羅克韋爾自動化：從智能制造到智能運維——化工行業未來工廠（52頁）.pdf

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1、從智能制造到智能運維化 工 行 業 未 來 工 廠 白 皮 書1 啟程 化工行業的“未來工廠之旅” .52 洞察 啟航新征程 化工行業求變 .72.1 強勢崛起的化工大國 . 82.2 頭頂光環，腳踏泥濘 . 92.3 新賽道開辟：道阻且長 . 102.4 數字化未來：“雖遲必到” . 113 預見 化工行業未來工廠可見可期 .123.1 智能化，通往未來工廠之門 . 133.2 無人化，未來工廠的常態 . 143.3 綠色可持續，未來工廠的最美底色 . 15目錄目 錄2 化工行業未來工廠白皮書3.4 未來工廠的使能技術 . 164 演進 從智能制造到智能運維 .174.1 智能運維，化工行業

2、智能制造的核心 . 184.2 智能運維Rockii解決方案：應時應需而生 . 194.3 什么是智能運維Rockii解決方案 . 204.4 智能運維Rockii解決方案的總體架構 . 214.5 智能運維Rockii解決方案在化工行業的應用場景 . 225 要素 智能運維 Rockii 解決方案的核心應用 .235.1 智能運維SMC咨詢（Smart Manufactory Consulting） . 245.2 智能運維FTIS創新套件平臺（FactoryTalk InnovationSuite） . 255.3 智能運維PlantPAx現代化控制平臺 . 265.4 智能運維智能電氣系

3、統 . 27目錄化工行業未來工廠白皮書 3 5.5 智能運維工業數據中心+瘦客戶端管理（IDC+ThinManager）. 295.6 智能運維Pavilion8先進控制 . 305.7 智能運維FactoryTalk Batch批次管理和控制 . 315.8 智能運維ICS過程安全 . 325.9 智能運維Dynamix全廠設備狀態監測 . 335.10 智能運維FactoryTalk Analytics大數據分析 . 345.11 智能運維Vuforia平臺 AR遠程專家指導 . 356 實踐 未來工廠從這里起步 .366.1 智能運維綜合應用助力涂料巨頭全球化競爭 . 376.2 電氣自

4、控一體化助力氫氧化鋰企業產品快速上市 . 406.3 智能電氣為化工新材料企業綠色發展保駕護航 . 436.4 聚合物先進控制系統助力上海賽科提質增效 . 466.5 先進控制助力化工企業打造智能工廠新標桿 . 49目 錄目錄4 化工行業未來工廠白皮書啟程化工行業的“未來工廠之旅”順大勢，謀未來。智造新時代的大門已經敞開，新的機遇與挑戰紛至沓來。如何順應智造大趨勢，運籌帷幄以搶占時代先機？作為國民經濟的重要基礎產業，化工行業也在積極尋求突破，開拓“智”造發展新路徑，賦能行業產業鏈以及宏觀經濟的更可持續發展?；ば袠I未來工廠白皮書 5 一直以來，化工行業因其特殊性，危險源頭多、安全風險較大，想要

5、真正達成“安、穩、長、滿、優”的終極運營目標，安全生產仍是重中之重。與此同時，隨著中國推出碳達峰和碳中和的“3060”戰略目標，提升能源利用率，平衡減碳與經濟效益，進而外延“雙碳”目標向更高質量的經濟、產業和社會發展，成為化工行業需要深思的重大課題， 同時亦驅動著化工行業向差異化、精細化、高端化發展。近年來，依托中國相關政策與環境法規的引導，曾經高污染、高能耗的化工企業正努力通過有效的節能舉措、 產品結構調整等行動， 兌現安全、節能、環保、高效的發展決心，協助中國政府打造經濟、 環境雙贏的美好社會。 而這其中的每一環，從安全基石、數字管理到共贏美好未來，都需要自動化、 信息化、 數字化和智能化

6、技術的有力支持。例如，憑借生產現場數據價值的充分釋放，化工行業將能更好地實現預測分析、實時響應、簡化運營、優化資產性能效及減少停車等，最終實現效益優化。因此，羅克韋爾自動化預測，安全性、智能化與可持續性這三大發展趨勢，將繼續深化對化工行業的影響。近年來，各大行業對于“未來工廠”呼聲高漲，并掀起了用數字化技術抵御風險、升級賦能的浪潮。隨之而來的工業物聯網、人工智能、增強 / 虛擬現實（AR/VR）、大數據分析等數字化使能技術的萌發之迅速，遠超人們的想象。強大的科技新生力量，不僅讓人們得以重新塑造以往陳舊的生產運營方式，更為化工行業建設未來工廠提供了堅實的支撐。在后疫情時代，用戶對靈活、柔性的供應

