 億元。(二)社會效益 鎮海煉化積極踐行數字化轉型、智能化建設應用,先后獲得國家智能制造試點示范、物理信息系統試點示范、兩化融合管理體系試點示范,是中國石化“十三五”信息和數字化先進企業。2020 年智能工廠技術研發與應用成果被評為中國石化科技進步一等獎,被國資委列為國有重
124、點企業管理標桿創建行動標桿企業。公司先后入選國務院國資委首批 100 個中央企業愛國主義教育基地、中國石化十大紅色教育基地和浙江省習近平新時代中國特色社會主義思想研究中心首批35 家調研基地之一。77 案例案例 2:中國石油化工股份有限公司茂名分公司中國石油化工股份有限公司茂名分公司 一一、企業簡介企業簡介 中國石油化工股份有限公司茂名分公司(以下簡稱:茂名石化)始建于 1955 年 5 月,是新中國“一五”期間 156 個重點項目之一,是我國首座千萬噸級煉油廠、首座百萬噸級乙烯廠、國內最完善的燃料、潤滑油、化工、煤化工型煉油廠、國內第二家年利潤超百億元的煉化一體化企業。目前,原油加工能力 1
125、800 萬噸/年,乙烯生產能力 100 萬噸/年,有煉油生產裝置 69 套、化工生產裝置 23 套、CFB 鍋爐 7 臺及 6 臺配套汽輪發電機組,同時擁有港口、鐵路運輸、原油和成品油輸送管道以及 30 萬噸級單點系泊海上原油接卸等較完善的配套系統。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 1.建設內容 建設 5G 無線通訊基站、部署 AGV 等自動化智能化設備、AGV 磁導航系統、AGV 在線充電系統、AGV 中央調度系統等功能模塊,同時與 ERP、智能物資管理、集中集成平臺(ODS)等系統進行集成應用,通過 5G 無線技術與中央調度控制子系統等實現物資數據的實時交互、智能化和自動化應用
126、。2.總體架構 78 見圖 1。圖 1 總體架構 3.應用架構 見圖 2。圖 2 應用架構 4.技術架構 為科學統籌系統軟件的開發與維護,在邏輯上將軟件系 79 統劃分為以下 4 個層次結構,分別是驅動層、數據層、業務層和展現層,技術架構見圖 3。圖 3 技術架構 5.集成架構 見圖 4。圖 4 系統集成架構 數據對象解析數據對象抽取數據庫公共內存變量業務層數據層數據處理數據交互業務處理驅動層硬件驅動實現展現層實時地圖運行狀態報警信息記錄查詢配置管理 80(二)實施內容與路徑 1.建設工業 5G 基站提供無線網絡支撐 建設適配無人倉庫高速、低時延、穩定可靠應用的工業5G 通訊基站,實現無人倉庫
127、 5G 信號全覆蓋,為無人倉庫提供下沉到倉庫的 APN 通訊隧道。2.建設無人倉庫基礎設施 改造無人倉庫地面,使地面摩擦系數、接地電阻、水平地面傾斜度等參數符合 AGV 運行的要求;搭建立體貨架、部署調試 5G 工業模組的 AGV,開發出入庫托盤交接位和電子秤接口程序,實現物資自動上下架與出入庫的交接、電子秤自動稱重,使物資出入庫自動上下架完全達到快速、便捷、無人化、安全化要求,支撐無人倉庫業務的高效安全運行。3.建設整體控制單元實現智能化控制 一是建設中央調度子系統,實現 AGV 任務的多線程集中調度、自動導航和自動充電等智能化控制;二是開發適應多任務多平臺的中間件,與 ODS、ERP、智能
128、物資等管理系統集成、實現物資調度,自動下發指令給 AGV,AGV 自動接收出入庫和糾偏指令,完成物資自動上下架、盤點和貨位調整;三是依靠自動化交接位探測機件和 RFID 托盤,精準實現物資上下架時托盤自動被探測。4.科學分區規范現場作業環境 在無人倉庫科學設置 AGV 工作運行區、物資庫區、辦 81 公區,設置隔離邊界和防護設施,確保 AGV 正常運行、物資檢驗人員安全,同時在庫內建設無人倉庫辦公區,配備空調和終端電腦,改善作業人員的辦公環境。5.強化操作認證提高應用技能 實施過程中,大力抓好AGV應用培訓和崗位認證考試,確保相關人員具備上崗操作能力;制定無人倉庫運行維護規范、應急卡片,將流程
129、看板上墻,確保崗位操作有據可依、有制度可依,保持無人倉庫的正常、穩定應用。(三)案例特點 1.技術先進智能化程度高 在 5G 無線通訊技術支撐下,物資出入庫等各環節全部實現數字化管理;應用自動化磁條驅動的 AGV 機器人適應性好、智能化程度高、可靠性好,物資出入庫、搬運等工作完全實現智能化操作和計算機的自動控制。2.規范管理轉變工作方式 通過項目實施,推動供應商按無人倉庫托盤尺寸規格對物資統一規范包裝和發貨,包裝發貨方式由以前的不規則包裝發貨轉變為適應無人倉庫規范管理的規則包裝和發貨方式。3.提升人均勞效實現轉型 項目的智能化應用和平臺化管理,可實現各環節業務線上協同、統一管理,一次性在無人倉
130、庫管理平臺下達數字化 82 命令實現 AGV 智能化搬運,完成物資收發,自動化程度達到 100%,出入庫管理時間減少 5 倍,效率提升 5 倍,實現物資倉儲管理從人工向智能化、數字化轉型。4.提高作業過程安全水平 進一步提升倉庫搬運安全性。通過 AGV 自動化搬運和物資自動上下架,可以避免傳統人工操作和搬運物資跌落貨架發生事故風險,大大提升生產作業過程的安全性和可靠性。三三、實施效果實施效果(一)促進減負提效 無人倉庫 AGV 機器人的自動上下架、分揀等智能化、無人化運行,降低了人工搬運物資的工作量、大大提升倉庫工作效率,目前該倉庫物資的收發貨效率提高到 80%、貨位調整效率提高 60%,實時
131、盤點效率提高 50%以上。(二)經濟效益 一是提高庫容,無人倉庫采用多層智能立體貨架,等于增加 5 個 460 平方米倉庫庫容面積,同時提高該倉庫的庫容周轉率約 45%以上;二是節約成本,可節約庫房建設費共計約 920 萬元(5 個庫房*460 平方/個庫房*0.4 萬元/平方米=920 萬元);無人倉庫項目可支持自然減少 3 名保管員,按每年平均人工成本 25 萬元計算,每年可節約人工成本約 75萬元,同時可減少 5 個同面積庫房每年管理成本約 30 萬元。83 案例案例 3:山東??苹び邢薰旧綎|??苹び邢薰?一一、企業簡介企業簡介 山東??苹び邢薰疚挥跂|營區化工產業園區,是國家
132、認可保留的地方煉油企業和山東石化振興規劃中的重點培植骨干企業。公司原油一次加工能力 220 萬噸/年,獲得國家發改委原油進口使用權,主要產品:汽柴油、液化石油氣、石油焦、硫磺等。截至 2021 年底,公司總資產達 86.77億元,員工 1167 人,營收 159 億元。公司先后榮獲達沃斯論壇“全球成長型公司”、工信部“智能制造試點示范”、全國安康杯競賽優勝企業、山東省節能先進企業等榮譽。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 公司與國際知名的咨詢公司埃森哲合作,規劃了集團整體的 5 年數字化轉型建設方案,用 5 年時間建成“決策支持平臺、運營管理平臺、經營執行平臺、智能生產平臺、技術支撐
133、平臺”五大平臺,打造應用標準體系和治理管控體系兩大體系”,形成促進??破髽I轉型和發展的綜合能力(簡稱“521工程”),實現高端油品煉化能力持續保持國內領先,智能化能力達到行業領先,實現安全、效率與優化等特定領域達到國際領先水平。84 圖 1 ??茢底只w系架構圖(二)實施內容與路徑 ??茢底只D型以“521 工程”為指導,以管理體系為保障,對工廠的設備控制、生產過程、經營管理、分析決策進行全面升級。在智能生產層面。開發建設生產執行 MES、先進控制APC、智能巡檢、生產仿真等系統,實現了生產數據自動采集、產品工藝仿真模擬、技術實時建模優化、產品質量卡邊控制、操作工時合理配置,大大提高了生產績效
134、管理水平,生產數據自動采集率達到100%,全流程自動化率達到96%,能源利用效率提高 13%,產品收率提高 1.5%,操作平穩率提高 15%,生產操作次數由 10400 次/天降低到 1660 次/天,能耗降低所創造的效益達到 1290 萬元/年。85 圖 2 ??浦悄苌a系統示意圖 在決策支持層面?;诖髷祿兔艚?BI 技術,開發商業智能 BI 系統,打造服務不同層級的決策支持應用,建成覆蓋全業務領域的綜合數據倉庫,實現戰略、采購、生產、銷售、人才等 660 個運營數據線上實時分析、趨勢預警,為企業生產、營銷和管理提供決策支持。圖 3 大數據作戰室 在運營管理和經營執行層面。以企業資源管理
135、系統 ERP、“??苾炗汀彪娚唐脚_為核心,建設智能計量、物流調度、LIMS、產品交付等系統,實現客戶自助下單、自助計量、自助裝車等“十大自助”功能,計量效率提升 80%,單班裝車數量提高25%,每年節省人力成本 400 萬元;實行產品交付全流程可 86 視化,對客戶交付進度實時提醒,在行業內樹立以客戶為中心五星級客戶服務體系標準。技術支撐層面。建成總面積 300、2Gbps 互聯網帶寬、40G 核心網、萬兆骨干網、千兆到桌面的私有云數據中心,并與阿里云、移動云、沃云等公有云合作建成企業混合云,充分利用本地私有云便捷安全,公有云按需計費、易擴展、算法模型豐富的優勢,實現“兩地三中心”數據容災備份
136、,現擁有算力 600CPU、500TB 數據量、虛擬服務器達 560 臺。(三)案例特點 ??乒驹诨谥悄苤圃斓钠髽I數字化轉型的道路上,逐步形成了具有鮮明??铺厣?,體現如下:1.生產集約共享 以生產執行為核心,實現生產全過程管理。提升集中管理能力,強化執行力度,結合經營決策與生產過程,搭建生產管理組織能力優化體系,協調各方資源集中指揮生產,共享執行過程信息,實現集約化管理以及減員增效。2.安全綠色發展 以 HSE 管理為核心,強化裝置、工藝、操作、現場作業等環節安全平穩,降低能耗并提高物效,從本質上控制三廢排放,實現安全綠色可持續發展。3.市場敏捷優化 以排產優化為核心,實現快速市場響應,貫
137、徹執行力度。87 把控市場趨勢,快速響應市場供應與需求,及時進行采購、生產、質控、交付服務等各項業務的協同執行與優化,形成卓越市場能力體系,捕捉先機,實現提前預知性決策,實現敏捷彈性運營。4.資產智能預知 以設備管理為核心,提高可靠性,降低運維成本。企業需要重視提高設備利用率與設備資產經營效益,提升設備管理水平,利用大數據分析技術,不斷提高設備可靠性,挖掘資產回報潛力。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 通過數字化轉型實施,??乒緦崿F生產效率提高 31%,運營成本降低 30%,產品研制周期縮短 21%,產品不良品率降低23%,能源利用率提高18%。近五年安全生產事故為零。(二)社會效益 1
138、.助力節能減排 數字化轉型必然要求化工類高耗能企業進行生產方式變革,引入數字化技術,改進生產工藝流程,提高設備運轉效率,提升生產過程管理的精準性,進而在提升高耗能企業生產力和工作效率的同時有效促進節能減排。??乒就ㄟ^上線 APC,MES,PID 整定、能源管網優化、流程模擬、調度排產等系統,直觀快速確認異常點,為雙碳減排提供數據 88 支撐,轉型前后年碳排放量下降 24%。2.提高員工幸福感 圍繞員工生活和工作,公司積極改善生活區配套設施,增加運動健身器材、千兆寬帶、無人售貨機等,上線了工資條、智慧餐廳、智慧班車等系統,將員工切身關注的信息可視化。在工作上,通過上線 RPA 機器人、智能取送
139、樣機器人、報表系統等,利用智能化手段解決員工勞動強度高、價值低的重復性工作,使員工專注于更高技能、創造性地工作,在獲得幸福感的基礎上,幫助企業實現創造力的提升,助力業務增長。3.加速企業精神文明建設 ??萍瘓F擁有“學習”的企業文化,秉持“學習、現代、速度、精細”的企業精神。在企業數字化轉型過程中,形成“學習、學習、再學習,向前、向前、再向前”的企業文化核心價值觀,形成完整的協同辦公平臺、??浦?、??乒娞?、??粕虒W院、微社區、網絡直播等上傳下達、對內對外的暢通宣傳媒體。??仆ㄟ^現代化的傳播途徑強化內部管理,高效服務客戶,夯實文化基礎,深化理想信念教育,加速企業精神文明建設。89 案例案例 4
140、:中煤陜西榆林能源化工有限公司中煤陜西榆林能源化工有限公司 一一、企業簡介企業簡介 中煤陜西榆林能源化工有限公司(簡稱中煤陜西公司)是中國中煤能源股份有限公司的全資子公司,主要負責中煤集團在陜西省煤炭、煤化工、電力、鐵路等項目的投資籌建和生產經營工作。2010 年 4 月在陜西省榆林市注冊成立,現注冊資金 121.90 億元、總資產 329.4 億元。公司主要項目有:化工分公司一期 205 萬噸/年甲醇、60 萬噸/年烯烴項目已經投產,二期 240 萬噸/年甲醇、110 萬噸/年烯烴項目正在辦理前期手續,化工配套資源 2000 萬噸/年大海則煤礦及選煤廠項目,與延安車村煤業集團均股合作建設 5
141、00 萬噸/年禾草溝煤礦及選煤廠等。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 90 圖 1 數字化轉型架構圖 一方面,通過數字技術深入應用,助力并推動企業向能源流、信息流、碳流、價值流“四流合一”轉型跨越,提高能源轉換和配置效率;常態化開展能效對標,不斷降低裝置能源消耗。另一方面,通過主動在數字化文化培育、價值認同、領導力培養等方面持續探索,發動企業全員參與,自上而下地對組織活動、管控體系、業務流程和員工能力結構等方方面面進行再定義、再優化、再創新;通過數字鏈條積極構建致密的產業鏈和價值鏈,為煤化工企業高質量發展精準賦能、賦智、賦值。最終,不斷提升企業核心競爭力,實現生產模式、服務模式和商
142、業模式的持續創新,從而更好地適應和引領新形勢下煤化工行業高質量發展。同時,制定了“五橫三縱”八大體系的數字化轉型任務?!拔鍣M”分別是全面覆蓋的數字應用體系、統一開放的應用支撐體系、共建共享的數據資源體系、集約安全的基礎設施體系、高度自動化的生產控制體系;“三縱”分別是制度體系、標準規范體系、組織保障體系。(二)實施內容與路徑 1.打造行業領先的工業互聯網平臺基座 中煤陜西公司打造了一個先進、完善的云架構數據中心,私有云桌面云服務器、核心數據庫、核心存儲、備份系統、91 網絡設備等均集中部署在云數據中心內。公司于 2020 年開始建設工業互聯網平臺,依托物聯設備接入、數據分析處理、工業微服務等核
143、心技術,通過對人、機、物、系統等的全面連接,逐步構建起覆蓋全產業鏈、全價值鏈的全新制造和服務體系,向下對接設備、傳感器,向上支撐工業應用,將信息流、資金流和制造能力在云端匯聚,推動企業應用上云、應用上工業互聯網平臺。2.數字技術構筑智能安全生產運行新模式 圖 1 生產運營優化與應急救援中心 一是通過在煤氣化裝置開展了智能化巡檢系統的試點建設,實現現場環境的全面感知與監控,研究利用智能化手段代替人工的現場巡檢新模式。將紅外熱成像、光纖聲音偵聽、超聲測厚、視頻流智能分析、光纖測溫等先進感知手段深度應用在巡檢作業中,集成 10 多套業務系統,結合大數據分析手段實現裝置、設備的全時無死角監測,提高巡檢
144、質量和裝置管控水平,降低人員暴露在危險區內的安全風險和作 92 業強度,消除了人工巡檢的時間和空間盲點,改變傳統巡檢模式,提升了生產管理人員對生產現場的預知預警能力,探索內外操融合,有序推進現場智能化、無人化巡檢。二是通過物聯網、智能傳感器、機器人、AI 視覺、4G/5G等新一代信息技術賦能新應用場景,成為陜西省首家實現“5G+工業+互聯網應用”的企業。實現大機組、關鍵機泵、疏水閥和管道腐蝕的狀態監控與診斷,提升設備的預防和預測性維護能力。建立移動作業管控平臺,有效提升高空、受限空間等作業監護管控能力。三是以“工業互聯網+?;踩a”試點項目為主線,統籌設計、建設和管控,在設備管控、質量管控
145、、安全管控、調度指揮與優化、敏捷應急、信息安全等方面重點突破,全面推動關鍵設備設施全面感知、業務協同數字化、生產管控智能化、危險環境及關鍵環節作業少人化、智能化,賦能企業安全生產提升,培育一系列煤化工板塊標桿應用,形成煤化工產業“工業互聯網+安全生產”新模式。3.數字賦能生產管理,提升管理效率效能 一是以生產執行系統為基礎,結合公司管理模式,引入內部市場化的管理理念,借助信息化手段助推管理創新,轉變職工思想觀念,有力推動企業管理向精、細、嚴發展。同時,市場化運營還促進了公司內部的良性競爭,有效降低了公司的單耗、能耗。93 二是建立了集熱動力裝置與全廠蒸汽管網為一體的智能蒸汽優化模型。實現對蒸汽
146、系統的管線、閥門和設備的運行參數進行模擬計算,實現對蒸汽管網的節能效果模擬評估,指導蒸汽系統的技改、運行方式優化等工作,節約成本達2000 萬元。三是基于生產數據,建立一系列不同生產負荷下成本及效益測算模型,開啟“算賬式生產”模式。緊盯市場行情變化,實時進行效益測算,及時調整各裝置最優運行負荷,實現了機組運行效率及產品市場效益最大化。僅 2021 年四季度,實施各裝置負荷調整 10 余次,測算 40 余次,挖潛增效約 500萬元。4.打造數字孿生工廠,構建綠色低碳生產場景 一是建設了 DMTO、烯烴分離工藝優化模型,通過智能孿生模型和優化器,實現了反應氣體組分,精餾塔分離組分等不可測變量的軟儀
147、表功能,及時指導了生產操作,年減少CO2 排放約 5.37 萬噸。二是通過氣化爐性能模型與 APC 穩定控制及卡邊操作相結合,優化氣化爐操作溫度,降低合成氣消耗,比煤耗降低 0.2%,比氧耗降低 1.2%,單爐每年可節約成本約 122.8 萬元,年減少 CO2 排放約 2.61 萬噸。三是甲醇合成裝置智能模型正在建設過程中,投運后,將會在降低氫碳比的波動,減少馳放氣量、降低氣化爐粗渣 94 殘炭這三個方面發揮重要作用,預計每年可節省原煤 8174 噸,相當于減少 CO2 排放約 1.8 萬噸。(三)案例特點 中煤陜西公司構建了從煤到甲醇再到聚烯烴產品“由黑變白”的完整產業鏈,在行業率先推動數字
