为落实《中国制造2025》纲要,加快“两化”深度融合,推进数字化、网络化、智能化制造,如何从自身做起,成了九江石化人的实践方向。九江石化是我国长江沿线的中等规模炼化企业,于1980年10月建成投产。“十二五”以来,面对激烈市场竞争、原油价格急剧波动,安全与环境的严峻挑战,九江石化以建设千万吨级一流炼化企业为发展愿景,以提高发展质量、提升经济效益、确保本质安全、固化卓越基因为目标,启动了智能工厂试点建设进程。
经过多年拼搏、努力,在中国石化炼化企业中排名较后的九江石化,励精图治,正逐步走向发展的快车道,各项技经指标在同类规模企业中稳步提升,已进入先进行列,绿色低碳、智能工厂的核心竞争优势逐步显现。2014年,共有集中集成、全流程优化、三维数字化工厂、应急指挥、操作管理等20余个信息系统项目进入全面开发或运行阶段,在传统炼化企业过程控制层、生产执行层、经营管理层的基础上,九江石化建成投用了集中集成平台、应急指挥平台和三维数字化平台等公共服务平台,企业4G无线网络应用、有线无线通讯融合、全流程一体化优化平台等一系列先进信息技术在行业内首次应用,技术创新、管理创新、应用创新成果亮点纷呈,“智能工厂”框架初步建成。石化流程企业“装置数字化、网络高速化、数据标准化、应用集成化、感知实时化”的数字化、网络化、智能化智能制造之路正展现我们面前。
智能应用探路智能工厂
所谓“智能工厂”,是以卓越运营为目标,贯穿运营管理的全过程,具备高度数字化、可视化、模型化、集成化和智能化的炼化工厂,通过技术变革和业务变革,让企业具有更加优异的感知、预测、分析优化和协同能力。据中石化集团信息管理部副主任李剑锋介绍,按照中石化集团的顶层设计,智能工厂是对数字工厂的延伸,首先,要构建一套全面感知的系统;其次,要实现各层面的业务协同;第三,要提高企业的预测预警能力,保证生产安全和环保;第四,通过云计算和大数据技术,为企业提供科学决策。
建设智能工厂是复杂的系统工程,没有成熟经验可借鉴。九江石化有重点、有步骤地顶层设计、整体规划,按照“填平补齐、完善提升、智能应用”的“三步走”路线图,在计划调度、安全环保、能源管理、装置操作、IT管控五个领域,实现了具有“自动化、数字化、可视化、模型化、集成化”特征的智能化应用,以及覆盖生产经营、发展建设、企业管理和文化建设三大板块业务、全面支撑九江石化的特色管理模式,为石化流程企业智能制造探索了一条可行的建设路径。
九江石化智能工厂整体上分为三个层次:一是管理层。以企业资源计划(ERP)为主,包括实验室信息管理系统(LIMS)、原油评价系统、计量管理系统、环境监测系统等,主要是对生产中的人、物、数据进行管理。二是生产层。包括生产执行系统(MES)、生产计划与调度系统、流程模拟系统,并生成企业运行数据库,管理层的原油评价数据、分析数据,以及各项目标在这一层转换成具体操作指令。三是操作层。包括产品生命周期(PLM)、装臵流程模拟(RSIM)、Orion,根据周、日的排产计划,监测生产设备负荷、仪器仪表运行、采集实时数据等。
九江石化建设了企业级中央数据库,突破了此前业内普遍采用的“插管式”集成方式的限制。中央数据库集成了13个业务系统的标准数据,为9个业务系统提供有效数据。通过“采标、扩标、建标”方式,完成了与中国石化标准化平台的对接。九江石化智能工厂实时数采架构图如图1所示。
图1 九江石化智能工厂实时数采架构图
九江石化实时数据库实现了38套生产装置及辅助系统的数据采集,实时数据库容量扩容至38000点。实现流程图、历史曲线、装置平稳率、报警统计等功能,为生产运营、经营管理层面信息系统应用提供支撑。