7、需求愈發強烈，社會陡然加劇的不確定性，更讓化工行業未來工廠的建設難度再次升級。 盡管如此，在全球范圍內， 已經建成并投入運行的智慧工廠、無人工廠以及綠色工廠，都為化工企業提供了轉型升級的優秀范本。 多年來， 作為智能制造引領者，羅克韋爾自動化將與時代需求契合緊密的 SEEE（安全、節能、環保、高效）可持續發展觀，全面貫徹于智能制造中，通過領先的自動化、數字化和智能化技術賦能智能制造與碳中和，并已經結出累累碩果，為包括化工企業在內的各個行業提供了不可多得的指導經驗。為更好地幫助化工企業掃除未來道路上的障礙，打通智能運維與智能制造的脈絡，羅克韋爾自動化特撰從智能制造到智能運維化工行業未來工廠白皮書

8、，以饗讀者。本書系統地分析了數字化未來化工行業面臨的挑戰，解析了化工未來工廠特征與可行的實踐路徑，并分享了羅克韋爾自動化幫助化工企業數字化轉型的多個成功案例?，F在，就請您與羅克韋爾自動化一起，開啟化工行業的“未來工廠之旅”吧！啟 程 化 工 行 業 的“ 未 來 工 廠 之 旅 ”6 化工行業未來工廠白皮書數字化轉型和智能制造趨勢已經到來洞察啟航新征程 化工行業求變早在現代工業形成之前，原始的化學生產就為人類創造了豐富的物質世界。從無到有，從粗到精，化工的“魔法”全面參與著社會變革的每一個重要時刻。在今天，化工行業已經得到長足的發展，編織出了一條門類繁多、產品多樣的產業鏈。在世界各國的國民經濟

9、中，化工是許多發展中國家的基礎和支柱產業，又因深度綁定石油這一重要資源，化工行業擁有著無可替代的地位。當下，新時代的洪流將生產的中堅力量從人工推向機器，新的時代變革之下，傳統的化工行業也面臨著空前的機遇與挑戰?；ば袠I未來工廠白皮書 7 洞 察 - 啟 航 新 征 程 化 工 行 業 求 變化工行業涉及百姓衣食住行的方方面面，并廣泛地為農業、醫療、工業及快消品等眾多領域提供有力支持?？梢哉f，化工的發展速度和規模，直接影響著社會經濟的各個方面。經濟社會發展日新月異，化工作為典型的流程行業，在政策和技術革新的影響下，轉型升級的每一步都備受關注。在過去的 150 年里，化工行業開展了多次轉型，從化工

10、 1.0 到先進化工 4.0 的探索，產業經歷了漫長的蛻變之路。 近年來，中國化工行業發展欣欣向榮，截至 2019 年，中國石化產品消費總量已占全球的三分之一，毫無疑問，中國已經躋身世界“化工大國”的行列。在后疫情時代，中國經濟發展韌性進一步彰顯。據統計，2.1強勢崛起的化工大國2020 年中國國內化工行業效益在二季度后回升持續加快，三季度后利潤增長迅速，截至 12 月末，化工行業營業收入利潤率為6.51%，提高了 1.51 個百分點。?中國主要化工產品消費量及世界占比預測（來源：石油規劃設計2021年1期）8 化工行業未來工廠白皮書洞 察 - 啟 航 新 征 程 化 工 行 業 求 變中國“

11、化工大國”的頭銜已實至名歸，但與此同時，國內的部分化工企業仍保留著粗獷的生產方式，與發達國家的化企相比，“大而不強”的問題依然存在。而所謂“不強”，則主要體現在整個化工廠生產與運營的安全、節能、環保、高效等多個方面。眾所周知，化工傳統工藝常伴隨種類多、毒性高的副產物及廢料產出，且生產常處于高溫高壓等惡劣工況下，每年國內因化工安全事故造成的人員傷亡數量可謂觸目驚心，越來越多的人“談化色變”據統計，2020 年全年，中國發生的化工事故共計 148 起，造成 180 人死亡，其中較大事故 10 起， 死亡 41 人。 這血淋淋的數據不僅給企業、行業和社會公眾帶來了極為不良的影響，也為化工行業敲響了安

12、全的警鐘。不僅如此，國內的化工企業還面臨著內憂外患的雙重“夾擊”。時至今日，國內的一些化工廠工業技術裝備落后，有的甚至仍在使用 20 世紀八九十2.2頭頂光環，腳踏泥濘年代引進的老舊裝備，這無疑直接導致企業的技術水平低、核心競爭力弱。放眼全球，化工產業的結構正在加速調整， 業務也逐漸聚集和細分，“大型化” 、“規?；钡内厔莼驅⑻蕴慌浜笃髽I。且隨著全球工藝技術、工程技術和設備制造技術的不斷進步，化工裝置的規模也逐步擴大，這對國內化工廠全生命周期內的運營提出了更大的挑戰。當然，目前許多化工企業的安全基礎薄弱、本質安全水平不高、現代化改造程度低等現存問題無庸置辯，整個危險化學品領域的安全風險防