148、化轉型,積極構建致密產業鏈、價值鏈、安全鏈,在打造多能互補、綠色低碳現代煤化工產業方面形成了中煤特色、中煤方案和中煤模式,為引領煤化工產業高端化、多元化、低碳化發展做出了積極貢獻。在智能工廠建設方面,中煤陜西公司堅持“以人為本”的核心發展理念,牢牢把握數字化轉型的重要戰略機遇期,把數字技術和人因要素充分融合,提升員工幸福感和文化認同感;踐行“無人則安”的安全理念,創新數字化應用場景,積極探索智能安全生產運行新模式,全面提升本質安全水平。通過數字技術激活和優化產業鏈和價值鏈,為煤化工企業高質量發展精準賦能、賦智、賦值。通過數字化轉型、智能化應用,打造綠色節能智能工廠,構建綠色低碳生產場景,助力企
149、業提高生產效率、降低消耗,厚植高質量發展競爭優勢,取得了顯著效果。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 一是經營成果行業領先。從 2014 年底投產到 2021 年底,95 累計生產聚烯烴 516 萬噸,實現營業收入 396 億元、利潤 48億元,經營業績保持行業領先。聚乙烯被工信部評為第二批全國制造業單項冠軍,烯烴裝置成為國內連續運行時間最長、生產最穩的煤經甲醇制烯烴裝置。二是勞動生產率提升明顯?;し止粳F有職工 930 人,相較于典型的煤制烯烴工廠(1200-1400 人),人均勞動生產率提升 20%以上。三是生產單耗水平行業領先。甲醇耗煤從 1.46 噸標煤/噸降至 1.31 噸標煤/
150、噸、耗氧從 930 標立方/噸降至 860 標立方/噸,達到行業第一;雙烯耗甲醇從 3.173 噸/噸降至 2.908噸/噸,處于國內同類企業領先水平,僅此一項降本近 2 億元。(二)社會效益 一是綠色環保方面成效顯著。采用先進環保工藝技術,并實施了鍋爐超低排放、氣化細渣綜合利用、VOCs 治理等改造升級,各類污染物排放均低于國家排放標準;同時,建設了智慧電廠、蒸汽優化平臺、循環水優化、能源評價和環境監測監控等平臺,率先實現煤化工行業全過程用能優化和全過程污染物的控制。通過煤漿提濃技術改造、蒸汽冷凝液回收和 MTO 余熱鍋爐改造等技改項目,減少碳排放 17.58 萬噸;持續開展了全廠蒸汽動力系
151、統優化、氣化裝置、甲醇合成碳氫比優化、DMTO 裝置和烯烴分離裝置的 APC 先進控制項目,年減少碳排放 11.78 萬噸。96 二是踐行以人為本的文化理念。依托數字化手段,探索無人值守和智能巡檢,實施受限空間作業、人員精神狀態的可視化、智能化監測,采用設備智能診斷、無人巡檢等技術,堅決執行紅線區域作業人員“應撤盡撤”。三是積極參與行業規范標準建設工作,賦能行業發展。目前已取得科技創新成果 137 項,其中獲得國家授權專利 37項,填補了國內多項技術領域的空白。97 案例案例 5:內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司內蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司 一一、企業簡介企業簡介 內蒙古中煤蒙大新能源化工
152、有限公司于 2012 年 5 月 9日成立,是中煤能源股份有限公司所屬的全資二級企業,注冊資本 31.986 億元,公司位于內蒙古自治區鄂爾多斯市烏審召化工項目園區,主要負責中煤集團在鄂爾多斯地區投資建設的年產 50 萬噸工程塑料項目建設和管理工作。公司占地面積為 197 公頃,總投資 106.36 億元。公司采用國際先進的甲醇制烯烴技術,以周邊地區富足的甲醇為原料,延伸發展甲醇下游產品,主要裝置包括 DMTO、烯烴分離、聚乙烯、聚丙烯、C4、PSA 等六套生產裝置及配套的空分、熱電、罐區、循環水、污水回用等公用工程裝置;公司以 180 萬噸甲醇為原料,主要產品為 30 萬噸/年聚乙烯、30
153、萬噸/年聚丙烯以及 C4、MTBE 附屬產品等。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 項目技術方案由基礎工藝層、核心技術裝備層、生產管控層、運營管理層四層體系結構組成,并充分運用工業互聯網、人工智能技術實現具有數字化工廠特征的全部要素。98 圖 1 項目技術路線圖(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 公司網絡按功能劃分為工業互聯網和辦公網絡。(1)工業互聯網(設備網):工業控制網:聯通各個裝置的 DCS 系統、SIS 系統和有毒有害可燃氣體警系統 FGS 及電力監控系統 SCADA 系統。工業視頻網絡:聯通各生產裝置區內的視頻攝像頭及流媒體服務器等。(2)辦公網絡(IT 網):
154、為各種信息化應用提供網絡鏈路,連接各種網絡基礎設施、網絡安全設備、服務器、存儲設備、電腦終端等等。華為 4G 無線專網作為辦公網絡的補充,為移動智能終端、無 99 線儀表、無人機等提供無線網絡支持。辦公網絡通過網絡專線接入中煤集團公司內網,通過防火墻接入互聯網,通過單項物理網閘與工業控制網連接,實現了信息的互聯互通。2.生產制造數字化能力建設(1)項目數字化交付 借助三維數字化平臺,實現吊車吊裝作業、土方作業、搭腳手架作業的模擬仿真,對吊車停放位置、土方作業地下建筑進行預警,可以進行土方量計算、腳手架橫桿、豎桿總量計算等,為工程據實結算提供依據。依托三維數字化模型對DMTO和熱電裝置踐行了VR
155、仿真,用于員工培訓和模擬展示?;诠に嚹P?,使用DYSIM5.0 搭建了生產裝置的仿真系統 OTS,對 DMTO、烯烴分離、C4、聚乙烯、聚丙烯裝置的工藝流程進行仿真,用于員工操作培訓和工藝流程模擬驗證。(2)安全應急 100 圖 2 應急指揮系統功能集成圖 應急指揮系統集成實時數據庫、工業(移動)視頻、可燃(有毒)氣體報警器、車輛 GPS 定位、門禁系統等信息,實現安全生產過程安全事件和經驗活動的實時信息采集、匯總分析、統一上報,滿足企業對裝置生產情況和安全事件的集中管控需求。在應急指揮系統中集中展現全公司各生產裝置各類安全管理和預警事件,第一時間反映各類預警信息。(3)環保減碳 實行環保計
156、劃管理,包括五年規劃、年度計劃、年度指標三個部分;實行統計分析管理,包括監測結果統計、環保周報、環保月報、固廢月報;實現數據查詢,包括小時數據查詢、日數據查詢、歷史曲線查詢;實現報警監控,主要用于實現污染物監測和指標完成情況監控;實行流程管理,包括異常排污申請、環保設施停運申請的審批;實行綜合管理,包括制度標準管理、系統首頁兩個部分。101(4)設備管理 關鍵機泵在線監測智能預警系統能夠及時掌握全廠 115臺關鍵機泵運行狀態。通過引進軸承振動、溫度,工藝運行參數等實時變化趨勢,設立運行參數變化報警提示功能,及時提醒操作人員和設備維護人員處理運行過程中的異常事件,依托機泵大數據平臺,進行大數據分
157、析,自動判別機泵運行故障類型并通過軟件和手機 APP 及時推送,實現機泵運行故障智能化診斷。圖 3 機泵在線檢測系統 3.運營管理數字化能力建設(1)生產計劃優化 數字化工廠生產系統方面建設了一套涵蓋整個甲醇制烯烴所有工序過程的生產執行系統 MES,以信息化手段固化生產過程的管理模式,實現車間的透明化、無紙化管理。向下銜接企業實時數據庫平臺,向上為企業資源管理 ERP 等其他數字化工廠管理系統提供進一步數據服務。102 MES 系統主要業務功能以實時數據庫平臺為支撐,為生產運營層系統生產服務為核心,構建物料管理、能源管理、計量管理、計劃管理、操作管理、衡器數據庫、電子巡檢、設備管理、安健環管理
158、等功能,實現各業務系統的協同集成。(2)企業資源管理 中煤蒙大實施 ERP 集中式財務管理,能更好地集成多個地點的系統,使分布在各處的系統能夠持續標準化作業。通過提高庫存周轉率和及時采購緊缺物資等方式,來降低企業的經營成本。包含了采購管理系統、應收帳款管理系統、應付帳款管理系統、總帳管理系統等模塊、實現了企業物資管理、銷售管理、財務管理、成本管理、計劃管理等的相統一,加強了企業內部的溝通協作與信息共享。(三)案例特點 1.帶動煤化工企業的數字化工廠建設以及智能制造裝備、人工智能技術、大數據技術的創新與應用。本項目在作業智能監控技術、生產裝置智能化控制、三維可視化虛擬巡檢、設備遠程故障診斷與預測
159、分析、產品包裝碼垛生產線、智能傳感與控制裝備、生產應急指揮、工業軟件及網絡設備等領域都是國內自主研發應用;作業智能監控技術用在煤化工企業現場作業監控、工業機器人用在尿素加藥、大數據庫技術用在機泵群在線監測與分析、甲醇制烯烴(DMTO)裝置實施智能控制是煤化工行業首次創新應用,103 帶動了這些核心技術裝備與智能技術在煤化工領域的推廣應用。2.助力企業向更高質量發展 項目建成后的尿素加藥成套裝備、甲醇制烯烴(DMTO)智能控制、現場作業智能監控、三維可視化智能巡檢等系統應用之后,甲醇單耗將在原有的 2.985t/t 的基礎之上持續降低,取得了良好的經濟和社會效益,全面提升了公司的生產、安全等方面
160、的管理水平,進一步促進降本增效、安全環保、節能降耗等各項指標趨于更高水平,助力企業向更高質量發展。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 通過數字化工廠建設,運用數字化制造技術,結合獨特的技術創新,實現了自動化生產、檢測、追溯、智能化包裝、碼垛,克服生產過程中的瓶頸環節。建立了三維管理模型,實現了數字化、生產模型化分析決策,將過程管理的能源、安全、質量、成本、設備等報表式模式轉化為智能化的管理系統,動態跟蹤,數字化工廠建設質量不斷提升,大幅提高了生產效率,雙烯甲醇單耗不斷刷新紀錄、兩聚產品差異化效益巨大、三劑國產化成果顯著,2020 年生產聚烯烴產品75.4 萬噸,降低了產品不良率,降低了生產成
161、本,為公司帶來可觀的經濟效益。104(二)社會效益 融合核心技術裝備、自動化控制、過程控制、信息化管理等先進技術,建立集生產控制、優化于一體的中煤蒙大智能化制造體系,對產品生產質量保證和科研設施的提升及企業的發展奠定堅實基礎。增加當地政府的稅收收入,生產過程中使用輔料及部分原料將在當地就近采購,其消耗量隨著企業的發展逐年加大,因此將為當地的煤炭、甲醇生產企業提供較大的發展機遇。解決當地部分勞動力就業問題。項目的推廣應用對促進內蒙古地區煤化工企業裝備與生產過程質量控制關鍵技術的研發和產業化,促進煤化工產業技術轉型升級和推進煤化工產業智能化進程等方面具有重大的應用價值和顯著的社會效益。105 案例
162、案例 6:中鹽紅四方股份有限公司中鹽紅四方股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 中鹽紅四方現為中鹽集團的全資子公司,占地面積 3250畝,擁有 8 家全資、控股子公司(含紅四方肥業),除中鹽?;驹诮K常州外,其余公司都在合肥市肥東縣。截至7 月底,在冊員工 4300 余人,公司下設 15 個職能部門、14個車間(含分公司)。2021 年中鹽紅四方合并報表工業總產值 104.63 億元,營業收入 100.48 億元,實現了工業總產值、營業收入兩個“過百億”。中鹽紅四方形成了煤化工、鹽化工、精細化工及新能源、新型建材等系列產業布局,成為綜合性國家大型化工企業,國家大型支農物資化肥生產企業,安徽
163、省疫情防控物資重點保障企業,安徽省創新型試點企業、安徽省產學研聯合示范企業、全國首批通過“兩化融合”管理體系認定企業,擁有國家級技術中心、省級技術中心、中鹽鹽化工技術中心、博士后科研工作站。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 紅四方在生產流程采用國內外先進的自動化控制系統,包括生產流程控制的 DCS 系統,生產安全聯鎖的 SIS 系統、智能儀表診斷的 ASM 系統、大型機組監控及診斷的 ITCC 和CCS 系統、有毒有害氣體檢測及監控 GDS 系統,生產現場視頻監控系統以及用于自動化生產線的人工智能機械手等 106 生產管理采用 MES 生產制造執行系統。企業資源計劃管理采用 ERP
164、 系統。檢測設備接入點約 70000 點。圖 1 數字化轉型系統架構圖(二)實施內容與路徑 中鹽安徽紅四方股份有限公司數字化轉型數據中臺建設項目,提供可滿足未來網絡全面升級的網絡解決方案,本次建設包含基礎園區網絡和工業互聯網兩個部分,本項目通過兩張物理隔離網絡承載以上兩個系統。為貫徹國家對網絡安全保障工作的要求以及等級保護“堅持積極防御、綜合防范”的方針,全面提高網絡安全防護能力,本項目包括網絡安全等級保護整體設計和建設,全面提高網絡安全防護能力。為貫徹落實工業和信息化部、中央網信辦聯合印發IPv6 流量提升三年專項行動計劃(2021-2023 年),圍繞 IPv6 流量提升總體目標,本項目包
165、括 IPv6 的改造。本次 IPv6 的改造涉及 IT 基礎設施和平臺及應用系統兩個方面,通過全面 107 改造網絡設備、安全設備、操作系統、數據庫、中間件、應用系統、DNS 等基礎軟硬件,完成中鹽安徽紅四方股份有限公司整體 IPv6 遷移改造,并配合完成國務院國資委 IPv6 試點的驗收。為有效控制辦公 PC 電腦的未來設備投入成本,降低辦公 PC 電腦的管理費用,提升桌面及終端數據管控安全性,提高辦公人員的辦事效率,有效降低整體 TCO,本項目也包括云桌面的建設。目前現已采用一體化整體機房解決方案,完成數字化轉型數據中臺機房的智能化系統工程改造建設。目前正在開展基礎網絡建設,網絡安全建設,
166、GPON、IPv6 改造以及本次網絡建設所涉及的弱電工程、云桌面的建設。開展數字化轉型數據中臺建設-虛擬化備份系統建設,項目包含虛擬化服務器、虛擬化軟件、存儲等。同時,實施應急部試點示范項目中鹽安徽紅四方股份有限公司工業互聯網+?;踩a子項目(包括工業互聯網底座、安全風險數字化管控平臺、人/車定位系統、視頻智能識別分析系統、智慧門禁一卡通系統等項目建設,以及相關多媒體系統改造)。(三)案例特點 1.將基于單點登錄模式,實現統一身份認證功能,使得用戶通過一個賬戶就能夠登錄信息化體系中所有具有權限的信息系統。2.提供統一的信息門戶,采用應用集成等方式,方便用 108 戶進行業務數據處理、辦公信
167、息管理、內外網新聞查看、信息共享等功能。3.移動辦公:實現基于手機、PDA 等移動終端的業務處理、信息查詢等功能,實現多樣化的辦公模式。三三、實施效果實施效果 項目實施,促進企業節能、安全、環保管理體系上臺階,實現數據完整性提高到 95%以上,生產數據統計工作量減少80%,庫存量降低 10%,員工工作績效提高 20%,制造成本下降 1.5%,產品等級品率提高 2%。109 案例案例 7:河南心連心化學工業集團股份有限公司河南心連心化學工業集團股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 河南心連心化學工業集團股份有限公司位于河南省新鄉經濟技術產業集聚區,1969 年建廠,2003 年完成改制,是一家集
168、研發、生產、銷售、服務為一體的化肥行業龍頭企業、國家高新技術企業,建有目前國內唯一的中國氮肥工業(心連心)技術研究中心。心連心公司是國內單體規模和單位產品盈利能力一流的氮肥企業,目前擁有河南、新疆、江西三大生產基地,生產尿素、復合肥、甲醇、三聚氰胺等產品。心連心常務先進煤氣化技術,公司的“車用尿素、腐植酸肥料、高壓法三聚氰胺、二甲醚”四大品牌產品居國內行業前列,下屬分支公司的甲醇、糠醛、糠醇、二氧化碳、雙氧水、醫藥中間體等產品也在行業內名列前茅。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 全面提升心連心集團的核心競爭力,致力于把心連心公司打造成行業內最先進的數字化管理企業,實現先進的綜合集團
169、管控模式。優化供應鏈管理,提升信息、物料、資金、產品等配置流通效率,推動設計、采購、制造、銷售、消費信息交互和流程再造,形成高效協同、彈性安全、綠色可持續的智慧數字化管理網絡。深化制造業服務業和互聯網融合發展。大力發展“互聯網+”,激發發展活力和潛力,營造融合發展新生態。突破工業機理建模、數字孿生、信息物理系統等關鍵技術。110(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 心連心集團依據工業控制系統信息安全防護指南相關要求,并結合 GBT22239-2019信息安全技術網絡安全等級保護基本要求相關條款,率先在江西心連心建設中,完全實現等保 2.0 的物理隔離,安裝有流量異常監控、安全審計、安全
170、操作日志等設備,控制站與控制站之間實現物理防火墻隔離,防止病毒在整個控制網內傳播。在心連心集團的先前建設現有的所有工程師站、控制站采用獨立的控制室安裝,并在控制室加裝物理鎖具進行防護。心連心公司采用混合云架構,用網絡專線將阿里云與本地機房打通,各服務器組成局域網模式,內網訪問更加快速,外網訪問更加穩定。借助云平臺成熟的技術和雄厚的網絡安全能力,可以更有效確保企業信息數據安全。實施云平臺安全升級防護項目,部署安全態勢感知服務,統一安全管理全網威脅管控,跨平臺部署統一控制臺管理,主動防御防病毒、防勒索主動查殺,防篡改防止網站被惡意植入,自動化安全運營自動化溯源攻擊源頭和原因;部署云邊界網絡安全防護
171、服務,實時同步全網威脅情報,全面阻斷威脅,通過特定應用的虛擬補丁,精準阻斷攻擊。心連心集團在云上的信息安全服務投入占比提高至 150%,有效保護云上資產和本地主機并滿足監管合規要求。111 2.生產制造數字化能力建設 在生產制造上,心連心公司利用 OTS 模擬仿真平臺,進行工藝流程仿真,模擬生產狀況、工藝系統、設備啟停、故障處理,實現生產控制培訓前移。利用 MES 生產制造信息平臺,在每個分廠建立了調度中心,配備了自動控制系統。操作人員可根據生產工藝特點,遠程操控現場設備,結合能源管理系統,實時采集能源消耗數據、工藝數據,及時客觀分析,調整工藝操作,大大促進了能源消耗的降低,提高了綜合能源利用
172、率,促進整個生產過程的節能減排,安全環保。(1)生產運行集中監控 圖 1 公司生產集中監控界面 根據公司管理需求,我們對能源供應、設備的啟停狀態、生產及關鍵指標進行重點監控。系統平臺實現了能源供給與生產負荷聯動調整,關鍵運行指標超標報警等功能。管理人員依據系統聯動調整結果及指標報警反饋信息,進行生產異常預判和生產負荷調整,快速有效管控處理生產異常環節,112 及時將生產瓶頸影響降至最低,確保安全環保穩定長周期運行。(2)鍋爐運行智能調整 采用鍋爐 APC 先進控制解決方案,基于鍋爐燃燒過程機理,結合鍋爐燃燒行業專家經驗與現場操作經驗,采用多變量模型預測控制、專家規則控制、非線性控制等智能控制策
173、略,依據主蒸汽壓力、煙氧含量、床層溫度及床層壓差進行非線性控制計算,通過聯鎖、自調功能,系統自行調整鍋爐一次風、二次風、給煤與排渣,有效保證了鍋爐高效運行。同時克服了鍋爐系統大滯后、強耦合、多干擾等控制難點,實現鍋爐各項指標穩定度大幅提升,節能減排效果明顯。(3)環保監控調度 建立大氣、污水外排指標變化趨勢數據分析,控排標準對標分析模塊。系統能夠實時分析大氣排放指標與鍋爐參數之間的關系,生成排放指標變化趨勢圖。管理人員依據排放指標變化趨勢,系統分析排放指標未來變化可能,進一步準確判斷鍋爐運行中的給煤、給風匹配情況,指導生產操作人員快速響應,及時調整鍋爐運行參數,確保各項指標達標排放。排放物 國
174、家標準 內控標準 實際排放值 顆粒物 20mg/m3 10mg/m3 5mg/m3 二氧化硫 50 mg/m3 35 mg/m3 10 mg/m3 113 氮氧化物 100 mg/m3 50 mg/m3 40 mg/m3 COD 50 mg/l 40 mg/l 30 mg/l 氨氮 15 mg/l 4 mg/l 1 mg/l(4)能源平衡供給 系統平臺實時進行能源“供應-輸配-消耗”各環節平衡計算,根據平衡計算結果,系統分析公司、分廠各層級能源平衡,便于查找供需不匹配或者能損耗較大的環節,調整園區內部能源供給關系,實現公司資源最大化利用,達到能源平衡供給,優化能源使用。(5)循環水系統尋優 能
175、源管理系統將大氣溫度、循環水流量、給回水溫度及溫差數據進行統一監控管理,形成溫差變化趨勢圖,系統評估涼水塔冷卻效果。利用大數據計算自動尋找風量與水量最佳節能工作點,及時調整冷卻塔風機風量與循環水泵水量運行負荷,實現水泵、風機節能。(6)能耗分析報表 能源管理系統將采集的產品產量及煤炭、電、蒸汽等能源消耗數據,進行分類、整理、分析,以表格、趨勢圖、柱狀圖等形式展現能源指標差異情況、能源消耗及單耗變化趨勢,輔助管理人員查找能源消耗異常原因,為能源利用效率提升提供數據支撐。3.運營管理數字化能力建設 114 公司堅持以客戶需求為中心,以工業互聯網技術為指導,著力推進企業數字化管理和智慧服務高水平協同
176、發展。從 4個層面建設智慧管控,基礎設施層,包括主數據、服務器、數據存儲、信息安全、檢測感知、自動控制等,保證業務運行的基礎硬件以及底層數據采集。制造執行層,主要是圍繞生產智能化、安全智能化進行建設,大型智能設備引入,輔助管理系統實施,確保安穩長滿優。運營管理層,即圍繞企業經營管理進行建設,生產、銷售、采購、財務、物流等。經營決策層,對底層數據、業務數據、外部數據進行抓取分析,從而輔助經營決策。融合供、產、銷、研、服全要素,聯合研發技術安排生產,精準農業需求,賦能真正意義上的“端”到“端”,貼心服務農民。(三)案例特點 通過工業互聯網與工業的深度融合,促進公司數字化管理。通過打通上游供應商和下
177、游客戶,堅持以供給側結構性改革為主線,深化業務關聯、鏈條延伸、技術滲透,推動先進制造業和現代服務業相融相長、耦合共生。推進智能化改造和上下游標準銜接,推廣標準化裝載單元,發展單元化物流。打通了用戶與企業的信息交互,能夠更多地掌握市場一線信息。整合公司內、外部運輸資源,建立高效的配送體系,搭建高效的廠區物流體系,實現信息流、業務流、資金流、車流、人流、貨物流的有序運轉,規范物流基礎管理,提高 115 作業效率。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 圍繞集團公司戰略要求及經營目標,截止到目前,集團公司智能化轉型主要成效由七大應用場景,分別為一體化的集成平臺、智能計劃排產、智能生產協同、營銷一鍵通、
178、安全雙預控、智能應急指揮、智能決策分析平臺,對整體運營帶來提升,七大應用場景將業務管理由線下轉變為線上,生產執行實現自動化,安全環保管理提升,營銷模式轉型升級,能源消耗精準分析,生產工藝科學調整。主要成效:研發周期縮短 50.1%左右,庫存資金占用降低 20.3%左右,產品不良品率降低 30.6%左右,發運效率提升 30.1%左右,能耗降低 13.2%左右,生產效率提升 18.5%左右,交易效率提升 20.7%左右。(二)社會效益 氮肥行業目前面臨著嚴重的產能過剩,產品同質化嚴重。2014 年全國的尿素產能是 8070 萬噸,實際需求(工業加農業)一共只有 6000 萬噸,靜態分析過剩 200
179、0 多萬噸,2015年氮肥企業虧損約占行業的 70%。氮肥產能主要集中在低端的普通尿素上。普通尿素本身易流失,容易造成土壤板結和其他環境問題。公司已經開發出控失尿素多個品種的高效肥,通過科技創新把肥料的利用率從 30%,提升到 60%,農作物增產達到 10%以上。116 案例案例 8:甕福甕福(集團集團)有限責任公司有限責任公司 一一、企業企業簡介簡介 甕福(集團)有限責任公司(以下簡稱甕福集團或公司)是國家在“八五”“九五”期間為保障國家糧食安全、填補國內高濃度磷復肥空白而建設的全國五大磷肥基地之一,是貴州重點骨干企業。目前,甕福集團已是集磷礦采選、磷復肥、精細磷化工、硫煤化工、氟碘化工、科
180、技研發、國際國內貿易、物流、國際工程總承包、現代農業產業、環保技術輸出為一體的國有大型企業。甕福集團公司是國家級創新型企業、國家高新技術企業,擁有行業唯一的中低品位磷礦及其共伴生資源高效利用國家重點實驗室,建有博士后科研工作站、國家級企業技術中心等 2 個國家級、10 個省部級技術創新平臺,累計參與編制國家、地方、行業、企業技術標準 79 項。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺以網絡、數據、標識為基礎,行業賦能、產業協同、公共服務為核心,設備、控制、網絡、應用、數據安全體系為保障,工業大數據、邊緣計算、人工智能、區塊鏈、數字孿生等信息技術為支撐,打
181、造集數據采集,工業 PaaS,工業 APP 應用于一體的磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺。甕福集團構建的“磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺”總體架構分為數據采集層、工業 PaaS 層、應用服務層。117 項目總體建設方案如下圖所示:圖 1 項目總體建設內容(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設(1)IT 基礎設施建設 IT 基礎設施建設包括建設邊緣網關、改造工業現場網絡設施、智能化改造磷化工設備等內容,將為整個工業互聯網平臺提供數據互聯和基礎和支撐。工業 PaaS 層將建設磷化工機理模型庫、數據,業務和制造中臺、應用開發及部署環 118 境和接口平臺,為平臺賦能應用提供機理模型、數據
182、信息、環境和業務接口的支撐。賦能應用服務將對磷化工行業、全產業鏈和公共服務等三個領域進行賦能,打造新的生態和生產運營模式,促進產業高質量發展。(2)平臺建設 磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺是依托甕福集團在磷化工行業的龍頭企業地位和先進生產管理經驗,梳理并總結磷化工行業知識和共性標準,結合生態合作伙伴優勢,構建工業互聯網支撐平臺,整合生產運行、運營管理、設備維護等數據,挖掘數據核心價值,完善賦能與公共服務應用方案,沉淀工業機理模型、微服務組建和工業 APP。2.生產制造數字化能力建設(1)通過基礎信息化補課實現業務在線 數據是一切信息系統運轉的基礎,同時也是其運轉的結果。目前,甕福集團已實現
183、采購業務、生產管理、合同管理、人力資源管理、財務管理、庫存管理、流程協同業務、安全管理的在線運行;物流運輸、銷售業務的業務信息化系統正在開展建設中。(2)全面獲取基于業務運行的數據 除了上述業務系統以外,還存在大量游離于既有系統以外的數據,例如項目管理、證照管理、資質核對、委外管理等方面的數據資源。由于涉及多個相關的職能管理部門和業務口,且過去的信息傳遞方式多是通過 OA、QQ、微信等介質,用表單和文字的形式進行,故經常導致數據格式難統一、119 途徑分散難匯總、事后難追溯的情況。針對此種情況,甕福集團采用統一規范的數據表單填報方式進行解決,既實現了數據資源的結構化,又使數據在線沉淀匯集,對于
184、后續的統計分析和追蹤溯源都大有裨益。目前已實現了項目管理過程、政策紅利獲取、生產調度數據、呆滯物資共享等 10 余項業務點的數據統一填報。(3)多層次自主開展數據應用 甕福集團涉及數十家主體單位,除了集團層面開展的工業互聯網平臺建設項目以外,基層分子公司結合自身業務需求和現有技術工具也開展了大量思考和工作。甕福達州公司利用多系統融通協同實現采購業務時效控制,對每一單業務都實現全流程可見可查可溯;采購中心利用信息系統實現采購物資橫向、縱向比較,對超差較大的同類物資在采購前及時給予預警提示。3.運營管理數字化能力建設(1)全面匯聚數據資源 目前,甕福磷化集團已經建立了基于企業自身的數據中臺,實現對
185、福泉基地、達州基地、開陽基地等生產現場的設備接入與數據采集,累計匯聚 ERP、MES、采購平臺等 14 個系統 5.65 億條數據,并形成 178971 條知識,日均數據增量超 2000 萬條;匯聚各類 APP1000 余個,機理模型 600 余個,平臺已經申請并獲得 2 項相關軟件著作權。(2)構建數據應用模型 120 根據實際匯聚、業務點和既有數據資源相互融合實現采購、生產、營銷、物流、服務各環節的業務模型化。目前,甕福磷化集團已經在開發適用且有效的硫酸-硫磺-硫鐵礦三硫采購模型、硫酸生產模型、物流最優模型等十余個應用模型,用數據全面支撐企業各業務部門高效運行。(3)總結應用解決方案 從不
186、同業務場景和不同應用維度結合,融通關聯業務間的數據、形成系統性的解決方案,消除數據孤立現象,共享數據聯通帶來的高效、便捷,從而提升了經營管理效益。當前,甕福集團已經在利用工業控制技術、AR、VR 等新興技術實現長輸管線數字孿生應用,推動數字化工廠建設和數據價值挖掘。(4)支撐業務決策 在業務數據化的基礎上,甕福集團通過數據資源匯聚、清洗、整理,實現數據對業務的在線表達,以數據的形式全場景、全時域呈現業務整體態勢,為具體業務決策提供相關數據支持,使決策具有更多有效可靠的依據和支撐。(5)協同產業鏈高效運行 工業互聯網平臺圍繞核心企業的全產業鏈,上通供給側、下達需求側,賦能行業生態伙伴。目前,甕福
187、集團已與多個云平臺合作,匯集多方優勢資源,借助工業互聯網平臺實現供給側與需求側的直通直連以及應用數據的實時反饋和在線服務,達到從企業應用到行業應用的全面覆蓋。(三)案例特點 121 1.產學研用協同共創 磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺是由甕福集團牽頭建設的具有行業特點的垂直領域工業互聯網平臺。融合了磷化工行業生產企業、高校、研究機構、平臺提供方,充分發揮了各方基礎平臺價值,高校研究優勢,企業應用場景和驗證測試,是產學研用合作的示范。2.應用驅動賦能行業 磷化工工業互聯網賦能與公共服務平臺以磷化工行業為基礎,從基礎應用到到數據分析、從個別應用到大團隊協同、從單點測試到全面賦能、從應用系統到功
188、能協同全部以需求為導向,以應用為目標,利用快速迭代、小步快跑的方式實現應用升級。三三、實施效果實施效果 截止到 2022 年 11 月,本項目結合信息化、數字化在工業上的應用,新形成 5G+、無人機、網絡優化、數據應用、AI 應用等 100 余個行業系統解決方案。(1)生產制造方面 通過 MES 系統的實施,對生產現場的控制進行再管理,以關注異常為導向,規范現場管理行為,實現精益化管理。對工藝指標異常進行分級報警,改變以往較為粗放的放任管理模式,確保異常工藝指標及時得以調整,提高產品優品率,降低消耗。MES 系統的投用使工藝指標執行率從 90%提升到96%,對生產裝置核心裝置、重要設備,采用便
189、攜式設備進行點巡檢,并將數據接入系統形成趨勢,判斷設備變化趨勢,122 并觸發計劃檢修、實現設備的預維修,有效降低設備故障停車率,確保裝置長周期穩定運行。(2)采購方面 集團內部通過建立統一的電子采購平臺,實現流程數據的標準化,充分引入競爭機制,確保集團范圍內的供應商資源共享、庫存共享,有效降低庫存,提高資金使用效率,同時通過系統實現自動選商、歷史采購價格推送,避免人為因素對采購環節的影響。讓采購行為的監督由事后變成事中,實現過程可控、行為可見,降低風險。(3)產品銷售方面 針對磷化工行業的特殊性,構建具有行業特色的產品交易系統,實現資金風險管得住、業務數據看得見、輔助決策能支撐。從產品下單,
190、訂單執行、物流發運、產品跟蹤、貨款回收、后續服務全鏈條支撐,形成具有農資行業特點的應用系統。(4)數據支撐方面 以數據為核心構建起數據采集、數據存儲、數據應用、數據決策的全流程應用。尤其是以通過 ERP 的升級在系統中進行更細顆粒度的數據維護,打通數據壁壘,通過系統在事前事中進行智能化控制;結合不同應用自主開發具有個性化需求的電子報表超過 400 張,并開發數據填報類應用超過 10種應用。其中調度日報系統已涵蓋集團所有生產單位的生產、出庫、庫存數據填報,并為集團各級調度部門、生產計劃部門、銷售部門(公司)、金融管理部門、統計部門提供準確 123 的數據支撐,并作為重要數據源,系統穩定運行超 2
191、 年。數據應用平臺月平均訪問量為 75540 人次。124 案例案例 9:青島雙星輪胎工業有限公司青島雙星輪胎工業有限公司 一一、企業簡介企業簡介 雙星輪胎“工業 4.0”智能化工廠是一個綠色、環保、生產工藝先進、高自動化和信息化的世界一流輪胎生產示范基地,致力于打造全球領先的綠色輪胎數字化工廠。數字化系統對工廠內的資源配置、制造流程等進行管控,通過系統集成、人機互聯,充分發揮產品追溯、品質分析、設備管理、工單排產、工單成本、生產自動化作用。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 將雙星輪胎“工業 4.0”智能化工廠打造成一個以數字化、集成化、協同化、網絡化、虛擬化為依托的管理持續創新的
192、先進輪胎制造基地。圖 1 雙星輪胎工業 4.0 框架(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 125(1)機房設施:130 國家 C 級標準機房,17 個標準機柜,雙路市電供電 ATS 自動切換,防雷、防水、防鼠、消防、新風配套齊全。(2)網絡設施:生產網、辦公網、安防網三網物理分離。主干網絡星型結構,生產現場網絡采用工業環形網絡。在網絡邊界設置防護墻、網關隔離,并搭建工業網絡安全綜合防護平臺。(3)數據中心:電信、聯通、移動三線接入。與集團公司及 IDC 機房采用數字專用線路接入。數據中心采用分布式存儲(超融合)虛擬化技術,實現生產、辦公服務器及核心網絡設備虛擬化和在線集中維護、升級功能
193、。2.生產制造數字化能力建設(1)生產制造執行數字化管理能力 采用西門子 APS 高級排產模塊,實現高復雜度流程生產模式下的智能排產。MEP 半成品物料調度控制系統、WCS 胎坯及成品輸送分揀控制系統對接 MES 系統,通過智能輸送設備,實現全流程物料精準調度、輸送、分揀。各生產設備在線測厚測寬、在線稱重等檢測設備對接MES,實時采集監控質量數據,對于質量不合格的責任機臺實施報警,超過停機標準的控制停機。原材料、產成品分別部署 WMS 系統,對進銷存實時 126 監控預警,全面實施了 CRM、SRM 系統供應鏈數字化。(2)智能化輸送倉儲能力 工廠中半成品物料在 MEP 系統調度控制下,由 A
194、GV小車智能輸送分別輸送到密煉、壓延工序等相關生產工序。成型、硫化工序采用智能桁架機器人進行胎坯智能輸送,并智能識別胎坯規格、花紋、層級、品牌,根據每臺硫化機的需求,自動輸送到每個所需機臺。成品胎通過智能碼垛機器人裝入 RGV 小車,RGV 小車將輪胎輸送到成品立體倉儲區域。胎坯入庫、出庫,成品胎入庫、出庫,都是通過巷道堆垛機器人來完成。它能夠通過掃描智能識別取胎,每天可以抓取上萬條輪胎,相較于人力生產效率提升 300%。通過 MES 系統控制的智能輸送線實現了無人操作,智能分類、卸胎、輸送、出入庫,胎坯配送零誤差,高效率、高精度、低能耗,勞動效率提高 5 倍。(3)智能評測體系建設 操作人員
195、數據采集,通過刷卡或人臉識別,校驗人員的資質、權限,控制對 MES 系統及生產設備的操作,個人產量、質量等績效指標的展示。質量數據采集,通過在線測厚測寬、在線稱重、人工檢測、機器檢測等獲取質量信息,對于質量不合格的責任機臺實施報警,超過停機標準的控制停機。127 物料投用數據采集,通過獲取投用材料信息,校驗投用位置、BOM 配方一致性、質量等級符合性、先進先出符合性等規則,未通過校驗的無法投入使用。工藝數據采集,通過生產設備安裝的傳感器,實時采集速度、壓力、溫度等工藝數據,對于超差標準范圍的實時報警或停機。安全數據采集,對接生產設備 PLC,實時獲取溫度、壓力等安全數據,并對安全拉繩、急停開關