13、控任務也依然艱巨。但值得注意的是，行業內企業的事故頻發和生存艱難只是尖銳表象，找到問題背后真正的病灶所在，才是運營者現階段急需破解的難題。近年來，在國內綠色可持續、高質量發展的政策聚光燈下，“本質安全”、“能效管理”、“智慧工廠”等關鍵詞，受到了化工企業空前的關注。腳踏泥濘，向前看，化工行業前行路上彌漫著未知的迷霧，化工企業需要一股撥云見日的強大力量?；ば袠I未來工廠白皮書 9 洞 察 - 啟 航 新 征 程 化 工 行 業 求 變陳舊的發展路徑亟待轉變，而數字化新技術的不斷涌現，正為各大行業提供著嶄新的賽道。在助力化工行業脫胎換骨、實現高質發展的方案中，智能制造、數字化轉型無疑成為了企業領跑

14、賽道的重要動能。然而，化工行業“破舊立新”之路并非一帆風順。究其根源， 相較 IT、 機器人、 航天航空等行業，化工企業更為傳統，企業的管理模式和各部門協作機制相對較為落后。根據 2019 年發布的中國化工行業數字化轉型成熟度白皮書調查（以下簡稱 “調查” ） ， 有 61% 的企業部署了自動化系統，雖然基礎較好，但不同企業的自動化程度和水平仍存在較大差距，水平良莠不齊。而在信息化方面，超過七成的企業都在信息技術應用方面有所實踐，但僅有不到 1/3 的化工企業部署了 ERP、MES、WMS 等信息化相關系統，數據管理能力的欠缺，從根本上阻礙了化工企業數字化轉型的推進。究其原因，據該調查顯示，單

15、是在資金準備方面，僅有 40% 的企業有專項的數字化轉型預算。有半數以上的企業表示，缺少2.3新賽道開辟 ： 道阻且長數字化人才和技能是其面臨的更大挑戰，人才和經驗的缺乏讓企業轉型逐漸走向“死胡同”。 當然，化工企業數字化轉型的宿疾還不止于此。不同于以往的 B2C 模式，現如今化工行業的產業鏈非常長，從研發到生產再到供應，所涉及的數據也更加復雜，這無疑為轉型帶來了阻力。技術基礎方面，許多化工企業的技術水平和管理標準并不高，因此導致數據的采集不充分，存在數據失真或缺失等問題，降低了數字化建設的效率。對于許多手握海量數據的化工企業來說，缺乏數據二次處理能力的短板仍然普遍存在，企業經營決策由此缺少有

16、價值的數據支撐。除此之外，由于化工行業內工藝路線、生產模式各不相同，數字化的需求也存在著巨大差異，很難找到轉型的通用路徑。在化工企業管理層面，決策者對數字化理念的理解不深刻或有偏差也是一大阻力， 企業廣泛缺乏專業 “切脈診斷” 的指導。不僅如此，當企業在投入大量資金后，各部門分工的不協調和溝通不到位，也只會讓轉型事倍功半，這些都需要化工企業格外關注?；て髽I數字化轉型規劃與專項預算情況（來源：中國化工行業數字化轉型調查問卷）10 化工行業未來工廠白皮書洞 察 - 啟 航 新 征 程 化 工 行 業 求 變工信部印發的石化和化學工業發展規劃(20162020 年 )（下文簡稱規劃）指出，現階段中

17、國仍存在部分傳統化工行業產能過剩、結構性短缺矛盾突出、工程化創新能力不足、產業布局集約化水平不高、 安全節能環保效率水平有待提升等問題。如何攜手并進，助力打造“化工強國”，是每一個化工企業謀求發展的重要議題。此外，規劃還提出了“五化”發展原則，即產品結構高端化、原料路線多元化、科技創新集成化、產業布局集約化、安全環保生態化，這與工業自動化、信息化和數字化轉型領域的全球領先企業之一羅克韋爾自動化多年來所倡導的創造安全、 節能、 環保、 高效 （SEEE） 的價值導向不謀而合。數字化浪潮滾滾襲來，有的化工企業已經乘上風口一馬當先，有的企業則在盲目跟風后手足無措，有的抑或是仍站在圈外止步觀望。無論如

18、何，我們不可否認的是，在全球范圍內，企業利用數字化手段抵御風險、創造價值已成為共識，低端制造已經逐漸失去了競爭力，數字化轉型是行業發展的必然趨勢。2.4數字化未來 ： “雖遲必到”縱觀中國化工產業的發展，為了滿足下游產業鏈各領域對石化產品高端差異化需求，從起初的尿素、氯堿等初級產品，到生產三烯三苯、MDI 等中游化工品，再到如今熱門的精細化學品、新能源、新材料生產，中國化工行業不斷提升整體產業鏈的定位?，F在，這些領域的化工企業想要實現質的飛躍，無一例外都需要借助數字化技術的力量。通過數字化技術在化工領域的能量釋放，化工企業有望實現可靠的遠程及智能運維、數據可視、風險預判，以及全生命周期管理。無

19、論是為了實現效益優化，還是達成“安、穩、長、滿、優”的終極運營目標，數字化早已成為化工行業前行的指路明燈。在國家政策、科研機構、技術供應商等各方積極的推動下，數字化技術在化工企業新征程中埋下了希望的種子，并正自上而下地改變著企業的創新思維模式。毋庸置疑，對于所有砥礪前行的化工企業來說，選擇數字化，就是選擇更美好的未來?；ば袠I未來工廠白皮書 11 預 見 - 化 工 行 業 未 來 工 廠 可 見 可 期數字化轉型和智能制造趨勢已經到來預見 化工行業未來工廠可見可期當今是一個自動化已羽翼豐滿，數字化蓬勃發展的年代。在許多曾經“又臟又累”的領域和場景里，先進控制、物聯網、各類機器人等技術設備，

20、很大程度地解放了人的雙手。人們勇于改變世界的決心，以及對更安全、更節能、更環保、更高效的未來的渴望，正推動著現代技術的革新，一個個理想中的概念，也因此得以真正落地實現。未來是充滿不確定性的，我們并不能預言未來的工廠必定會是什么樣的，但是未來肯定不會憑空而降。透過現在的技術發展脈絡和需求趨勢變化，我們可以看到工廠未來的一些圖景。這些年，一大批新興技術的高速發展令人振奮，也讓許多過去只存在于想象中的場景，變得愈發清晰、有跡可循。那么，對于化工行業而言，未來的工廠會是怎樣的圖景呢？我們不妨可以做出一些可以預見的展望。12 化工行業未來工廠白皮書預 見 - 化 工 行 業 未 來 工 廠 可 見 可

21、期首先，無論在哪一個垂直行業談及未來工廠，“智能”都是繞不開的主題。智能化的意義和便利不勝枚舉，與現在常見的數字化車間不同，智能化意味著工廠還將具有更多的自主能力，并可以通過技術手段進行一系列可視化的推理和預測。利用仿真及多媒體等技術，智能工廠還可以擴增實境，以展示設計與制造等過程。此外，工廠的系統也會具備自我學習、自行維護等能力，同時優化提升人與機器的協作水平等。因此，未來的化工廠可以有千般模樣，但它一定有一個“智能化”的骨架。雖然目前化工行業的數字化建設仍任重道遠，但這并不妨礙我們去構想未來：在市場對更靈活、更個性化產品的需求與日俱增的情況下，化工企業勢必將乘上智能化改造的快車。通過OT與

22、IT技術的進一步融合， 在生產層面，未來化工廠或將摒棄千篇一律的大眾化產品，取而代之的是可實現小批量、多種類的柔性生產。在未來更高效、更舒適、更人性化的化工廠里，人們將3.1智能化，通往未來工廠之門利用物聯網等技術加強信息管理功能，提高生產過程的可控性，并更合理地規劃所有工作流程。在高精確性、高可靠性的基礎上，化工廠的運維人員將越來越重視設備的感知、分析、決策等功能。當然，以上的這些并非憑空想象。受全球新冠肺炎疫情影響，在后疫情時代，遠程運維乃至“智能運維”的需求被空前放大。一種由工業物聯網（IIoT）、人工智能（AI）、增強 / 虛擬現實 (AR/VR)、大數據分析、預測性維護等技術支撐的“

23、智能運維”新模式，將成為化工企業數字化、智能化轉型升級的“拐點”。通過數據分析、制造執行系統、數字孿生和智能運維等數字化解決方案，未來化工廠能將更多的數據轉化為價值，并幫助工程師和運維人員做更明智的決策，有效提升企業的資產利用率、能效水平、安全及可持續性等。如果說化工行業在產業數字化升級中已略處下風，那么未來它勢必不能錯過“智能化”的風口?；ば袠I未來工廠白皮書 13 預 見 - 化 工 行 業 未 來 工 廠 可 見 可 期一直以來，對于以化工為代表的流程行業來說，現場巡檢是一項耗費大量人力財力的大工程，甚至還會因記錄丟失、操作出錯而導致重大資產損失。如今，“無紙化運營”已非生僻詞匯，在國內

24、，許多化工廠已經率先搭建起數字化平臺，用電子看板替代紙質的工作記錄，大大降低了巡檢頻次，顯著提高運維效率。那么，無紙化已經是工廠運維優化的天花板了嗎？當然不是。近年來，由于產能的飛躍式增加以及設備老化等原因，化工廠的安全運行備受挑戰。目前，針對工藝、設備層面發生的危險狀況，工廠一般可利用安全儀表系統（SIS），例如緊急停車系統（ESD）對關鍵設備進行故障防護和安全保護，盡最大程度保護人身安全。但不可否認的是，人的參與本身就是許多隱患的導火索據統計，在眾多的安全事故中，因人為誤操作導致的事故3.2無人化，未來工廠的常態占 80%。也正因如此，向“無人化”轉變也是化工廠走向未來的重要一步。目前，放

25、眼全球制造業，“無人工廠”的標準仍較難企及。但長遠來看，“無人化”的概念并不是指工廠無需人工的參與，而是工廠在重點加強人機交互等功能外，還亟需一次崗位、人員結構調整的“大換血”。其實近年來，數字化技術的應用，已經讓工程師可以不受地理位置的限制，只需輕松地坐在計算機旁，就能實時監控整個工廠的運行情況了。在未來， “無人工廠” 的打造， 能將化工從 “高危行業”的偏見中徹底解救出來。在應對突發危險時，在高素質專業人才和實時數據的幫助下，化工廠能夠輕松實現高效率的遠程運維，盡最大程度降低人員安全風險。14 化工行業未來工廠白皮書預 見 - 化 工 行 業 未 來 工 廠 可 見 可 期“無人工廠”似