196、、安全光幕實時監控,對異常情況進行報警停機。信息中心實時監控生產計劃執行情況,并通過樹狀圖實時展示每小時的產量,可以直觀地對比各時間段的產能及生產線速度,分析排查耽產原因。(4)安全生產方面數字化管理能力 搭建 AI 視頻安全行為分析系統,對監控區域的安全帽、煙火、人群異常聚集、突然出現、移走、徘徊等相關運動目標進行檢測、分析及軌跡追蹤,進行實時預判預警。MES 系統:通過加裝傳感器、系統內部升級,實現人臉識別、上崗資質確認,設備運行時自動識別、自動優化、自動決策,達到本質化安全。安全監管系統:向政府部門進行特殊作業申報和審核,實現特殊作業電子化、信息化、智能化管控。巡檢衛士線上系統:對重點部
197、位及重大危險區域進行 128 專人監管,線上監控,提升公司監管能力。雙重預防體系信息化管理系統:實現風險點的清單化、動態化數據信息管理。能夠利用移動終端設備開展線上隱患申報、隱患風險評估、隱患處置閉環管理?;馂淖詣訄缶到y:將煙感、消火栓按鈕等設備接入火災自動報警系統,能夠實時顯示預警、火警報警等數據,主機也能顯示設施運行狀態。(5)品質管理、質量追溯體系 對所有胎胚進行稱重管控,超出重量標準范圍對設備發出報警信號,連續三條重量超差給成型機發出停機指令,直至有管理權限人員復位處理或者達到一定停機間隔。質量追溯范圍為從原材料到成品檢測,可跨工廠,追溯內容包括原材料供應商、原材料檢驗、快檢檢測、生
198、產質量數據、工藝執行參數、成品檢驗、外胎修補等信息。成品檢測(外檢、X 光、動平衡、均勻性)判級后,根據不合格品病象定位到責任機,若該機臺同班次累計出現多次不合格品,對責任機臺發出停機信號。3.運營管理數字化能力建設(1)胎聯網智慧云平臺:基于物聯網、人工智能、云計算和大數據等信息技術,對綁定的輪胎胎溫、胎壓、位置等信息進行實時檢測,并上傳數據生成報表進行分析,根據分析數據波動進行預警,確保輪胎使用安全。對輪胎行駛路線,129 所在位置、路況實時跟蹤分析,輪胎營銷模式由“賣輪胎”轉變為“賣公里數”,搭建具有“輪胎數字化”、“輪胎資產化”、“輪胎服務化”和 5G 特征為中心的“胎聯網”生態體系,
199、實現輪胎數據線上化、智能化的全生命周期管理,為用戶提供車況診斷、輪胎選擇和維護保養等多元化開放服務,同時與智能網聯汽車相關技術實現無縫銜接,助推企業由傳統的“賣輪胎”向“賣公里數”的服務模式轉型。(2)建立 E-PLM:以輪胎產品數字化管理設計平臺ELMA 系統為基礎,實現產品全流程數字化管理,產品參數化、智能化設計。(3)設備預防性維護:通過加裝傳感器來實現設備健康信息的快速獲取,利用統籌調度、集中處理、數據分析、監測與預警等手段,提高設備維修效率,做到有針對性的預測性維修,加快事故處理速度的能力,降低事故率,為設備安全、穩定地運行提供有力的保障。(4)模塊化設計:基于平臺的孿生性設計,遵循
200、行業先進的模塊化架構,以最少的排列組合方式實現產品多樣性的設計,實現高效設計。(5)動力學分析體系:基于車輛動力學 VI-CRT 系統,實現輪胎與車輛性能的智能匹配和性能最佳化設計。(6)仿真驗證體系:基于輪胎 VTire 專用分析系統,實現輪胎前期性能預測,包括舒適性、操控性、安全性等。130(三)案例特點 1.應用場景 雙星建立的工業 4.0 樣板工廠為行業轉型提供服務,4.0工廠的經驗已成功復制到雙星湖北十堰工廠,打造了華中地區首個工業 4.0 工廠。2.特色優勢 以數字化方式交付產品和服務,業務從物理現實轉換到數字空間,實現業務線上化、數據智能化、產品個性化。三三、實施效果實施效果(一
201、)經濟效益 生產線使用11種近300臺工業機器人后,過去需要1000人,現在只需要 256 人。不良品率降低 80%,單機生產效率提高 50%,勞動生產率提高 3 倍。(二)社會效益 青島雙星輪胎工業有限公司以企業互聯化、組織單元化、加工自動化、生產柔性化、制造智能化為特征,避免人為干預,提高產品質量、產品滿意度、員工幸福感。先后被工信部授予“品牌培育”“技術創新”“質量標桿”“智能制造”“綠色制造”“綠色產品”“綠色供應鏈”“服務轉型”全產業鏈試點示范企業。131 案例案例 10:賽輪金宇集團股份有限公司賽輪金宇集團股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 公司成立于 2002 年,是中國首家
202、A 股上市民營輪胎企業,同時也是國內首家信息化生產示范基地,集輪胎研發、生產、銷售和服務于一體,承建國家橡膠與輪胎工程技術研究中心、輪胎先進裝備與關鍵材料國家工程研究中心。獲評行業首批“國家智能制造試點示范企業”、“國家工業互聯網試點示范企業”等,入選國家首批“面向重點行業的特色型工業互聯網平臺”,建成全球首個橡膠行業工業互聯網平臺“橡鏈云”,并建設中國首批、行業唯一橡膠&輪胎行業二級標識解析節點,與中國一汽共建最先進的智能網聯汽車試驗場,應用世界首創“液體黃金”新材料制備的輪胎達歐盟標簽法規AA 級,自主研制全球最大規格 63 寸巨型工程子午胎,解決核心技術“卡脖子”。二二、案例實施情況案例
203、實施情況(一)總體設計 1.數字化轉型總體方案。集團成立之初的名字“青島賽輪子午線輪胎信息化生產示范基地有限公司”,包含兩個關鍵詞:信息化和示范基地。成立初衷就是希望通過實踐,走出一條信息化帶動輪胎行業轉型升級的道路。集團創始人袁仲雪先生在 1997 年就提出“控制到位才能管理到位”的管理理念,并逐步形成以“控制到 132 位、管理到位、價值驅動、體驗至上”為目標,通過轉業務、轉技術、轉組織&思維來保障戰略目標實現數字化轉型戰略,形成了一支既懂輪胎智能制造又懂信息化的復合型專業人才團隊 1000 人左右,為集團數字化轉型實踐提供了全方位戰略、組織及人才保障。輪胎產業鏈長、工藝復雜、制造工序多,
204、屬于復雜的流程和離散混合的制造模式,給數字化轉型提供了最全的應用場景。近 20 年來,集團依托三代信息化的研發迭代、實施和建設經驗,聯合橡膠行業智能制造領軍企業軟控股份以及青島科技大學等合作伙伴共同打造了“橡鏈云”工業互聯網平臺,徹底解決了傳統輪胎行業存在的制造工藝復雜、上下游資源信息缺乏互通、數字化轉型困難、迭代創新門檻高等痛點。2021 年 1 月,央視新聞聯播對賽輪工業互聯網建設成果進行了報道。圖 1 數字化轉型整體架構 集團數字化轉型整體架構依托于“一”個行業大數據中心 133 與“一”套標識解析體系,支持全場景、全要素互聯,基于“三”大平臺打造橡鏈云底座,賦能“五”大業務領域,持續推
205、進數字化轉型,實現流程自動化、數據透明化、知識模型化。(二)實施內容與路徑 1.在設備互聯互通環節,提供設備實時數據采集、控制軟件平臺,實現設備全生命周期管理:具備控制系統的改造及與信息系統集成能力,自主研發物聯網通訊接口和模塊化組件服務,目前已經實現與主流 PLC、傳感器、各類儀表、智能網關等的數據采集。2.在生產制造環節,以制造執行系統(MES)為核心,提供車間智能車間、智能工廠建設整體解決方案:以數字化裝備為基礎,生產工藝為主線,軟件控制為核心,建立起一套貫穿企業生產和質量控制過程的閉環優化管理平臺系統。3.在制造企業能源管控領域,提供智慧能源管理系統(EMS),實現水電風氣等能源介質的
206、實時數據采集、監控、存儲、分析和決策等一站式管理,基于企業能源管理模型建立標準化、精細化、智能化的管控體系,實現系統性節能降耗的管控一體化。4.在立體倉儲和物流領域,提供智慧倉儲管理系統(WMS):基于全廠自動物流和設備自動化的立體倉庫物流系統(AS/RS)管控以及 APS 智能排產和調度系統,實現計劃、物流調度一體化及自動化物流與 MES、WMS 的深度集 134 成。5.在供應鏈環節,提供采購(SRM)和物流配送(RSLS)于一體的信息化解決方案:打通海關、海運、陸運各物流環節,對原材料采購、生產計劃、產品交付進行全面數據監控和預警,為用戶提供供應鏈端到端的可視化管理,為供應鏈的穩定、連續
207、、敏捷提供有效支撐。6.在服務化延伸環節,提供營銷渠道(營銷 APP)、產品使用環節(TIMP)的信息化解決方案,構建一體化渠道協同平臺,動態展現全球代理商數據,實現業務協同及數據共享。在智能產品服務方面,基于物聯網及云傳感技術,實現智能產品的實時運行數據,形成基于 RFID 的智能產品全生命周期智能管理。該方案在智能產品互聯和賦能增值服務方面可復制到化工、高端裝備制造等行業。7.關鍵運營數據服務平臺,實現數據接入和獲取,在合規約束下,實現包括海運物流數據監控、海關數據、企業能源數據的采集及政府監管接入,智能裝備的能效及狀態監控,并形成企業數據接口套件,對外提供數據服務。(三)案例特點 1.在
208、行業首次應用“5G+工業互聯網”技術,并集成大數據、人工智能等實現了所有工序的“人機料法環測”的全面互聯,構建了行業內最完整、最豐富的機理模型庫。橡膠輪胎行業屬于復雜的混合制造生產模式。生產工藝復雜包括 5 個連續、135 7 個離散、5 道質檢工序和 12 個部件組裝工序,輪胎生產裝備種類多、數據采集點多、難通訊、控制系統差異大、通訊協議不通用。通過結合 5G、人工智能、邊緣計算等技術,實現了所有工序的“人機料法環測”的全面互聯,構建了行業內最完整、最豐富的機理模型庫。2.以全球首個行業內已投入使用的工業互聯網平臺為支撐,打造“智能制造+工業互聯網”軟硬件一體化的數字化轉型模式。橡鏈云工業互
209、聯網平臺打造了賽輪的軟實力,是智能制造的重要抓手和工具,以“工業互聯為基礎、產業鏈匹配為關鍵、上下游網絡協同為核心”,將產品、設備和服務能力數字化、網絡化,不僅支持“設計好、制造好、交付好每一條輪胎”,還要“管理好每一處業務場景”,更要連接產業鏈上下游,提供以用戶為中心的新一代智能輪胎產品和服務。3.擁有全套智能工廠核心工藝技術及裝備,在參與國際競爭方面擁有核心競爭力。數字化工廠建設堅持“由內及外,漸進、改良、升級”的策略,堅持核心裝備、軟件自主可控。除ERP、PLM和CATIA等專業工具采用成熟的軟件產品外,制造執行 MES 系統、智慧能源管理系統 EMS、智能倉儲管理系統 WMS、生產計劃
210、高級排程軟件 APS 和供應鏈采購軟件 SRM 等均自主研發或聯合研發。在智能制造、數字營銷、智慧供應鏈、數字運營等主要領域沉淀的成熟產品應用和解決方案,能夠滿足行業的定制化需求,實現柔性化制造。136 三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 通過集團實施數字化轉型方案,對于新建的輪胎工廠,實現了模塊化、標準化、平臺化的快速推廣復制能力,如:2019 年 11 月 18 日,集團越南 ACTR 工廠正式投產,以 8 個月的建設周期創造了多個行業之最“設備調試最快、建設周期最短、智能程度最高、用工數量最少”,目前新建一個工廠,建設周期、投資成本、用工人數均比國際先進同行少 1/3,生產能耗降低 2
211、0%以上。對于老工廠改造,從成本、效率、質量和安全數據指標來看,2015 對比 2012 年,單公斤制造成本下降了 3.2%,用工人數下降了 29%,一次性不良率降低34%;2021 對比 2015 年,單公斤制造成本下降了 12%,用工人數下降了 15%,一次性不良率降低 39%。(二)社會效益 集團面向垂直行業產業鏈提供平臺服務,快速打通行業關鍵生產要素,建立產業鏈供需數據湖,實現產業鏈內資源優化配置,帶動上下游協同優化,助力傳統產業轉型升級。137 圖 2 數字化轉型助力產業鏈協同創新 首先,打通企業內部研發、制造、運營、營銷和供應鏈,實現企業內全流程協同;其次,打通企業的上下游,如供應
212、商、主機廠、物流、終端門店等,實現企業級上下游的大供應鏈體系業務協同;最后,打通整個行業產業鏈,如上游材料產業、化工產業、下游運輸車隊以及海關、金融等第三方服務機構,整合產業鏈上下游的資源及優化配置,實現整個產業鏈的提質增效,極大降低運營成本、提高效率,以先進實踐引領產業鏈轉型升級新方向,助力我國制造業高質量發展。138 案例案例 11:新疆中泰化學阜康能源有限公司新疆中泰化學阜康能源有限公司 一一、企業簡介企業簡介 中泰化學是全國大型氯堿化工企業之一,2022 年進入世界 500 強,成為新疆首家上榜世界 500 強的國企,位列 434位。新疆中泰化學阜康能源有限公司是中泰化學化工板塊最大的
213、生產園區之一,作為國家“工業互聯網+?;踩a”試點單位,為全國化工企業的智慧化建設做出示范。阜康能源隸屬于新疆中泰化學股份有限公司(簡稱“中泰化學”,股票代碼 002092)。公司于 2009 年 8 月 5 日成立,同年 8 月 19日奠基。目前年產 90 萬噸聚氯乙烯樹脂、65 萬噸離子膜燒堿,已發展成為集發電、氯堿化工、高性能 PVC 產品研發、PVC 深加工為一體的氯堿產業基地,也是電石法 PVC 行業首個國家級“高新技術企業”“國家級綠色工廠示范單位”“石化行業能效領跑者標桿企業”和“智能制造試點示范單位”。其主要產品 PVC 是五大通用樹脂中產量最大、成本最低和唯一不以石油為原
214、料的基礎化工產品,廣泛用于石油、化工、輕工、紡織、建材、國防等 20 多個行業,與國民經濟各領域關聯十分緊密。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 本項目采用統一規劃,急用先行原則進行設計,通過統一規劃設計搭建未來五到十年阜康能源的整體信息化建設 139 框架。平臺總體架構由一智能運營指揮中心、五大業務域應用層(Saas)、一體化平臺層(Paas)、ICT 基礎設施(Iaas)及前端子系統與感知終端共五層構成。從建設節奏來看,可遵從繪藍圖、立架構、搭平臺、強基礎、補應用、加智能的模式逐步建設。通過統一規劃設計,確立阜康能源整體的智慧化工園區建設框架和路線圖。同時先行搭建一體化平臺和 I
215、CT 基礎設施(網絡、計算中心、前端設備等),對現有系統和應用進行統一集成和拉通,實現數據和業務的整合。在此基礎上在中控樓建設智慧化工園區運營中心和 IOC 系統,通過大屏、中屏、小屏的融合,實現園區的融合聯動管理,第一時間為園區運營管理帶來價值。完成上述基礎工作后,可依托一體化平臺,對規劃中的業務應用進行補充完善,由于已經實現了數據和業務的打通,應用系統的建設可以事半功倍。通過 AI、大數據等智能化技術的加持,最終實現智慧化工園區的建設。140 圖 1 智慧化工園區架構圖 本項目建設采用“平臺+數據+應用”的模式,以工業互聯網平臺為核心,構建阜康能源“工業互聯網+?;踩a”平臺,向下調用
216、生產設備、系統、生產線等海量數據資源,向上承載云化的工業軟件或新型工業應用。把工業技術、工藝經驗等工業知識組件化、封裝化、軟件化成一個一個的組件模型、微服務模型,并沉淀到工業互聯網平臺上,通過云計算、物聯網、大數據等信息技術,為智能化業務應用和服務的高效開發、運行和維護提供支撐。每個業務域對應業務主管部門,業務主管部門對相應的數據及業務進行規劃指導設計。一體化平臺是整個園區智慧化管理的中樞,通過業務應用、前端子系統提供統一數據入口/出口,通過一體化平臺中的數據平臺、集成平臺為園區南向數據提供統一的智慧化服務。ICT 基礎設施包含智慧化工園區系統運營所需的云資源、網絡資源等;前端子系統為管理園區
217、安全生產、環境報數態勢提供數據和視頻支撐,成為園區管理、服務的數據入口。(二)實施內容與路徑 智慧化工園區業務系統的建設,需要先構建統一的建設標準,從而實現各業務模塊的數據協同和業務協同。本期主要對當前 ICT 基礎設施進行升級改造,根據規劃智慧園區整體需求,把現有機房、監控、網絡、基礎平臺進 141 行升級。新建集成平臺,對 QHSE、MES、ERP、PI 等現有系統進行融合聯動,打通各大業務系統之間的數據和流程,建設一體化園區指揮中心大數據決策分析平臺(智慧運營中心)。圖 2 智慧運營中心 通過 GIS 地圖及 3D 建模的應用,從集成平臺整合各類空間業務數據,形成園區一張圖,呈現園區定位
218、與導航,協助融合通信綜合調度,實現快速精準找人、車和設備等。在集控中心建設智慧化工園區運營中心和 IOC 系統,實現企業的“一張圖”管理,包括安全生產一張圖、物流運輸一張圖、應急管理一張圖、安防一張圖、企業運行一張圖等。通過智慧運營中心的統一事件中心、統一任務中心、統一指揮調度,來實現場景化的業務聯動處置,并通過大屏、中屏、小屏的融合,實現園區的融合聯動管理,從而解決阜康園區在生產 142 管理過程中遇到的一系列問題。(三)案例特點 本項目采用統一規劃,急用先行原則進行設計,通過統一規劃設計搭建未來五到十年阜康能源的整體信息化建設框架??傮w思路是采用“平臺+數據+應用”的模式,以工業互聯網平臺
219、為核心,構建阜康能源“工業互聯網+?;踩a”平臺,向下調用生產設備、系統、生產線等海量數據資源,向上承載云化的工業軟件或新型工業應用。把工業技術、工藝經驗等工業知識組件化、封裝化、軟件化成一個一個的組件模型、微服務模型、軟件模型,并沉淀到工業互聯網平臺上,通過采用云計算、物聯網、大數據等信息技術,為智能化業務應用和服務的高效開發、運行和維護提供支撐。平臺總體架構包括:智能運營指揮中心、五大業務域應用層(Saas)、一體化平臺層(Paas)、ICT 基礎設施(Iaas)及前端子系統與感知終端共五層。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 阜康能源建設智慧化工園區項目,通過數字化手段加強了企業安
220、全保障及防控能力,促進流程再造和優化,提升生產效率和精細化管理能力,從而提升了長期競爭力,給企業 143 帶來三個方面的增值:資產增值:全量設備資產數字化感知,資產使用率提升 人才增值:業務與 IT 雙輪驅動,業務數字化人才得以增值,從而提升生產效率和精細化管理能力 數據增值:人人都在思考如何通過科技提高生產率,不斷挖掘數據價值(二)社會效益 阜康能源智慧化工園區是中泰集團數字化轉型試點,將踐行中泰十四五規劃“平安中泰、數字中泰、活力中泰、幸福中泰”重大戰略,增強高質量發展的戰略引領力和支撐力。符合堅持“以人民為中心”的發展思想,以“人為本、公為上、孝為先、和為貴”的企業核心價值觀,真正做到回
221、饋社會,建設美麗新疆。144 案例案例 12:新疆天業新疆天業(集團集團)有限公司有限公司 一一、企業簡介企業簡介 新疆天業(集團)有限公司組建于 1996 年 7 月,是工農商一體化的大型國有企業。天業集團控股的新疆天業股份有限公司于 1997 年 6 月在上海交易所上市,新疆天業節水灌溉股份有限公司于 2006 年 2 月在香港成功上市。天業集團所屬產業涉及熱電、化工、電石、水泥、節水器材、農業、塑料制品、礦業、物流與對外貿易等多個領域。具備 140 萬噸聚氯乙烯樹脂、100 萬噸離子膜燒堿、215 萬噸電石、400萬噸新型干法電石渣制水泥、180 萬千瓦熱電、20 萬噸 1,4-丁二醇、
222、95 萬噸乙二醇和 600 萬畝節水器材生產能力,擁有國家認定的企業技術中心、國家節水灌溉工程中心、博士后科研工作站和氯堿化工國家地方聯合工程研究中心等國家級高水平研發平臺。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 145 圖 1 綠色發展智能工廠架構圖 服務器部署采用云平臺架構?;诠I互聯網平臺,采用云計算、大數據、物聯網、人工智能等技術,提供集中集成、智能分析、實時計算、物聯網(IoT)接入、可視化等核心能力;應用系統采用“數據+平臺+應用”架構,實現組件化的分層結構設計思想,使應用組件具有預制性、封裝性、透明性、互操作性、通用性等特征,便于快速地組裝成新的應用。應用系統采用 B/S
223、 架構,基于工業互聯網平臺實現用戶統一管理、單點登錄、授權管理。建設了 ERP、三維數字化平臺、系統仿真、計劃管理、計劃優化、調度管理、物料管理、能源管理、操作管理、生產績效管理、計量管理、中控試樣自送樣裝置、煤樣自動送樣智能小車、成品罐號自動識別、智能在線檢測、設備管理系統、智能巡檢、安全管理平 146 臺、作業票管理系統、AI 智能視頻分析系統、敏捷應急指揮、煤廊巡檢機器人、環保管理系統、私有云平臺、POC 對講系統、PI 實時數據庫系統、工業大數據智能平臺等系統和模塊。(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設(1)搭建了私有云平臺,實現服務器存儲、計算、內存等資源的有效利用和共享;(
224、2)搭建了工業互聯網平臺,利用 ProMACE 作為統一的集成平臺門戶,對 MES、HSE 等系統的業務功能模塊的基礎數據、模型、算法、工作流配置、登錄認證及權限等進行統一的維護及管理,同時作為企業生產管理應用門戶,通過統一訪問控制技術實現用戶訪問權限認證、安全認證、單點登陸驗證。2.生產制造數字化能力建設(1)安全應急 安全管理平臺包括法律法規及公司制度、危險化學品、應急資源管理、預案知識管理、重大危險源管理、人員資質管理、單位資質管理、承包商管理、事故事件管理、作業票管理、風險管理、隱患管理;AI 智能視頻分析系統(包括 7 個算法模型:行人臥倒、反光衣、安全帽、安全帶、違規闖入、滯留、煙
225、火);應急管理以GIS平臺為支撐,通過事故管理、智能巡檢、147 AI 識別等場景識別安全事件,上報應急指揮管理系統,通過大數據分析將事件同應急預案、應急處置預案庫進行比對,結合現場環境因素、?;沸畔?,推送最優的應急方案。并依據相應預案,自動匹配可快速調配的應急資源、應急隊伍、應急專家,通過呼叫中心進行調度應急人員、應急車輛等救援力量進入事故現場。(2)設備管理 天業匯合設備管理系統基于設備臺賬建立設備檔案,集中展示設備的采購信息、安裝信息、運行記錄、維護保養、報廢等內容,集成上層應用系統:ERP 系統資產管理模塊(EM)、主數據系統,調用天業匯合設備管理系統內部功能模塊:設備臺賬、設備備品
226、備件管理、運行管理、故障管理、檢維修管理、潤滑管理、密封管理和報廢管理等。3.運營管理數字化能力建設 生產計劃優化實現生產計劃、調度計劃和運行操作三層業務聯動響應。通過計劃、調度、裝置、控制四個層面一體化優化,實現生產全過程效益最大化;面向全廠的裝置排產尋優管理,為企業挖潛增效,應用于生產計劃、原料選擇、產品規劃等提供參考。根據裝置產能、投入產出、成本等基礎數據,進行可配置建模,構建線性方程,對多方案進行測算,優化對比,得到不同限制條件下的優化目標,減少計劃人員的工作量,快捷地指導制定生產計劃。148(三)案例特點 1.搭建了一套工業互聯網平臺,去繁就簡實現了工廠設備互聯;提供了人機協同可視化
227、應用系統入口平臺,實現人機交互個性化定制,管理信息和數據安全;向下可以調用生產設備、系統、裝置等海量資源,向上可以承載云化的工業軟件或新型的工業 APP 等 SaaS 應用。2.在安全管控環節,應用 AI 人工智能圖像識別技術,解放流程化重復性勞力,提高儲運過程綜合勞動效率和安全保障,實現了危險作業自動化和無人化;應用 AI 人工智能視頻分析技術,利用深度學習框架算法,對施工作業場景人員臥倒、未佩戴安全帽、未穿著反光衣、未佩戴安全繩、煙火、人員闖入等異性行為進行識別研判,很大程度上保障了工人作業安全和工廠安全運營;吊軌式巡檢機器人,實現了輸送狀態監測,皮帶跑偏、煙火識別、有毒可燃氣體感知報警等
228、智能化應用,實現了智能巡檢和無人值守。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 關鍵設備數控化率達到 100%、生產效率提升 5%、產品不良率下降 90%、設備綜合利用率提升 3%、關鍵設備聯網率 100%、資源綜合利用率提升 5%、運營成本下降 3%、優化人員比例 3%、二氧化碳(CO2)排放降低率 5%。(二)社會效益 149 1.培養了智能算法、模型人才 1 名、OTS 仿真設計人才2 名。2.創新了企業管理模式。轉變管理觀念,創新管理思維,為企業加強績效管理、提升競爭力提供新的參照模式,為企業實現效能可控、和諧共贏開辟新思路,同時提升了員工的主觀能動性。3.提升了領導決策的智能化支持能力。
229、通過使用人工智能算法和工業大數據分析等輔助決策工具,提高生產運營預測、預警、動態分析能力,提升決策科學性,實現快速響應。4.提高了企業節能降耗水平。通過人工智能技術與能源優化模型結合,構建能源管理與優化系統,變能耗事后統計,為用能事前優化,事中監控調度,實現主裝置和公用工程的節能降耗。5.提高了企業計劃調度智能化水平和精細化管理水平。通過人工智能技術和計劃調度優化模型的結合,提高企業計劃排產的智能化水平。6.提高了企業安全管控能力。通過實施風險分級管控,降低重大事故發生概率,減少安全風險事故經濟損失。150 案例案例 13:濱化集團濱化集團股份有限公司股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 濱化
230、集團始建于 1968 年,1970 年投產,歷經五十年艱苦奮斗和創新突破,已發展成為主業突出、產業鏈完整的綜合型化工企業集團,擁有濱城基礎化工和電子化學品、北海新材料、沾化新能源、陽信精細化工四大基地,產業涵蓋鹽化工、石油化工、精細化工、熱電、新材料、新能源、金融等領域,產品覆蓋全球 100 多個國家和地區。公司注冊資本20.58 億元,總資產 168.04 億元,具有五十年豐富的燒堿和環氧丙烷生產經驗,是我國重要的環氧丙烷及燒堿產品生產商和三氯乙烯、油田助劑供應商。濱化股份于 2010 年 2 月23 日在上交所成功掛牌上市。濱化集團連續八年榮獲全國重點耗能產品能效“領跑者”標桿稱號,企業綜
231、合競爭實力不斷增強。2021 年先后榮獲了國家工信部智能制造示范工廠、山東省氯堿智能化改造標桿企業、山東省化工產業智能化改造標桿企業、山東省兩化融合優秀企業等榮譽稱號。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 151 圖 1 智能工廠總體架構圖 項目以支撐濱化集團業務發展戰略為出發點,以能力建設為主線,從集團化經營運作的視角進行企業頂層規劃,通過組織管控、流程設計、信息化落地三項管理要素作為落腳點,優化經營思路,構建創新驅動體系;通過組織管控、流程優化相互促進及高度融合提升濱化集團的核心競爭力。濱化集團在智能生產運行方面,以“機械化換人、智能化減人、二道門防人”為目標;在信息化建設方面,以
232、 ERP 為核心、全業務集成,實現企業生產、安全、環保、能源、設備、采購、倉儲、財務等,提高智能化管理水平,優化業務管控流程:1.信息化改造項目,實施濱化集團股份有限公司卓越運營暨 ERP 實施及配套信息化建設項目。各應用系統深度集成,以 ERP 為核心,各業務系統實現橫向、縱向集成。通過項目建設,實現公司全業務、全流程的業務管控和協同協作。152 打通 MES 生產執行系統與 ERP 系統的接口集成,實現生產數據與業務數據的有機結合;OA 系統實現統一門戶和審批;MDM 系統實現集團所有數據的統一;CRM 系統實現銷售業務集成;SRM 系統打造高效的電采平臺;無人值守系統實現一體化管理,提高
233、工作效率。2.深入開展生產智能制造、安全環保監控、設備信息化等各環節的智能化建設。片堿裝置全自動碼垛裝車,三氯乙烯全自動包裝線,粒堿裝置經遠距離跨路輸送和全自動碼垛。設置“二道門”,實現授權進出。LIMS 系統實現自動化、流程化、標準化、數據共享。氯堿裝置電解槽各單元槽電壓、重要機泵在線監控系統。建立仿真操作培訓平臺等。(二)實施內容與路徑 圖 2 智能工廠建設路線圖 1.數字化基礎設施建設 建設了管理云、生產云及開發測試云資源池。模塊化機房數據中心直通電信 IDC 機房,實現公司核心業務、數據的 153 互備,為集團各項業務的正常運行提供可靠保證。實現了雙核心、雙鏈路的網絡規劃。濱化集團企業
234、管理網與控制網之間放置專業隔離網閘,保證網絡邊界安全。采用各種安全技術,實現了出口防火墻、出口行為管理、DMZ 防火墻、VPN 安全接入、運維審計、Vmware、Risk Manger 等。具備常規的物理安全、網絡安全、主機安全、數據安全、應用安全等信息安全管理手段,支撐和保障信息安全目標的實現。2.生產制造數字化能力建設 實施生產智能化改造,在智能生產運行、智能機器人、自動化包裝、安全風險管控方面,實現生產、安全、環保、能源、設備、倉儲等各環節智能化建設,生產裝置的控制系統覆蓋率達到 100%,自控回路投用率97%,大大提高智能化管理水平,進一步優化業務管控流程。生產作業環節投入7 套先進過
235、程控制,地磅檢斤實現了無人值守;質量管控環節實現了智能在線檢測和質量精準追溯,SPC 與 LIMS 系統進行數據接口,提高產品品質控制能力和滿足客戶稽核要求。設備管理環節實現了在線運行監測與故障診斷;安全管控環節進行安全風險實時監測與識別;能源管理環節對電解槽進行能耗數據監測 EMS 實現能源管理執行用能、設備分析、生產運行、計劃調度等業務集成,資源共享,一體化管控;環保管控環節實現了污染源管理與環境監測。3.運營管理數字化能力建設 154 以 ERP 為核心,各業務系統實現橫向、縱向集成。主要圍繞 SAP-ERP 實施 FI/CO、SD、PP、MM、QM、PS、BW 等模塊,配套外圍系統如
236、SRM、CRM、資金管理、WMS、EMS、LIMS、主數據管理、開票平臺、無人值守計量系統、協同辦公平臺等,支持集團戰略與管理轉型升級,實現公司全業務、全流程的業務管控和協同協作。二期項目主要包括設備管理、HR、BPC、電子簽章、數據中臺、RPA+AI、數字身份治理等應用。(三)案例特點 1.濱化集團裝置自動化控制層面建設較好,公司所有裝置均有 DCS、SIS 和 GDS 控制,公司采用霍尼韋爾公司的APC、CPM 先進管理軟件,對所有裝置自控回路進行自主優化,裝置整體自控回路投用率97%。公司從自控隊伍建設、自控組態設計、控制性能管理 OTS 開發到 APC 先進控制,形成了一個較為完備的工
237、作體系。底層基礎扎實,控制水平領先行業,為行業樹立了標桿。2.濱化集團技術部門技術人員根據企業生產管理的需求,獨立開發了 OTS 仿真操作系統,應用于項目建設、優化設計、仿真培訓、異常演練等場景,實用性強。3.企業建成了全面的生產、檢化驗、能源管理、設備管理、智能巡檢、OM 指標管理和帆軟報表、??低曇曨l監控系統等系統,通過調度中心對生產進行全方位管控,輔助 155 裝置開、停車指揮和生產運行調整等。4.濱化集團采用了 SAP 系統,設計開發了采購、銷售、財務、庫管、人力資源等業務模塊,功能較為齊全,滿足了企業主要的經營管理需求。公司建設了地磅無人值守系統,企業經營管理駕駛艙實現從生產到銷售
238、數據的一次全面的整合和展現。5.濱化集團于 2021 年 1 月啟動了企業卓越運營暨 ERP 實施項目,藍圖已完成,計劃于 9 月份全面上線。同時,配套的周邊系統如 SRM、CRM、資金系統、主數據管理,無人值守系統打通了采購、銷售流程,實現了數據貫通。系統上線后,將有效集成整合全產業鏈互聯網資源,相互融合,實現智能化應用升級。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 在數字化轉型后,公司在關鍵設備聯網率、生產效率、資金綜合利用率等方面得到了提升,運營成本實現了下降,同時優化了 3D 崗位人員,相關情況如下:關鍵設備聯網率為 100%,生產效率提升了 2%,資金綜合利用率提升了 2%,運營成本下降
239、了 2%,優化人員比例減少 1.5%。(二)社會效益 在數字化轉型后,公司在生產能源消耗更低,進一步降低了能源損耗。在企業利潤提升和成本下降的同時,員工的156 待遇得到了較大提高。公司利用信息化手段建成了幸福濱化人員工 C2B 平臺,打造了一個學習、工作、生活、娛樂的集成平臺,企業煥發出一片欣欣向榮的景象。157 案例案例 14:國投生物能源國投生物能源(鐵嶺鐵嶺)有限公司有限公司 一一、企業簡介企業簡介 國投生物能源(鐵嶺)有限公司于 2017 年 4 月成立,總投資約 14.7 億元,主裝置占地面積約 476 畝,年產 30 萬噸燃料乙醇,27.6 萬噸 DDGS(高蛋白飼料)和 2 萬
240、噸玉米油,年加工轉化玉米近 100 萬噸,目前主要生產燃料乙醇、食用酒精、酒精消毒劑、高蛋白飼料、玉米油、食用酒精等產品。國投生物能源(鐵嶺)有限公司基于自身提質增效及智能化建設需求,擬開展由新技術手段支撐的智能工廠研發工作,為了解決企業在生產數據采集、節能降耗、系統運維等方面的一系列問題,開展了智能工廠項目建設。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 燃料乙醇生產線數字孿生系統如下圖所示,包括物理空間、IIoT、虛擬空間、關鍵應用場景解決方案和燃料乙醇行業典型企業應用示范五個層次。158 圖 1 生物燃料乙醇生產線數字孿生系統頂層框架(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設:(1)
241、計算機網絡 計算機網絡及功能:滿足運營期各種有線、無線終端設備接入、各系統業務數據實時傳輸更新與共享的需求,保障系統的持續性、穩定性、安全性、可擴展性運行。(2)平臺建設 159 ProMACE 工業互聯網平臺以技術中臺、數據中臺、業務中臺三大中臺為支撐基礎,以工業物聯、工業數字化、工業大數據與 AI、工業實時優化四大工業引擎為驅動,為企業消除信息孤島、加速數字化轉型、實現工業智能化提供共性的基礎設施和能力支撐。ProMACE 通過采集現場裝置設備數據,經由異構網絡傳輸,將采集數據存儲在 IaaS 層,經由機理模型、算法組件計算等工業 PaaS 組件處理,形成行業數據集,通過工業 APP 實現
242、行業專有技術服務。2.生產制造數字化能力建設 通過 ProMACE 工業互聯網平臺建設五步法,快速完成數字化能力建設。第一步,通過工廠建模工具集,構建企業數字化模型;第二步,通過工業物聯引擎,實現工廠全面感知;第三步,通過數據治理,構建企業級數據資源中心;第四步,通過構建企業知識庫,實現生產、設備、能源、安環等業務能力的復用,支撐工業 APP;第五步,通過工業 APP的組態,形成“千人千面”的崗位工作臺。建設了安全、環保、計劃、物料、能源、操作、工藝、調度、設備和質量共計 10 個專題應用。(1)安全專題 安全專題通過 10 個子專題的建設,為各項法規的執行提供保證,提高企業領導者的決策能力及
243、對于安全管理的重視性,進一步明確了安全責任,將安全責任落實到人。160(2)環保專題 環保專題可以查看廢水、廢氣排放各指標實測濃度、流量、超標次數等。(3)計劃專題 計劃專題實現了企業生產計劃的在線管理和應用。實現企業年度/季度/滾動/月度生產計劃在線管理和應用,提升企業生產經營各部門協作效率。(4)物料專題 物料專題以生產物流為核心,范圍覆蓋原輔料進廠、倉儲管理、罐區管理、生產線原輔料投入、產品出廠等業務環節。(5)能源專題 能源專題建設覆蓋企業能源供應、生產、輸送、轉換、消耗全過程的完整能源管理,滿足企業能源精細化管理的需要。(6)操作專題 操作專題通過交接班管理,對生產過程的關鍵工藝運行
244、、設備運行、儲罐庫存等進行記錄。(7)工藝專題 通過工藝專題實現對工藝規程信息和工藝通知單的線上管控,實現企業工藝文檔集中管理。(8)調度專題 161 調度人員根據領導要求以及實際生產需要來形成調度指令,相關車間干系人按照要求完成指令后,向值班調度反饋執行結果,形成指令執行的閉環管理。(9)設備專題 建立設備的技術資料和記錄文件資料檔案,聚焦設備運行維護階段,對分散的設備進行集中管理和綜合監控,提升設備安全、穩定和長周期運行水平。(10)質量專題 質量專題搭建全過程質量管控模型,實現從原輔料進廠、中間品生產到產成品出廠等全過程的質量管控。(三)案例特點 通過實施 ProMACE 工業互聯網平臺