26、乎已將人們對未來的想象力推至頂峰，人的缺席也標志著傳統的勞動密集型生產已經告一段落?，F在，在許多數字化車間里，我們能看到龐大且靈活的機械臂、井然運行的自動化產線，工廠已然成為了一只只全面武裝、永不疲憊的機械巨獸?？墒?，未來的工廠就止步于此了嗎？用更少的人完成更多的價值產出，直接影響到企業甚至產業的長遠發展。然而，作為至關重要的能源行業，化工企業想要實現高質量發展，還必須擁有一個重要內核綠色可持續。作為碳排放大戶，化工行業一直背負著綠色發展的責任與重擔。在第 75 屆聯合國大會上，中國提出了力爭 2030 年前實現碳達峰，2060 年前實現碳中和的目標。根據能源生產和消費革命戰略3.3綠色可持續

27、，未來工廠的最美底色（20162030），到 2030 年和 2050 年，非化石能源占能源消費總量的比例分別要達到 20% 和50%。這也就意味著，未來的化工企業，不僅會面臨日趨嚴苛的環保政策重壓，還要在勢不可擋的能源轉型中尋找求生之道?！熬G色可持續”不僅是未來化工廠圖景的底色，更是幫助中國盡快實現“碳中和”的底氣?？梢灶A見，在未來化工廠里，很多產品在設計階段要對產物種類、工藝流程進行改進，以限制并消除威脅可持續發展的不利因素。在工藝和路線的不斷優化下，未來上游的煉化廠將實現 100%生產石化產品 ，成為零排放的綠色工廠，廠內有害、不易降解回用的產品也將被歷史淘汰。此外，通過有效的環境風險管

28、理，化工企業將減少或徹底杜絕危險化學品泄漏事故的發生?；ば袠I未來工廠白皮書 15 預 見 - 化 工 行 業 未 來 工 廠 可 見 可 期“未來工廠”將會是一種全新的生產范式，工廠的結構、流程和人員都將進行重新配置，而這一切改變都源自于新一代信息技術與工業的深度融合。在未來的化工廠中，這些使能技術將被大量采用：工業物聯網。利用智能傳感器和執行器將人和機器與互聯網連接起來，在效率、生產力和安全方面推動制造和工業流程。工業物聯網將廣泛應用于采購、生產、組裝和包裝、倉儲和供應鏈管理，使工廠實現完全連接，信息和運營命令可以直接發送給供應商、制造商和經銷商。數字孿生?；跀底謱\生建立多維空間虛擬工況

29、模型、優化控制模型，實現物料配方優化、工藝參數設計與仿真、生產過程建模與優化控制、設備故障診斷和遠程維護等，對設備、工況進行全生命周期監測與管理，對生產流程動態優化和過程精確控制，對生產過程進行預測性生產。人工智能。未來工廠將利用人工智能提供優化的生產管理、經營決策管理、安全輔助管理，在一些危險和人力所不能涉及的區域，全部采用智能機器、智能儀表、智能傳輸等方式和手段實現全自動化的生產穩定運行，用自動化、智能化代替人工繁重的勞動。AR/VR。使用增強 / 虛擬現實技術，比如佩戴智能眼鏡，使員工在視野范圍內獲得信息，幫助技術人員更快發現故障，與生產站點即時共享數據，在更短的時間內解決故障問題。另外

30、，利3.4未來工廠的使能技術用 AR/VR 的沉浸式員工培訓將成為企業標配。大數據分析。未來，工廠可使用應用程序自動處理大量數據，包括存儲、檢索、智能分析數據，從數據深度關聯、 可視化查詢、 數據報告等多個維度，為化工企業的智能化管理與決策提供數據支持。預測性維護。未來工廠將不再需要定期的維護，工廠以歷史運行數據的深入分析為基礎，以機器學習和自然語言處理等人工智能算法為工具，建立起一個預測性維護系統，對工廠的設備進行全生命周期的監控。智能化、無人化、綠色化，不僅是構建化工未來工廠的核心要素，也是勾畫未來社會藍圖的創新路徑。雖然前行的道路上挑戰仍然艱巨，但在科研機構、技術供應商、化工企業等多方力

31、量的共同努力下，化工未來工廠的輪廓已可見可期，相信在不久的將來，一切愿景都將落地實現。目前，全球煉化廠仍以燃料型為主。為實現盈利能力、分子利用價值及環保效益的最大化，在石油與煉化行業，將原油以更高的比例轉化為石化產品和清潔燃油成為一大趨勢?？梢灶A見，未來煉化廠內石化產品的占比將提至80%甚至100%?；ぁ拔磥砉S”七大關鍵要素數字孿生應用 智能化生產智慧化管理 協同化制造綠色化制造 安全化管控社會經濟效益16 化工行業未來工廠白皮書開啟智能制造之門演進從智能制造到智能運維盡管化工行業實現真正的未來工廠尚需時日，但無論工廠處于何種階段，安全、節能、環保、高效都是企業需要永遠追求并持續改善的四大