245、及相關應用,面向角色的“千人千面”崗位工作臺設計,從原來的用系統,變化為基于崗位工作場景使用功能,實現了從“人找業務”到“業務找人”,以及從“人找數據”到“數據找人”的轉變。員工通過個性化的“個人工作臺”進行“一站式”辦公,極大提高了工作效率。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 企業應用的經濟效益是項目投資回報率的重要指標,采用預期法進行估算,即:結合建設內容和預期成果,在參考相關系統在其他類似場景或企業的建設投資回報案例的基 162 礎上,推算預期的指標變化,再計算經濟效益。1.乙醇發酵環節的優化 通過利用現代生物工程技術,提高單位時間單位體積乙醇產量,有效降低乙醇生產的原料消耗,新增經濟
246、效益 2100萬元。2.設備運維的智能化 通過對生物乙醇生產線裝備進行實時監測和故障報警,延長設備使用壽命。同時還可以減少備件存儲數量,降低存儲費用,每年新增經濟效益 185 萬元。根據上述提升點效益估算為 2285 萬元。(二)社會效益 1.提高企業節能減排水平;2.提升安全生產的管理能力;3.減輕振動、降噪的危害;4.通過數據化轉型培養復合型人才。163 案例案例 15:安徽國星生物化學有限公司安徽國星生物化學有限公司 一一、企業簡介企業簡介 安徽國星生物化學有限公司(以下簡稱“公司”)成立于2007 年 1 月 8 日,注冊資金 3.29 億元,是國家火炬計劃重點高新技術企業。公司主要采
247、用醛氨法生產吡啶堿產品,產品廣泛應用于農藥、醫藥、飼料添加劑、食品等多個領域,被稱為三藥的“芯片”。公司先后榮獲“國家技術創新示范企業”“全國工業品牌培育示范企業”“國家制造業單項冠軍示范企業”“國家綠色工廠”“國家智能制造試點示范企業”“全國質量標桿”等十余項國家級榮譽稱號,成功組建包括“國家級企業技術中心”“國家地方聯合工程實驗室”在內的 10 個省級以上研發平臺,是行業內唯一榮獲國家“綠色+技術+平臺+品牌”金牌大滿貫企業。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 公司從生產管控、設備管理、安全環保、能源管理、輔助決策等多個方面開展數字化轉型升級,通過廣泛采用工業互聯網、工業數據平臺
248、等新一代信息技術和集散控制系統(DCS)、制造執行系統(MES)、安全儀表系統(SIS)等先進制造技術,在廠區綜合運用智能工藝優化、智能生產、集成優化、安全保障、服務延伸等流程,構建協同一體化管 164 控模式,實現設施全面互聯、系統全面互通、數據全面互換、產業高度互融。圖 1 數字化轉型項目總體設計模型(二)實施內容與路徑 1.經營管理層 EPR 系統建設情況(1)辦公管理數字化和信息共享 項目根據公司需求和行業特點,在原有完善的 PC 端 OA系統基礎上,開發了適合公司管理理念和制度的移動協同辦公系統和配套的手機客戶端,通過手機 APP 和 PC 客戶端實現公司員工和領導、生產車間和職能部
249、門之間的實時互聯互通,最大限度提高信息傳遞的效率,簡化辦事流程,在提高效率的基礎上,增加協同辦公能力,強化決策的一致性,最 165 后實現提高決策效能的目的;項目還利用自動識別技術與后臺數據庫管理系統相結合,建設智能檔案管理系統實現對公司檔案全過程跟蹤與智能化管理。(2)輔助決策智能化 公司數字化轉型項目已初步完成建設大數據輔助決策中心,決策中心為公司提供及時、準確、可靠、一致的產業數據服務,實現全產業鏈、各業務流程信息的標準化、全面可視化,做到數據信息隨用隨取,進一步提高公司整體信息挖掘分析能力,提高得到的信息價值。2.生產執行層 MES 建設情況(1)包裝物流智能化建設 公司產品均為液體化
250、工產品,公司考慮到安全環保、職業健康、質量效率等因素,已引進全自動稱重灌裝機代替傳統人員加工分裝,自動稱重灌裝機包括空桶輸送輥道、加料裝置、充氮及氮氣吹掃線裝置、稱重輸送系統、電氣控制系統等主要設備。該設備自動化程度高,計量準,工人不需要直接參與操作,其主要任務為監視、調整和控制,以保證自動包裝線的正常運行。該設備的引進,為公司最大限度節約了生產勞動成本。公司還引進無人值守地磅系統,集稱重技術、計算機、微電子、網絡技術等于一體,具有數據判斷采集、數據共享、遠程傳輸等功能,有效實現無人值守智能化管理。166(2)安防系統智能化建設 根據公司特點,項目建成 HSE 和應急管理智能化,分為安全綜合管
251、理、應急管理、環保管理三大組成部分。為保障公司安全生產,公司建有一套覆蓋全公司的監控系統,可以有效監督生產作業現場情況,及時發現問題并起到安防作用,利用遠程監控技術,隨時調閱分散在各個分廠的監控錄像,整合在一起,實現遠程管理與安防實時化,確保整個公司的安全和生產。并建設工業互聯網安全生產管控平臺、公司級安全儀表系統(SIS),對生產過程實時信息采集、處理和監視,保證重要車間和重要崗位生產安全性。(3)能源管理智能化建設 作為用能大戶,項目已建設能源管理項目,以更好做到節能與資源綜合化利用,吡啶堿生產現場大量采用總線智能儀表,通過各種電、氣、液動閥門、變頻器等元器件控制,建設車間 DCS、PLC
252、 近 1 千個數據采集點,對企業生產過程中能源介質進行動態監控,實現能源數據采集、監控、計量、統計、分析和工藝管理、生產對標等管控功能。項目使部分崗位實現無人值守,達到了減員增效的目的。3.過程控制層 DCS 建設情況(1)生產管理智能化建設 公司以吡啶堿平穩生產為起點,實現從計劃、調度、操作、監控、統計到績效的全生產過程管理及在線處理,提升 167 公司產品生產過程中的工業分析和預警能力,不斷提升公司人員工藝與操作技能,提高生產敏捷性。過程控制層能實時監控生產過程、公用工程、原料及成品進出廠、產品質量、以及各裝置的有毒氣體、可燃氣體等。(2)設備管理智能化建設 項目引進在線故障診斷智能化設備
253、管理系統,包括設備健康管理和設備全生命周期管理的信息化。設備健康管理建立三級智能點檢系統及核心設備的在線監控及故障診斷系統,早期預警設備中存在的隱患,實現對反應器、蒸汽發生器、尾氣處理器等關鍵機組設備故障的準確定位和壽命預測,為維修決策提供支持,提高企業預知性維修水平,并大幅避免設備故障給公司帶來的安全隱患。(三)案例特點 公司以大數據中心為依托,聚集行業大數據創新資源,以自動化、信息化技術為支撐,結合物料智能配送系統,建立了覆蓋生產管理、設備管理、安全管理、能源管理等六大領域的系統和平臺。公司通過核心工藝裝備研發、信息化系統集成、工業大數據平臺應用,實現了核心工藝裝備工藝過程自適應、在線工藝
254、趨勢控制優化、業務決策數據驅動、質量預測等功能。實現“大數據+智能化+工業互聯網平臺”多點聯動,形成點線面協同作用的數字化轉型新模式。三三、實施效果實施效果 168(一)經濟效益 項目的建成,吡啶堿車間總體生產效率提高了 30%以上,運營成本降低 30%以上,產品研制周期縮短了 50%,產品不良品率降低 40%,單位產值能耗降低 10%以上。實現了“管理精細化”、“運行自動化”、“控制智能化”、“安全可靠化”,為探索引領流程工業智能化發展提供了新思路、新路徑,為推動企業高質量發展蓄勢賦能。(二)社會效益 項目建成后,構建了一個以節約資源消耗、廢棄物循環利用和環境和諧的產業鏈,減少了“三廢”的產
255、生,具有良好的環境效益;極大地降低了員工的勞動強度,提高了員工的幸福感;帶動當地第三產業發展,為地方經濟的持續穩定健康發展貢獻力量;加速促進地域性、行業性產業升級,促進本行業國產化,參與硬件設備、軟件系統的國產自主研發,促進國產設備市場擴大,帶動上下游產業共同綠色健康發展。169 案例案例 16:浙江新安化工集團股份有限公司浙江新安化工集團股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 浙江新安化工集團股份有限公司(以下簡稱新安集團或者公司),創建于 1965 年,注冊資本 81839 萬元,于 2001年 9 月上市,曾獲全國石化行業節能減排先進單位、中國制造業 500 強、2014 中國農藥行業銷售
256、百強第一名、浙江省發展循環經濟示范單位、浙江省重點骨干企業和綠色企業、浙江省工業行業龍頭骨干企業等一系列榮譽。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 新安集團為實現有機硅材料智能制造,細化了四個建設內容:即業務運營數字化、生產制造智能化、生態服務平臺化、信息支撐敏捷化。通過“四化”,實現業務支撐全覆蓋,提升業務數字化決策能力,增加生產制造的柔性生產水平。如下圖所示:圖 1 整體業務邏輯示意圖 170 業務運營數字化:通過應用系統的建設實現對業務的全面支撐,并在此基礎上建設分析決策支持能力。生產制造智能化:逐步由信息化、自動化手段代替以往一系列需要人工判斷和執行的工作,實現設備的智能互聯、
257、數據的洞察分析、操作的自動控制、決策的自我反饋。生態服務平臺化:通過構建服務平臺、支撐平臺能力,來支撐生態服務業務發展策略。信息支撐敏捷化:通過構建大數據平臺、云平臺、統一集成平臺、信息化治理體系,實現敏捷化的信息支撐。(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設(1)IT 基礎設施建設 通過計算機、存儲、網絡虛擬化,對底層物理資源實現池化,為上層資源調度提供保障,將安全理念貫穿信息系統項目的整個生命周期,并進行持續的安全迭代。(2)信息安全防護 新安建設化工領域工業互聯網安全監測中心,實施采用海量安全數據分析框架體系,采用安全場景模型的分析及展示等手段建立并完善安全態勢全面監控、安全威脅實時
258、預警、安全事件及時處置的能力,形成一套支撐網絡與信息安全分析中心業務開展的,具有監測分析、態勢感知、預警通報、事件處置等功能的管理平臺,并實現該平臺與省級總平臺的 171 數據對接共享??芍鲃犹綔y的軟硬件產品類型不少于 500 種。2.生產制造數字化能力建設(1)工藝優化機理化 新安化工利用主流的流程模擬軟件對裝置建立嚴格機理模型,并在數據采集、分析的基礎上對上述模型進行校正,使之與實際生產情況相符合。(2)設備管理高效化 基于設備運行管理系統,實現設備預防性維護和檢維修 新安集團建設的設備管理系統以設備臺賬管理為基礎,以設備定期檢驗、預防性維護為核心,以設備故障管理、維修管理為主線,以潤滑管
259、理、開停機記錄等日常運營性管理為抓手,以腐蝕測厚、電氣定值、儀表變更等專業管理為補充,通過設備狀態的監測與診斷,及時進行預防維修,以控制故障的發生。在故障發生后,及時分析原因,采取措施排除故障或改善設備,以降低或防止故障的再發生,建立一個系統化、立體化、動態化的設備管理體系?;?AR 技術與 VR 技術,助力設備巡檢與內外操協同 外操人員可以在生產現場通過佩戴防爆 AR 眼鏡獲取巡檢任務、DCS 數據面板、設備狀態實時提醒以及異常數據警告,利用空間定位技術觀察到設備的基本數據(溫度/壓力/濃 172 度等)、內部情況、反應進行程度等,輔助判斷生產狀態,做到巡檢任務清晰明了、巡檢結果及時記錄、
260、問題情況及時處理。(3)安全應急數字化 基于 AI 技術建設安全管理系統(HSE),實現不安全行為預警 充分利用成熟穩定的 AI 智能識別技術加強對人員不安全行為的管控,對園區內重點管控區域的人員不安全行為進行實時監測、識別、預警、取證,提高生產環節監管效率和智能化水平,量化考核生產作業規范?;?AR 技術建設智能應急指揮平臺,打造全息“一張網”通過高位視頻監控設備結合系統增強現實技術,形成一個立體防控實景圖,對廠區進行全局監控。另外,通過高點防控單元的智能標簽技術,支持在視頻畫面上增加標簽,支持標簽檢索、定位、目標測量、方位感知等,協助現場指揮調度,真正做到把握全局、控制局部。(4)能源利
261、用集約化 通過建立數據采集、過程監控、能源調度、能源管理為一體的能源管控體系,實現從能耗監控、能耗基準計算、能耗預測、調度到統計、分析、考核的全方位閉環管理,提高蒸汽等能源的二次利用效率,確保能源系統安全、可靠、經 173 濟與高效運行,實現從經驗型到分析型調度職能的轉變。3.運營管理數字化能力建設(1)計劃排程智能化 建設供應鏈需求計劃數控塔,通過歷史銷售數據+算法模型實現對市場需求智能預測,合理化配置資源,降低供應鏈決策成本;構建敏捷的銷售、庫存、運營計劃流程來有效管理潛在供應水平波動?;?APS 系統,充分利用設備產能,實現精益制造、柔性生產?;?MES 系統,打通產品制程數字化鏈路
262、,實現制造過程信息化。(2)產供銷運營一體化 以 SAP 和 SSF 為核心,打造業財管控一體化平臺。以集約化管理和數字經營為目標,建設 SAP 系統。打通有機硅與農化上下游業務單元,實現有機硅與農化全產業鏈信息化覆蓋,提升供應鏈各個環節的智能化應用水平。以CRM 系統為核心打造前端業務平臺,實現運營管控數字化,綜合服務生態化,信息支撐敏捷化。建設 SRM 系統,打造采購與供應商管理平臺。(3)服務化延伸 產品生命周期服務延伸:設備融資租賃。發揮“融資+融物”獨特的優勢,圍繞上下游供應鏈、制造業設備給小微企業提供融資租賃業務。累計向產業鏈上的企業放款近 5 億元。產業鏈服務延伸:互聯網金融。以
263、金融技術和產品為核 174 心,搭建小貸業務管理和風控系統,具備小貸公司貸前、中、后的決策和融資擔保、租賃業務線上化和數字化全流程管理能力。(三)案例特點 1.提高我國有機硅材料行業核心競爭力 通過有機硅材料智能制造項目的實施和示范應用,優化氯、硅元素循環,提高產品質量和資源利用率,降低成本,減少三廢排放,實現產業間的良性互動和協調發展。2.依靠信息技術提升有機硅材料產業,促進兩化融合 智能工廠從多個層面進行智能化建設,促進兩化融合縱深發展。充分利用 RFID、GPS、多媒體等技術,建立全面感知的物聯網可視化平臺;充分利用 DCS、APC 等控制技術,建立生產操作自動化平臺;通過工藝建模、過程
264、仿真、風險識別、應急指揮、決策輔助等技術與系統,實現從原料到產品、從計劃調度到操作控制的多維度、多層次預測,預防事故發生、優化作業,提高生產組織的預測性。3.形成智能工廠自主核心技術體系 通過技術攻關、創新實踐,建設高效生產的智能工廠,形成一系列自主知識產權的成果,形成技術探索、產品研發與應用推廣的有機結合,建立技術研究、產品研發與企業應用相互支撐、相互促進、形成共同發展的良性互動機制。三三、實施效果實施效果 175 1.生產效率提高 20.74%通過智能控制裝備的建設,減少生產過程調整時間,減少手動調整工序量,達到降低運營成本目標。項目實施后,原生產效率 564 噸/人,現生產效率 681
265、噸/人,增長 20.74%。2.運營成本降低 20.8%通過 SRM 進行原輔料網上競比價,每年節約采購成本約 4000 萬元;在 12 條生產線裝置中采用智能裝備以及核心工業軟件,成本降低 21%;通過智能物流與倉儲裝備建設,減少庫存占用資金約 4000 萬元;通過提高管理效率、減少定員,大幅降低工資成本,運營成本降低 20.8%。3.產品研制周期縮短 31%通過大數據平臺的建立和數據分析,有效減少了研發前期的產品探索和方向確認時間,減少研發過程調整時間,使產品升級周期縮短 31%。4.產品不良品率降低 25%自控率和柔性切換生產能力的生成,避免了誤操作,降低操作員勞動強度,減少異常報警。項
266、目實施后,有機硅新材料終端產品的不良率降低 25%左右。5.能源利用率提高 13.4%在混煉膠、密封膠、硅油等生產裝置上實施先進控制系統,關鍵工藝參數波動方差降低 30%,裝置的能耗降低0.81.2%。能源利用率提升 13.4%。176 案例案例 17:萬華寧波萬華寧波(寧波寧波)有限公司有限公司 一一、企業簡介企業簡介 萬華寧波(寧波)有限公司(以下簡稱“公司”)于 2003年 8 月開工建設,系萬華寧波集團股份有限公司(A 股上市公司)控股子公司,注冊資本 9.36 億元。公司主要業務涵蓋MDI 系列異氰酸酯產品、芳香多胺系列產品和聚氨酯產品的研究開發、生產和銷售,現有生產規模 120 萬
267、噸/年的 MDI裝置,是目前亞太地區 MDI 生產技術最為先進、生產規模最大的企業,也是世界 MDI 制造領域中單個地點產能大、能耗低、產業鏈較完善的生產基地。二二、萬華寧波智能工廠實施情況萬華寧波智能工廠實施情況(一)總體設計 萬華寧波智能工廠建設主要從提升產品質量、保障設備運行可靠性、控制生產成本、提高生產效率、保障全過程生產安全等企業現實需求出發,利用工業網絡實現數據的自動流動,打造實現跨系統互聯互通和互操作的大數據平臺,使企業逐步實現生產運行的自動化、數字化和智能化,最終使工廠融入萬華集團全球卓越運營體系。圖 1 勾畫出了萬華寧波智能工廠規劃實施的主要數字化系統模塊:“黑色”字體部分為
268、企業智能工廠基本配置;“綠色”字體部分為智能工廠進一步提升的擴展應用;“紅色”字體部分為企業實現智能化高級階段的創新應用。177 圖 1 萬華寧波智能工廠總體規劃圖(二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 萬華寧波通信網絡結構包括工業現場數據層、數據匯聚層面、業務應用層和用戶訪問層共四層。工業現場數據層通過現場總線(FF)和分散型控制系統(DCS)完成無線變送與傳感裝置集成,進行底層現場數據采集與狀態監測,并匯聚至工業無線網關,實現現場數據信息的泛在感知。DCS 與 MES、報警管理平臺、APC 等上層管理網絡之間采用 OPC 協議通訊,采用防火墻隔離。數據匯聚層通過完善的服務器存儲整體架
269、構實現數據匯聚,通過以太網接口直接接入工廠辦公網/管理網或通過無線網橋/LTE 等高帶寬無線網絡間接接入工廠公網/管理網構成傳輸層,實現感知數據的遠程存儲與傳輸。業務應用層主要面向工作人員實現數據的顯示、計量報 178 表輸出、計量趨勢動態跟蹤、計量平衡以及優化分析等系統功能,并為用戶提供展示人機接口。2.生產制造數字化能力建設(1)工廠三維布置設計管理系統 PDMS PDMS 為 Plant Design Management System,萬華寧波已經采用 PDMS 軟件對全廠管廊建立了 1:1 的全尺寸三維實體模型。后續,企業還將對其全廠設備和生產裝置進行建模,最終將建立一個詳細的 3D