32、目標。從今天來看，經歷過電氣化、自動化、信息化的化工行業，智能化成為了實現這些目標的必然選擇。在化工行業的未來工廠中，智能化也是顯著特征。工業智能化，也就是常說的智能制造，已經成為各個行業當前轉型升級的著力點。與其他行業相比，化工行業流程復雜，主要大宗原料和產品 80% 以上屬于危險品，安全環保風險高，而且隨著產業發展和國家政策監管的日趨升級，化工行業必須進一步利用信息化和智能化技術提高安全水平、推進節能減排，并提升效率。因此，化工行業推進智能制造的重要性和緊迫性更為突出。那化工行業如何實現智能制造呢？化工行業未來工廠白皮書 17 演 進 - 從 智 能 制 造 到 智 能 運 維智能制造，這

33、是一個范疇很大的概念。根據一般定義，智能制造貫穿于設計、生產、管理、服務等制造活動的各個環節，是具有自感知、自學習、自決策、自執行、自適應等功能的新型生產方式。它包括智能研發、智能產品、智能裝備、智能產線、智能車間、智能工廠、智能物流與供應鏈，以及智能管理和智能決策等。對于化工行業來說，大部分企業已經實現初級智能系統自動化控制。由于化工生產過程的連續性和裝置的大型化，且裝置投資巨大，化工行業很早就對過程自動化提出了非常高的要求。當前，化工行業生產過程的自動化、數字化和智能化程度走在了整個工業體系前列，基本已經實現大型化工生產裝置及生產車間的現場無人化。一個化工裝置并非做到自動化、現場無人化就算

34、實現了智能制造的目標。目前，所有化工廠的中央控制室還是需要人通過電腦屏幕觀察、監測生產過程，隨時準備進行人工遠程干預甚至去現場干預。這樣一來，產品質量并不能維持在高穩定水平，生產過程的原料利用率和能源利用率也并非達到最佳。因此，如何在保證化工裝置安全、自動運行，且產品維持高質量狀態下，讓原料、能源、資產利用率同時達到優秀狀態，是當前化工行業智能制造的主要任務。也就是說，如何通過智能化的日常運營和維護，使得工廠每天都實現“至優化生產” ， 是化工行業智能制造思維應該達成的目標。智能運維， 是化工行業邁向智能制造的有效路徑。智能運維，化工行業智能制造的核心4.118 化工行業未來工廠白皮書演 進

35、- 從 智 能 制 造 到 智 能 運 維在化工行業自動化、信息化和數字化轉型領域深耕多年的羅克韋爾自動化，深刻洞察化工行業企業需求，在 2020 年推出了智能運維 Rockii 解決方案，旨在透過新的智能化技術，為解決化工企業運維各個環節的深層挑戰提供幫助。各種先進技術在互聯網領域的成功應用，不僅印證了智能運維的可行性，也使得人們開始進一步思考它在更廣闊領域的發展潛力。隨著近年來數字化及智能化技術的發展和賦能， 化工行業的智能運維已走進現實。從早期的手工運維，后來的機械運維、自動化運維，到現在的智能化運維，智能運維平臺的演變過程與工業領域的技術革命保持同步。這類精益生產方式的演變，其目的便是

36、逐漸用設備替代人工服務，大限度地把人從繁雜的、非創造性的勞動中解放出來，以提升生產制造的效率、產品品質，并降低運營成本。羅克韋爾自動化的智能運維 Rockii 解決方案正是在智能運維技術日益成熟，化工行業自動化和信息化水平日益提高，亟需通過智能化運維來進一步提升安全、節能、環保和效率的迫切需求下，應時應需而生的創新模式。它不但精準鎖定了化工企業日常運維的痛點，而且也開啟了智能運維從 IT 領域走向工業制造領域的新時代。智能運維 Rockii 解決方案 ： 應時應需而生4.2化工行業未來工廠白皮書 19 演 進 - 從 智 能 制 造 到 智 能 運 維智能運維 Rockii 解決方案是由工業物

37、聯網、人工智能、AR/VR、大數據分析、預測性維護等新技術支撐的數字化創新解決方案，它能夠通過靈活多樣的部署方式，滿足企業數字化、智能化、遠程化的運維需求，實現長期的持續改善。智能運維 Rockii 解決方案包含了智能運營和高效維護兩個方面，覆蓋以下三個維度：1. 企業從供應鏈一直到最終用戶的產品生命周期維度；2. 企業從 OT 層到 IT 層的整個自動化、信息化縱向維度；3. 企業從工廠建設一直到工廠運行整個生命周期的維度。 智能運維 Rockii 解決方案的功能和價值包括但不限于： 實現企業運營和維護相關活動涉及到的各4.3什么是智能運維 Rockii 解決方案種數據的信息化、協作化與精確

38、化； 通過物聯網平臺實現數據互聯，打通信息孤島，減少人工依賴，提升運營效率； 將人的知識和運維經驗與大數據、工業物聯網、 機器學習技術相結合， 建立智能策略和運維系統 ； 借助 AR/VR 技術的自動遠程監控和巡檢解決方案，減少對人工現場出勤的高度依賴，讓企業真正向少人化、進一步遠程化的運維模式變革； 基于大數據和人工智能算法，“智能運維”可為企業提供預測性維護等診斷建議和輔助決策。智能運維 Rockii 解決方案這一創新運維模式讓企業中的高層管理者、 廠長、 生產經理、 生產工程師、質量管理、維護人員和操作人員都能夠獲得相應的數據和決策支持，同時實現減輕負擔、增強溝通協作等收益，從而促進生產

39、的穩定運行，達到更加安全 （Safety） 、 節能 （Energy） 、 環保 （Environmental）和高效（Efficiency）的 SEEE 創新價值。OT 資產IT 資產連接企業資產連接連接智能運維Rockii解決方案運維業務供應鏈前供應鏈后核心應用智能資源建設1工藝過程2能源管理3EHS4生產管控5物料管理6設備管理7虛擬資產管理8IT 建設9作業管理10擴展應用領域專業知識安全S能源E效率E環境E工廠經理生產經理質量維護運營操作員安全安全工程師創新技術政府服務物流安全政府服務物流采購供應商銷售客戶云計算3D打印移動設備AR/VR定位監測業務分析IOT5G智能感知大數據分析2

40、0 化工行業未來工廠白皮書演 進 - 從 智 能 制 造 到 智 能 運 維羅克韋爾自動化的智能運維結合了當前IT 行業非常流行的 IaaS（Infrastructure as a Service）、PaaS（Platform as a Service）、 SaaS （Software as a Service）的架構理念，將羅克韋爾自動化傳統 OT 解決方案置于基礎架構層；將羅克韋爾自動化集成能力特別強的現代 DCS 系統 PlantPAx 平臺、創新套件 FTIS（FactoryTalk InnovationSuite）平臺、 三維仿真軟件 Emulate 3D 作為平臺層；在此基礎上開發

41、的眾多基于信息技術的應4.4智能運維 Rockii 解決方案的總體架構用放置在應用層，由此構成羅克韋爾自動化智能運維 Rockii 解決方案的核心架構。如圖。同時，為使智能運維 Rockii 解決方案能真正快速地為客戶帶來安全、節能、環保、高效的 SEEE 價值，羅克韋爾自動化還成立了智能運維 Rockii 聯盟，歡迎對智能運維感興趣的朋友加入其中，共同為中國智能制造填磚加瓦。IaaSPaaSInfrastructure and OTPlatformCustomized Industry ApplicationIMCCICMPLCIDCNSSDySCLogix AISISIPPRSS化工行業未

42、來工廠白皮書 21 演 進 - 從 智 能 制 造 到 智 能 運 維在智能運維 Rockii 解決方案架構基礎上， 羅克韋爾自動化基于自身的強大自動化、信息化和數字化能力與解決方案，借助羅克韋爾自動化智能制造創新研究院的不斷開拓和 Rockii 聯盟的合作伙伴資源，定制了針對化工行業的行業套件。該行業套件覆蓋從生產運行、設備管理、安全管控、碳中和以及高管駕駛艙五個維度，包含從 OT 到 IT 的一系列應用，提供全方位的智能運維解決方案。例如：過程控制、過程安全、先進控制和 AR/VR 等。詳見圖：對于規模、情況各異的化工企業，智能運維 Rockii 解決方案能夠通過靈活多樣的部署方式，滿足企

43、業不同的需求。例如，企業既可選擇輕量化、快速的云部署，也可選擇靈活及可自定制的本地部署，以及支持資源共享的混合部署方式，同時還能靈活配置智能運維的規模和范圍，從而為企業打造“量體裁衣”式的解決方案。本白皮書將摘選智能運維 Rockii 解決方案部分核心應用加以詳細介紹，如您對智能運維 Rockii 解決方案或其中任何解決方案感興趣，歡迎聯系羅克韋爾自動化當地銷售，我們將竭誠為您服務。智能運維 Rockii 解決方案在化工行業的應用場景4.5PUBLIC | Copyright 2019 Rockwell Automation, Inc. 1Rockii智能化運維解決方案APP總貌化工行業智能運

44、維解決方案應用場景專業版標準版入門版安全管控生產運行設備管理高管駕駛艙降本增效全員參與和諧共處決策科學先進控制制造執行實時優化批量控制電子看板全廠數據庫碳中和過程安全操作優化報警管理過程控制智能集成災難恢復AR遠程專家指導預測性維護全廠狀態振動監測智能巡檢設備效能管理與分析機組控制工業數據中心電壓暫降保護瘦客戶端管理應急管理?；饭芾砘饸庀到y信息安全電氣保護安不忘?，F場作業安全總管工藝安全動態總監決策支持AR/VR數字沙盤大數據分析3D工廠工業物聯網平臺SMC咨詢POC驗證智能電氣能源優化排放優化變頻控制能源管理碳追蹤22 化工行業未來工廠白皮書要素智能運維 Rockii 解決方案的核心應用在