270、 數字工廠模型。(2)仿真培訓系統 OTS 萬華寧波采用 Honeywell(霍尼韋爾)的 OTS 系統,貫穿于生產裝置運行的全過程。在技術層面,有利于發現工藝瓶頸,驗證控制策略,完善操作規程;在人員層面,能夠幫助操作工熟悉工藝流程、控制系統和操作規程,提高技術人員對裝置工藝與控制的認識水平;在效益方面,可縮短開車時間,減少原料放空,提高裝置運營效率,減少工藝波動,改善產品質量,減少意外和事故發生。(3)MIMIC 批量程序仿真系統 Mimic 是 Emerson 公司出品的程序和流程仿真系統,可以用于程序調試、操作員操作仿真,它基于真實的 DCS 操作軟件和組態軟件,使得調試結果移植到實際生
271、產系統時具有 179 一致性,操作員可以先現在 MIMIC 系統上演練批量程序的生產控制,熟練后再在實際生產的系統上使用。MIMIC 系統可以與 DeltaV 系統結合,形成數位仿真雙胞胎。(4)SAFER 應急輔助決策系統 萬華寧波園區應急采用 SAFER 系統,通過復雜的數學模型與現場采集到的實時氣象、氣體濃度數據相結合,預測出廠區及周邊地區所受到的?;沸孤?、火災和爆炸等災害的影響,通過硬件和軟件的配套,能夠切合實際地起到輔助決策的目的,從而提高企業的應急救援速度,減少企業損失,確保人員的自身安全。(5)MES 深化應用實施 隨著信息化、數字化轉型的推進,企業在生產現場采用的制造執行管理
272、系統軟件越來越多,管理場景也變得越來越復雜,生產管理環節集中暴露出如下問題:一是與工藝、設備、人員等相關的流程與信息分散在不同的地方,缺少集中管理;二是生產管理力度跟不上業務發展速度,存在較多流程斷點;三是新老員工知識傳遞效率低下,新員工一般需要三年時間才能獨立完成所有操作,成長速度慢;四是工程師大量精力被數據匯總、收集、整理工作占用,對分析改善問題的思考時間不足。180 為解決這些問題,作為 MES 深化應用實施的重要內容,公司根據自身管理經驗,結合霍尼的 OM 系統開發生產技術管理平臺(PTMP)。PTMP 專門針對萬華化學打造了一站式生產業務管理平臺,覆蓋完整生產活動,對生產業務和數據進
273、行有效串聯,促進業務高效流轉,為裝置實現降低人員勞動負荷、提高工作效率等目標提供抓手,為管理者轉變生產指揮模式和做出決策提供依據。這個為萬華化學量身定制的PTMP平臺具有如下功能和優勢:一是搭建開放式個性化工作平臺:根據工作需要定制工作界面,每人都有自己的生產看板,所有信息同源,信息無需線下傳遞;二是實現生產任務閉環管理:基于時間、事件規則自動產生任務,可將任務分配個人和崗位,工作整改過程自動匯總,閉環管理。三是開展生產結果統計:細粒度拆分成本統計,從公司/裝置、橫班、產品、日期等多維度對比分析,實現快速月底生產統計,半天完成生產結算;四是完成偏差管理:生產指標統一治理,各層級管理者使用同一指
274、標;偏差自動監控,發生異常時自動觸發任務和通知;建立關聯性分析,指標異常時快速分析原因;五是取得管理突破:取代舊有工作流程與溝通方式,精 181 簡工作流程;提高班組勞動生產率;生產管控閉環可視,防呆防錯;提升生產一線人員工作主動性。六是深化降本增效:節省班組繁雜重復工作時間;積累生產管控模型和海量治理后的數據,結合大數據實現節能降耗。(6)設備狀態智能監測系統 企業采用的 EMAS1000 設備狀態智能監測系統,實現了對關鍵機泵設備運行狀態的實時監控,能及時發現隱患并進行故障診斷分析,有效監督和準確評價設備的實時運行狀況,對做好預防預測性維修提供了信息化平臺,3.運營管理數字化能力建設 采用
275、高級計劃優化器 APO 系統,整合了 MES 系統、LIMS 系統、WM 系統,打通了銷售端至產品生產包裝的產品供應鏈全流程,實現了銷售訂單自動轉化為生產訂單,系統根據設定好的邏輯及排產規則自動下達產品生產訂單至產品包裝工序,包裝工序再根據自動生成的包裝輔材(桶)提交輔材采購計劃。大幅免去了產品供應鏈相關人員的溝通相關工作,提升了供應鏈整體協調效率。(三)案例特點 萬華寧波的智能制造建設,遵循業務驅動、價值導向、整體規劃、分步實施、用戶滿意的指導方針,在集團總部智能制造體系指導下,結合自身基地實際情況進行先行先試。182 三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 萬華寧波通過智能工廠能力的機器建設
276、,構建起以 Sup OS 為核心的工業互聯網安全生產平臺、以 PTMP 核心的生產運營管理平臺、以 ERP 為核心的企業資源計劃管理平臺、以 OA 為核心的協同辦公管理平臺的 4 大智能平臺。安全應急響應速度至少提升 30%,能源利用率提高 5%,裝置穩定性提高 30%,生產運營成本降低 10%以上。(二)社會效益 本項目通過在專業領域的智能化應用以及全景式的信息綜合集成應用,在打通信息流的同時,實現業務流程的整合與貫通,從而實現企業經營信息的全透明。通過對數據資產的深入挖掘,發現潛在的管理改善和新的效益增長點。例如,基于模型的先進控制系統有效提升裝置穩定性,通過卡邊操作不斷降低裝置能耗,提升
277、產品質量;通過供應鏈和物流系統的協同構建起萬華基于物聯網的全供應鏈管理模式;同時通過智能化設備和大數據建模分析等手段實現自動化、智能化換人,減少員工現場操作次數,降低員工勞動強度,提升員工幸福感。183 案例案例 18:巨化集團有限公司巨化集團有限公司 一一、企業簡介企業簡介 巨化集團原名衢州化工廠,創建于 1958 年 5 月,是全國特大型化工聯合企業,全國最大的氟化工先進制造業基地和浙江省最大的化工基地。公司化工主業涵蓋氟化工、氯堿化工、煤化工、精細化工、石化材料、功能性材料、電子化學材料等,參股建設舟山 4000 萬噸/年綠色石化項目。有 16個系列的產品為全球單項冠軍。同時,配套建有物
278、流商貿、裝備制造、信息技術、環保產業、公用工程、檢測服務、檢維修服務等一批生產性服務業。擁有巨化股份600160及華江科技837187兩家公眾公司和一家財務公司,正在培育 2家擬上市企業。二二、案例實施情況案例實施情況 圖 1 數字化轉型架構圖 184(一)立足高質量發展,明確數字化改革巨化路徑 明確數字石化基地定位。通過云計算、大數據、工業互聯網、5G 等新技術規?;蓱?,實現信息技術、化工制造和管理技術的融合創新,實現生產鏈、供應鏈、價值鏈、管控鏈“四鏈”高度融合,形成黨建統領下的整體智治,打造“泛在連接、高效協同、全域感知、數智融合、安全可控”的數字石化基地。構建數字化改革工作體系。
279、圍繞“綠色化發展,數字化改革、新巨化遠航”工作主線,扎實推進集團數字化改革“124N”工作體系,錨定打造“泛在連接、高效協同、全域感知、數智融合、安全可控”的數字石化基地的目標,通過智能制造+智慧管理雙線驅動,圍繞數字化車間、精良裝備、企業大腦、數字產業化四大領域,聚焦零手動、零備機、零距離“三零”工程,推進業務重構、系統重塑、組織變革。(二)圍繞競爭力提升,開展數字化改革巨化實踐 1.智能制造“零手動”,打造未來工廠新模式 以 未來工廠建設導則 為指引,巨化開展裝置“零手動”改造。通過全流程動態仿真與優化,構建基于模型的化工裝置數字孿生系統支撐實現“精良裝備+最優系統+最佳實踐”體系,實現生
280、產制造過程的自感知、自優化、自決策和自執行,促進生產操作模式、生產管理模式、安全管控模式的變革,令員工由操作員向監控員轉變,最大限度避免人的不安全因素,提升本質安全水平。185 裝置“零手動”改造后,核心裝置自動化率達到 99%以上,報警次數降低 96.4%,員工勞動強度下降 70%,裝置平穩率提升至 99%,工藝非必要泄放減少 80%,主要物料單耗下降2%,能耗下降 2%,產品不良品率下降 22%,勞產率提升53.26%,產生經濟效益 2.1 億元/年?!傲闶謩印辈僮魍苿恿嘶ば袠I生產組織方式根本性變革。一是安全管控模式變革:從以依賴人的能力經驗為主的安全管控轉變為以數字化專家系統支持保障為
281、主的安全管控;從事中事后為主的安全管控到事前主動預防為主的安全管控;從專業安全向系統安全轉變。二是生產操作模式變革:從單個參數的手動控制轉變為多變量的智能預判和控制;多人多崗的局部操作轉變為集中統一的整體控制;DCS 操作員轉變為監控員,技能大師成為控制方案優化專家。三是生產管理模式變革:從管理人工操作向管理數據轉變;以員工的操作技能培訓向異常處突能力及數據分析優化能力培養轉變;以管裝置向管工廠轉變。零手動應用場景入選 2021 年浙江省數字經濟“五新”優秀案例,以“零手動”為標志的“巨化含氟新材料未來工廠”成為浙江省第二批“未來工廠”,2021 年含氟工程塑料智能制造新模式通過國家工信部驗收
282、。目前,巨化零手動應用已形成可復制的解決方案向行業企業覆蓋賦能。今年,巨化重點推進“工業工業互聯網+安全生產”項目建設。本項目是國家應急管理部試點項目,巨化氟化公司為省內兩家試點單位之一。目前建設方案已經通過應急管理部評 186 審,人員定位、重大危險源等部分場景已經完成建設,后續將陸續開展工業互聯網平臺、數據中臺、作業許可、標識解析等子項建設,借助 5G 的全面部署,有序推進“5G+工業互聯網”新場景應用。2.高效運行“零備機”,探索精良裝備新路徑“零備機”以“兩高一低”為核心理念即設備可靠性高、運行效率高,全生命周期總費用最低,全面推進機械、電氣、儀表等硬件水平的提升,實現數字化指導下的預
283、防性運維。從組織保障、人才培養、實施推進、運行評價等方面推進精良裝備建設工作,開展高故障設備攻關,改進精良裝備采購標準,建立“零備機”運行考評標準,對裝備運行狀態進行全面有效評價,實現裝備長周期高效率運行?!傲銈錂C”實施后,裝置故障率減少 79%,總體檢維修工作量下降 31%,動設備檢修頻次下降 42%,預防性維修分析準確率大于 90%,設備運行周期提高 1 倍以上,運維費用節降 5708 萬元/年。3.智慧管理“零距離”,構建精益運營新格局“零距離”的目標是最大限度提升企業精益管理水平。集團著力推進了企業大腦建設,“讓數據說話”、數據驅動決策。開展了數字化運營、數字化服務、數字化監管、數字化
284、決策等場景建設。其中,數字化運營實現從計劃到生產、從訂單到收款、從采購到付款、從記錄到報告、從投資到運營等五個制造業核心業務場景建設,全面打造業、財、風控一體化協同平臺;數字化服務著力推進財務、采購等數字化共享平 187 臺建設,形成前端解耦、中臺聚能、智能協同的共享服務模式;數字化監管聚焦異常和問題閉環,打造了系列重點應用。國企領域公權力智慧監督涵蓋資金、采購、招標、資產、銷售等 9 大主題,以嵌入式監督為手段實現數字賦能,提升精準發現問題的能力。問題數字化動態清零工作平臺,系統以“問題動態清零、管理迭代提升”為目標,構建抓黨建促“七張問題清單”落實機制,有效推進量化閉環管控。數字化決策則以
285、企業核心業務大數據為基礎,疊加智能分析、研判等“大腦”功能,開發“一屏總覽、一鍵智達”決策平臺,為集團的風險防控和戰略決策提供科學依據?!傲憔嚯x”的內涵還在不斷豐富,智慧供應鏈、數字化 e人、變革型組織、客戶體驗提升等場景正在建設,“零距離”讓集團運營效率得到極大改善,客戶滿意度得到提升。其中,手工工作量下降 10%,核算工作效率提升 15%,計劃外采購下降 20%,物資庫存下降 15%,逾期應收賬款下降 31%,訂單到開票時間下降 40%。2021 年,巨化榮獲中國數字化改革先鋒“鼎革獎”、中國 SAP 用戶協會“金龍出海獎”。4.數字產業化,培育產業發展新動能 在數字產業化領域,集團圍繞“
286、產業數字化和數字產業化”雙主線布局,信息公司、中巨智能等一批數字產業化企業初具規模,形成了如“以 ERP、MES 等應用為核心的工業互聯網平臺、以 APC 和零手動等為核心的未來工廠模式、以 RPA應用為核心的財務共享中心、以智慧供應鏈為核心的電商物流一體化平臺”等一體化解決方案。188 在數字產業化目標的引領下,支撐“零手動”生產管理、“零距離”智慧管理、“零備機”精良裝備。以信創、政務為兩大核心業務,與衢州市共建四省邊際(衢州)產業數字化賦能中心,為區域中小企業數字化賦能,承擔浙江省化工(氟硅與電子化學)產業大腦的開發建設。(三)著眼現代化建設,打造新巨化遠航數字引擎 數字化改革是巨化騰飛
287、的靈魂,是推翻一切慣性思維、實現企業安全高效的核心。數字化改革帶來的智能化和便利性已深入人心,巨化形成了全員擁抱、全力推進的良好局面。智能巡檢機器人,精準有效地對重大危險源進行全天候全方位的數據監測和實時反饋;發電機組實現無人值守模式,國內同類電廠首套“無人機”正式誕生;智慧營運中心實現了生產過程管理信息的可視化、決策科學化、資源配置的最優化和生產管理的精益化;?;肺锪鞴芾砥脚_實現了運輸配載交易中心“集中化配載、專業化管理、市場化運作”的運行模式;全自動包裝線、視覺檢測、智能倉儲、人員定位、天網工程、危廢管理系統巨化的數字化改革正在以“百花齊放”的姿態,不斷打通信息孤島,補短板、強弱項,向完
288、整的數字化生態系統邁進?!笆奈濉逼陂g,巨化將進一步貫徹落實習近平總書記關于全面深化改革和數字中國建設的重大部署,把握浙江省數字經濟“一號工程”建設機遇,在努力實現數字石化基地轉型目標的同時,堅持“服務區域、賦能行業”的初衷,匯集和吸 189 引一批行業優秀合作伙伴,致力于為流程行業提供數字化解決方案,助力制造業企業實現數字化轉型。面對新時代新形勢新要求,巨化正聚焦浙江省打造“互聯網+、生命健康、新材料”科創高地的要求,進一步強化數字化認知,全面提升治理體系和治理能力,從而實現數據支撐下的智慧決策,致力于成長為數字化、智能化、現代化、信息化的綠色智造、數字支撐基地。190 案例案例 19:山東
289、東岳氟硅材料有限公司山東東岳氟硅材料有限公司 一一、企業簡介企業簡介 山東東岳氟硅材料有限公司隸屬于山東東岳集團,公司設有熱電廠、氯堿廠、氯甲烷廠,現已形成了 26 萬噸/年氯甲烷、28 萬噸/年氯堿的生產能力,熱電廠裝機容量 7.5 萬千瓦,年供熱量 650 萬吉焦。公司主導產品技術居國內同行業首位,工藝流程國際領先。2021 年,公司實現銷售收入 27.22億元,利潤總額 2.98 億元。公司歷來高度重視企業信息化建設,把信息化建設、兩化融合上升到企業發展戰略和增強企業核心競爭力的高度來認識,確立了“管控智能化、運行信息化、裝置自動化、集成高效化”的“四化”目標?;诎l展定位和管理需求,按
290、照“總體規劃,分步實施”的原則開展信息化項目建設,實現兩化融合的跨越式快速提升。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 東岳氟硅公司在集團的統一組織下,與石化盈科合作,編制了集團整體智能工廠規劃,提出東岳氟硅 3-5 年的智能信息化規劃。數字化轉型總體架構如下:191 (二)實施內容與路徑 1.數字化基礎設施建設 建成集團統一的高標準企業數據中心,按照智能工廠建設的網絡架構,實現網絡互聯互通和數據共享,光纜直接覆蓋生產主控室及辦公區域,形成了 100%覆蓋全廠各個業務環節的局域網,為信息系統的順利建設提供了強有力的基礎支撐。企業的數據及應用系統分別集中部署在集團中心機房內,具備常規的物理
291、安全、網絡安全、主機安全、數據安全、應用安全等信息安全管理手段。為東岳氟硅智能信息化提供有效、可靠的信息安全技術和產品服務,支撐和保障信息安全目標的實現。2.生產制造數字化能力建設 推進以 DCS 系統為核心的基礎控制層優化與現場裝備智能化,裝置自控率與平穩率達國內先進水平。特別是氯堿產業鏈80%以上的主生產裝置都實施了APC先進控制與PID 192 控制整定工作,平均自控回路投用率與參數平穩率均達 95%以上,人工手動干預次數減少 80%以上。建立以 MES 系統為核心的生產管控平臺,深入生產管理各個層面。一期項目主要包括在線監測、生產調度、工藝管理、能源管理、安環管理、生產統計等功能模塊。
292、系統設計 20 萬點實時數據庫,連接全廠 DCS 控制系統、電力能源系統及離散儀表數據,開發工藝參數異常報警、生產異常停車記錄統計、工藝指標超標分析統計、環保指標超標分析統計等一系列的智能生產管控應用。在集團統一組織下,2020 年,基于三維地圖的園區安環預警與應急系統上線,系統聚焦集團的環保、安全、應急業務,對全集團 91 個主生產裝置、72 處重大危險源、229 個?;穬?、19 處環保排放口等業務信息,以二三維地理信息系統為支撐,實現專業的三維可視化管理與綜合數據展示,全面提升企業環境風險預警和防控能力。3.運營管理數字化能力建設 構建了以 SAP ERP 為核心的集中化經營管控平臺,
293、利用ERP 平臺的優勢,整合 SRM、CRM、OA 等系統,打通各業務環節,有效提升了業務的準確性和及時性,實現財務業務一體化和財務共享服務模式,促進各項業務合規地快速發展。輔助 ERP 項目建設,東岳氟硅在集團統一組織下建立企業標準主數據系統、數據總線和數據倉庫,實現 10 余個業務 193 系統之間的互聯互通。通過三層應用平臺建設,實現了從底層 DCS 到 MES、ERP 縱向的貫通,同時,建立集團智能化管控平臺,融合能源管理系統(EMS)、SAP、ERP 系統、一卡通系統、條形碼管理系統、OA 系統等業務數據,打通企業智能信息化的脈絡。(三)案例特點 1.東岳氟硅公司在集團的統一組織下,
294、與石化盈科合作,制定了東岳氟硅 3-5 年智能信息化規劃,確定了東岳智能工廠總體架構。2.氯堿產業鏈 80%以上的主生產裝置都實施了 APC 先進控制與 CPM 控制優化工作,平均自控回路投用率與參數平穩率均達 95%以上,人工手動干預次數減少 80%以上。3.建立以 MES 系統為核心的生產管控平臺,開發了工藝參數異常報警、生產異常停車記錄統計、工藝指標超標分析統計、環保指標超標分析統計等一系列的智能生產管控應用。4.構建了以 SAP ERP 為核心的集中化經營管控平臺,實現財務業務一體化和核心業務整合。5.搭建企業數據倉庫與集成共享平臺,集成全產業鏈互聯網資源,相互融合,打通企業智能信息化
295、的脈絡。三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 數字化轉型有效促進了新舊動能轉換和產業升級,大大 194 提升了企業的核心競爭力,企業生產效率提高 23.90%,運營成本降低 13.10%,產品不良品率降低 97.10%,能源利用率提高 7.40%,營收和利潤連續三年超預算、超上年。(二)社會效益 數字化轉型成為撬動生產效率提升的杠桿。裝置自動化有效提高了裝置運行的穩定性,實現了物耗、能耗的大幅度降低。企業裝置非計劃停車次數下降 25%以上,裝置運行周期同比增加 17%。通過“機器換人”和“黑屏操作”,勞動強度降低、工作效率提升、人力資源成本顯著降低。數字化轉型促進了安全環保。以二三維地理信息系
296、統為支撐,實現安全環保的在線監測預警、三維可視化管理與綜合數據展示等功能,提高了企業生產監管、安全教育、應急演練等水平,企業連續三年實現安全生產零傷亡以及 100%環保達標排放的目標。195 案例案例 20:中海油惠州石化有限公司中海油惠州石化有限公司 一一、企業簡介企業簡介 中海油惠州石化有限公司(以下簡稱“惠州石化”)是中國海洋石油集團有限公司(以下簡稱“中國海油”)獨資建設的第一座大型現代化煉廠,位于廣東省惠州市大亞灣開發區。經過十幾年的建設運營,已經發展成為一家集石油化工、煤化工、石化產品銷售為一體,配套齊全的大型煉化一體化企業。公司現有原油加工能力 2200 萬噸/年、芳烴(對二甲苯
297、)生產能力 100 萬噸/年,總投資 403 億元,占地面積 5 平方公里,用工總數 2424 人,加工規模和技術水平位居國內煉油企業第一梯隊。公司曾先后獲得 IPMA 國際卓越項目管理金獎、菲迪克工程項目優秀獎、國家科技進步二等獎、國家核心發明專利優秀獎、國家技能人才培育突出貢獻獎、國家首批兩化深度融合示范企業、國家首批芳烴生產示范企業、第五屆全國文明單位、廣東省環保誠信企業(綠牌企業)、國家級“綠色工廠”等多項國內外榮譽。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 2020 年,惠州石化開展了以“基于 700MHz 與 2.6GHz 5G 融合組網的石化工業互聯網應用”工程為核心的企業數
298、字化轉型建設,綜合運用新一代(ICT+OT)技術,建設“安全、綠色、卓越”智能工廠,實現從原油到產品全流程的一 196 體化、柔性化管理,構建生產運營新模式,打造競爭新優勢,賦能企業高質量發展。圖 1 惠州石化數字化轉型藍圖框架 基于此藍圖框架,惠州石化提出了數字化轉型總體設計:響應國家新基建戰略,以 5G+工業互聯網為載體,通過“數據+平臺服務”技術轉型,開展安全生產、綠色環保、節能低碳等業務領域的數字化應用,實現綠色安全生產,有效節能減排,降低生產成本,提升生產效率,推動生產方式和運營模式的創新。(二)實施內容與路徑 數字化轉型工程成功建立了一個5G+工業互聯網平臺數字底座,創建了“工業互
299、聯網+生產管控”、“工業互聯網+區域監控”、“工業互聯網+安全環?!?、“工業互聯網+節能減排”四個典型應用場景,培育了一個“數字化眾創生態”創新生態。197(1)一個 5G+工業互聯網平臺數字底座 5G 石化專網方面,惠州石化聯合中國移動、中國廣電,融合 700MHz 深度覆蓋優勢、不間斷傳輸優勢和 2.6GHz 大帶寬、大容量、高速率優勢,創新性地采用 700MHz FDD 與2.6GHz TDD 雙頻雙制式融合的 5G 組網部署方案,同時下沉部署了 5G UPF 及 MEP 邊緣計算云,實現了公司 5G 專網廣覆蓋、大帶寬、高安全。工業互聯網平臺建設方面,惠州石化將 5G、物聯網、人工智能
300、等數字技術與垂直行業工業控制、生產經營的深度融合,構建立了集成、統一、共享、敏捷、眾創的煉化“工業互聯網”平臺,推動“數據+平臺+應用”模式,實現全業務的無邊界化。圖 2 惠州石化工業互聯網平臺架構(2)四個工業互聯網+典型應用 198 惠州石化以“5G+工業互聯網”技術體系為依托,重點建設圍繞“工業互聯網+生產管控”、”工業互聯網+安全環?!?、“工業互聯網+節能減排”、“工業互聯網+AI”、“數字化眾創生態”5 大業務域開展應用建設。1)工業互聯網+生產管控“工業互聯網+生產管控”方面,按照“工作有計劃、執行有方案、變更有記錄、判斷有數據、操作有確認、事后有總結”六有工作法、“定點、定時、定
301、人、定路線、定標準”五定管理法作業管理要求,通過企業 5G 石化專網、煉化工業互聯網平臺、防爆手持終端、RFID 標簽、移動藍牙測震設備、移動攝像設備、移動藍牙氣體檢測設備等技術融合,創新性構建了包括施工作業許可、重要生產工作許可、消項管理、巡檢管理、雙重預防、隱患管理、行為安全觀察等的“多合一”生產作業管控應用,實現現場作業動態監管、消項操作內外操協同、巡檢數據實時監控的智能化生產作業管控新模式。自 2020 年 6 月至 2022 年 6 月間,通過生產作業管控應用管理了施工作業許可 80346 次,重要生產作業許可 845次,消項操作 40959 次,生產巡檢 271991 次,隱患排查
302、治理51883 次,隱患整改完成 51724 次,三日內整改完成率 94.9%,整體整改完成率 99.9%。2)工業互聯網+綠色環保 二是工業互聯網+綠色環保應用。圍繞“綠色環?!蹦繕?,199 集成三維數字地圖、移動式氣體檢測、氣象監測等多源數據,實現了全廠區三維可視化展示、百米網格化精準監控。該應用實現了 246 張安全環保臺賬的自動生成、上報;環保管控效率提升 15%;環保數據整理效率提升 300%,環保管理模式轉型為“智能預警、事前控制”。3)工業互聯網+節能低碳 以惠州石化以現有能源監控與統計數據為支撐,建設能源在線管控應用及實現蒸汽系統優化應用,實現能源計劃管理、能源管網平衡、能源統
303、計與評價分析等管理功能,并基于收集的能源數據,利用蒸汽 AI 優化算法,執行用能運行監控和用能優化調度。4)工業互聯網+AI 創新應用 開展 5G+工業互聯網+AI 創新應用,融合了通用機器學習等 AI 算法與煉化過程知識,建立了煉化機理與機器學習AI 算法深入融合的端到端智能建模平臺,并以此為基礎,推動工業互聯網+AI 監護、工業互聯網+北斗定位、工業互聯網+智能巡檢等應用場景研發。(三)建立了一個“工業互聯網眾創生態”企業智能工廠的建設需要數字技術與業務深度融合。要從業務視角主動思考轉型的目標和路徑,才能把數字化新技術變為實際的業務價值?;诖朔N理念,業務人員在數字化轉型背景下,參與數字化
304、轉型工作程度,就不能僅僅局限于 200“業務提出需求,IT 實現需求”這種原始的方式,而是要親自參與應用的構建?;葜菔诠I互聯網平臺上創新開辟了用戶生態中心,業務人員可利用統一數據資源、服務組件和易用開發工具,結合實際業務需求進行敏捷開發,將業務人員的“業務經驗模型”在完全沒有信息衰減的狀態下復現在工業互聯網平臺數字應用中,切實解決生產運營中的痛點難點問題。目前惠州石化的管理技術人員已自行在平臺上構建了生產計劃、調度、財務等 14 類 APP1000 余子應用表,極大提升了相關業務人員的工作效率,形成了以平臺為中心的眾創氛圍,有效提升了 IT 與 OT 的粘合度,加速業務知識的沉淀與復用,
305、形成了業務用戶自主演進的“數字化開放應用生態”。三三、實施效果實施效果 一是形成了企業數字化轉型方法路徑。形成了惠州石化智能工廠數字化轉型方法論,以“1+N+1”,也就是“一個數字底座、N 項應用場景、一個眾創生態”的工作方法進行平臺和應用建設,推動生產方式和運營模式的創新。二是生產運營模式改進提升明顯。通過工業互聯網+生產管控應用建設,生產作業管控由“區域離散執行”模式向“全員協同和專業協同執行”模式轉變;通過工業互聯網+綠色環保應用建設,環保由“事前計劃、事后考核”向“智能 201 預警、事中控制、事后追溯”轉變;通過工業互聯網+節能低碳應用建設,節能減排由“分項統計,持續評測”向“在線監
306、測,實時分析、智能調優”轉變;通過工業互聯網+創新應用建設,實現了巡檢機器人作業監護儀等智能應用,推進現場作業少人化,提高勞動生產率。三是質量效率提升顯著。產品合格率 100%,排放合格率100%,設備完好率 99%以上,生產數據自動采集率 98%以上,儀表自控率 97%以上,企業運營成本降低 20%,企業生產效率提升 20%,用戶自行構建 15 類 APP,培養數字、工業技術“雙跨”技術人才 27 名。四是企業運營成本節約明顯。降低蒸汽損耗率5%,實現節能量 8500 噸標準煤,減排二氧化碳 1.7 萬噸,年累計效益超過 5000 萬元;年均減少裝置非計劃停工 1 次以上,節約非計劃停工消耗
307、成本 500 萬元/年;現場作業圖像異常質量識別準確率達 90%以上,減少工廠監控成本方面 100 元/年。202 案例案例 21:魯西化工集團股份有限公司魯西化工集團股份有限公司 一一、企業簡介企業簡介 魯西化工集團股份有限公司(簡稱“魯西化工”或“公司”)是 1998 年 5 月經中國證監會批準,于 1998 年 8 月在深圳證券交易所掛牌交易的上市公司。多年來,公司積極響應貫徹國家“調結構、轉方式”的號召,抓住新舊動能轉換工程的發展機遇,淘汰落后產能,堅持安全發展、綠色發展、循環發展,大力調整產品結構,發展循環經濟,全力建設魯西特色的化工產業園,走出了一條“一體化、集約化、園區化、智能化
308、”的園區發展之路,實現了企業從化肥向化工、從基礎化工轉化工新材料的轉型,逐步形成了煤化工、鹽化工、氟硅化工、化工新材料的產業鏈條,發展成為集化工新材料、基礎化工、化肥、裝備制造及科技研發于一體的綜合性化工企業。二二、案例實施情況案例實施情況(一)總體設計 公司結合園區的實際發展以及國家政策引導,確立了建設智慧化工園區的戰略方向。智慧化工園區建設以生態理念為核心,按照“園區化、集約化、一體化、智能化”的發展之路,通過兩化深度融合,大力推進“智能工廠”和“智慧園區”的建設,依托智慧感知網絡,構建了貫穿安全、環保、能源、安防、應急等多個管理維度的一體化信息平臺。203(二)實施內容與路徑 圖 1 智
309、慧園區一體化管控平臺架構(1)智慧安全方面 開發了安全管理系統,對重大危險源、裝置安全運行、重要工藝運行指標等方面進行監管,將園區?;菲髽I的“兩重點一重大”納入系統,將實時數據庫與地理信息系統、設備管理系統、三維建模技術進行有機融合,實現在三維場景中實時展示重大危險源動態數據。開發工藝動態安全分析系統,實現動態、靜態多參數多維度自動分析評價,各企業安全指數及等級一目了然,及時管控;開發園區安全、環保、運行及能源數據智能分析功能,達到數據自動提取,平臺智能分析影響因素的效果;雙重預防、特殊作業、點巡檢系統APP 上線運行,為企業的安全管理提供智能化管控工具;視頻 AI 智能分析平臺全面推廣應用
310、,通過配置智能算法,可以實現火焰、煙霧、人員闖入、脫崗等方面的智能識別;實 204 施全員定位項目,采用室外使用北斗+差分、室內使用藍牙技術進行定位,實現室內外定位的無縫銜接,二維、三維地圖能夠實時顯示人員動態去向和基本信息。(2)智慧環保方面 建立園區水環境 3 級監管,大氣環境 4 級網格化預警系統的先進環保管理手段,從源頭防治污染和保護環境。2014年,公司承擔了生態環境部“有毒有害氣體環境風險預警體系項目”,開發了環境預警功能,對大氣實行四級預警。園區配備了 4355 路有毒有害氣體監測儀、287 路無線氣體報警儀、6 座 ppb 級大氣監測超級站、1 座激光可視雷達,分別形成了對企業
311、周界、園區周界、方圓 5 公里區域、園區周邊15KM 地域的四級網格化預警系統,并通過生態園區綠化建設改善大氣環境質量。自 2015 年開始實施廢水零排放項目建設,2020 年 10 月份園區外排水全部關閉,并持續保持園區廢水零排放。(3)智慧運行方面 在做好安全環保生產的基礎上,完成既定生產計劃目標,運行指揮中心利用智慧管理一體化平臺駕馭園區安全生產穩定運行,企業在安全、環保、應急、設備、能源、公用工程、生產運行等分別實現“一張圖”智能化管控,生產異常實時預警,通過生產調度在生產指揮過程中平衡協調、公用工程物料合理調配、設備平穩倒運啟停,能耗統計分析、異 205 常問題嚴抓細管、大班操作紀律
312、有效管控,實現生產管理者在運行指揮中心生產過程中執行計劃、布置、檢查、處理的全過程信息化管理。(4)智慧應急方面 開發了應急聯動平臺,應急救援中心與園區運行指揮中心、企業調度中心等多方聯動,實現車載、單兵作戰移動視頻回傳和對講,并通過 GIS 系統進行應急物資調用、路徑規劃、人員疏散,實現可視化高效指揮。針對異常突發狀況,應急聯動系統具備快速的響應能力,接警后系統根據報警信息、氣象信息啟動對應的應急預案,并將短信自動發送相關人員。救援人員進入現場攜帶移動視頻對講,運行指揮中心實時顯示現場畫面,為現場作戰提供指導。(5)智慧能源方面 建設了能源管理中心,對水、電、氣、汽等公共能源實現自動數據采集
313、,開展能源梯級利用,實施能源三級計量,大型用能單位能耗對標分析,預警預報,實現能源綜合效率的最大化。園區電網統一進行調度,異常情況自動聯切,保障園區用電整體安全。建立能源流程模型,對高能耗設備建立數據模型運算分析,計算耗能設備效率。自主研發 APC 控制系統,提高生產控制系統穩定運行,每小時節省蒸汽約 29.3噸。(6)園區安防方面 206 以對整個園區進行封閉管理為目標,從周界防護管理、人車準入管理、應急聯動管理、智能管控預警等方面入手,將企業生產經營與外部不相關的“不安全因素”有效隔離,實現對企業人員和車輛的有效管控、異常問題的提前預警和應急處置;進入園區實施人臉識別門禁,進入企業生產區,
314、實施二道門管理進行身份驗證;?;奋囕v入園實施身份識別和一碼通;?;费b置全部實現人員定位。(7)供應鏈方面 圖 2 魯西商城 魯西商城開創了中國化工行業銷售模式的先河,實現了園區近千萬噸化工與化肥產品網上銷售、結算;經過不斷地摸索,電商實施“集合定價”銷售模式,最大限度讓利客戶,考慮價格、生產商等綜合因素系統自動計算成交價,確定產品價格更加貼近市場,更加公平合理。2021 年又成功導入“系統自動定量定價”模式,綜合考慮各產品產量、活躍度、庫存、成本、市場異常信息等維度,自動開盤,系統自動確定 207 每日可銷量及開盤價,杜絕人為干預,使銷售業務更加公開透明。創建魯西采購平臺,實現公開擴源、自
315、動定標,把采購交給系統當家不斷探索、建立和完善最適宜的采購新模式,上線 SRM 系統,實現了采購業務全部轉到線上運行,提高了協同效率;為進一步促進網絡化公開采購,自主創建了魯西采購網,采購流程高效規范,符合資質的生產廠家快速注冊,“零門檻”入駐。按照物資類別,找準路徑,實施多種自動定標方式,按系統預置規則自動定標,比價過程不受人為干預,合同付款實現自動排程。自主研發魯西物流平臺,實現安全快捷交付,把物流交給系統當家營銷模式的變革,最重要的是解決物流配送問題,2013 年公司承擔了國家科技支撐計劃,自主研發了魯西物流平臺,對物流業務整合,杜絕線下派車,全部實施平臺化管理;符合承運資質的物流公司均
316、可平臺自主注冊,實施普貨競價、危貨輪派、打包競價、定價配載等定標模式,規則公開透明,提高了物流執行效率。(三)案例特點 1、建設危險化學品企業安全風險智能化管控平臺,重大危險源管理、培訓管理、風險分級和隱患排查、作業許可和作業過程管理、人員不安全行為的管控、工藝生產報警優化管理、作業環境異常狀態監控、人員定位等系統上線運行,208 提升了園區安全管理水平。2、環保管理方面建設了完備的大氣質量監測設施,實現大氣監測四級預警、水三級管控,廢水實施產品化循環利用,變廢為寶,化工園區實現廢水零排放。3、自主開發基于機理反應的 APC 先進控制系統實施,不僅提升了裝置的自動化水平,在節能降耗、提質增效方
317、面也取得到顯著的效果。4、魯西化工的營銷模式經歷了從傳統銷售到電子商務營銷的歷程。經過不斷的優化改進,得到了客戶的信賴和支持,實現了園區所有化工、化肥 100 余種產品,通過魯西商城在線銷售,歷經 10 年開發建設,建立行業領先的集合定價、競拍競價等銷售新模式,實現客戶下單結算到物流服務全流程線上業務處理,年成交金額超 300 億元。5、魯西化工物流數字化平臺提供了?;?、大宗物料等多種車型運輸服務,支持定價、競價、輪派、重來重回等多種業務模式。利用信息化手段,積極應對外部挑戰。面對新冠肺炎疫情,平臺建立了自動疫情地區數據庫,貨源發運前疫情信息收貨區域自動提醒,優化運力匹配,全力保障貨物發運。
318、三三、實施效果實施效果(一)經濟效益 通過數字化轉型,促進了新一代信息通信技術與化工園209 區智慧化管理深度融合,構建以互聯互通為基礎,大數據應用為核心的化工園區智慧化管控平臺,促進園區信息互聯共享,實現安全、環保、能源、運行、應急等領域的智能預警與分析評價,逐步形成安全可控、生態環保、智慧運行、創新發展的智慧化工園區。數字化建設為公司的高質量健康發展發揮著重要作用,運營成本持續下降,生產穩定性有效提升,產品質量全過程管控,安全事故發生概率有所下降,安全管理數字化智能化水平明顯提升,通過能源數據智能分析,最大限度實現能量梯級利用,噸產品綜合能耗下降 6.5%。(二)社會效益數字化轉型顯著的促進了公司的節能減排效果,通過智能化監管,各環保設施運行質量明顯提升,產生的工業廢水、生活廢水全部回收利用,在全國范圍內率先實現了化工園區廢水零排放。數字化轉型創新了銷售、采購、物流模式,實現了流程再造,提高了工作效率,提升了相關方滿意度。采購管理系統自動定標,比價過程不受人為干預,合同付款自動排程,營造了風清氣正的經營環境;建立行業領先的集合定價、競拍競價等銷售新模式,實現客戶下單結算到物流服務全流程線上業務處理,年成交金額超 300 億元;通過資源的不斷整合、物流運營模式的持續優化,實現車輛精準預約、精準到達,自動叫號、自助計量,裝卸效率提升 40%以上,極大地提高了物流服務質量。