45、全球化工行業，從傳統 DCS 系統的供給，到新興 AR 技術的應用，從安全儀表系統（SIS），到先進控制、瘦客戶端等行業解決方案，目光所及之處，羅克韋爾自動化不僅涉獵廣泛，而且利用智能運維 Rockii 解決方案將其盡數納入囊中。接下來，本章將為大家詳細介紹智能運維 Rockii 解決方案在化工行業的十大核心應用?；ば袠I未來工廠白皮書 23 要素-智能運維Rockii解決方案的核心應用近年來，化工企業的智能化探索和實踐開展得如火如荼，但每一家企業的現狀和挑戰都具有獨特性，其所適用的智能制造解決方案也呈現出高度定制化的特征。正因如此，很多企業在尋求和實施智能制造解決方案、制訂數字化轉型規劃時，

46、往往存在一些誤區，例如： 企業缺乏對價值流的認知理解，或脫離實際業務，或是為了智能化而智能化，沒有真正地對企業價值流進行梳理和再設計； 企業很容易在設備供應商和系統集成商的影響下，盲目購置大量自動化設備、信息化系統、機器人和 AGV 車輛等，這些設備的實際利用率卻不高； 產線柔性化水平沒有得到提升，質量、產量沒有得到增長，設備利用率反而損失嚴重； 拉長換產間隔時間，導致在制品和成品庫存大量積壓，出現產品滯銷狀況，流動資金受限； 遭遇市場需求快速變化、客戶急單等突發狀況，企業無法快速響應，產品交付拖延。以上這些，都加劇了智能制造轉型的不確定性，很多企業也因此對轉型難以下定決心。為此，羅克韋爾自動

47、化憑借自身專注于自動化、信息化和數字化轉型領域的多年積累，以及覆蓋 ISA95 標準 0 層 5 層全系列解決方案， 推出了 SMC （Smart Manufactory Consulting）智能制造咨詢服務，可以很好地幫助企業避免前述問題，讓猶疑不定的企業不再止步不前。典型效益迄今為止，羅克韋爾自動化已經為 29 家工業企業提供了智能制造咨詢服務，其中 13 個項目已經落地或正在落地。從智能戰略制定到智能制造創新咨詢服務，羅克韋爾自動化的 SMC 智能制造咨詢服務可以幫助化工企業在全生命周期管理中實現以下目標： 戰略規劃：包括了解未來發展愿景，調研當前戰略實施情況，了解決策者訴求，對某個智

48、能制造愿景深入探討并達成一致； 機會甄別：為工廠實現目標找出優秀的實踐路徑，調研產線產能并找到改進空間，鑒別有改進空間的項目并評估潛在的改進空間； 成本規劃：對目標工廠的長期規劃按階段預估各階段實施成本； 路徑規劃：規劃投資分步實施路徑，基于投資需求規劃實施項目，將該項目與客戶其他主要項目合并規劃，同時提供實施時間及人員計劃。智能運維SMC 咨詢（Smart Manufactory Consulting）5.124 化工行業未來工廠白皮書要素-智能運維Rockii解決方案的核心應用智能制造是美、德、中等制造業大國的未來主攻方向，如何正確地理解智能制造，并正確地規劃和建設適合企業自身發展的智能制

49、造體系，成為目前制造業企業面臨的主要挑戰。在智能運維領域，羅克韋爾自動化的FTIS（FactoryTalk InnovationSuite） 平 臺創新地融合了工業、技術和車間專業人員的知識專長，讓企業能夠更好地利用工業物聯網的各項優勢，有效改進車間中各運營技術（OT）設備的連通性。以本地模式，為常用工業設備之間實現快速、可擴展且安全的通信提供支持， 并提供全方位的運營智能方案，消除不同運營部門之間的壁壘，幫助企業加快實現價值轉化，并重塑企業的競爭模式。 FTIS 平臺可讓客戶快速從多個數據源中獲取大量數據，組織數據并添加意見。它進一步改善了工廠車間運營技術（OT）設備連智能運維FTIS 創新

50、套件平臺（FactoryTalk InnovationSuite）5.2接，從本地支持傳統和新工業設備的快速連接，通過整合這些數據及來自信息技術（IT）應用程序和系統的數據，決策者可從企業中的任意位置全面了解運營狀況和表現。 典型效益FTIS 平臺可為決策者提供更有效的數據和深度信息，幫助企業優化工業運營并提升生產率： 一站式展示企業內部信息，讓運營和系統狀態一目了然； 有效改進車間中各運營技術 (OT) 設備的連通性； 以本地模式為常用工業設備之間實現快速、可擴展且安全的通信提供支持； 融合來自信息技術 (IT) 應用程序和系統的數據，決策者可以通過數字化方式全方位掌握企業各處的工業設備、生