智能工廠建設(shè)從理念到實(shí)踐的探索

摘 要：以信息系統(tǒng)的深化應(yīng)用來提高煉化企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，改進(jìn)管理運(yùn)營(yíng)模式已經(jīng)成為企業(yè)提升自身競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要手段和有效支撐。中國(guó)石化為此提出了信息化發(fā)展的“十六字方針”，即：“集中集成、創(chuàng)新提升、共享服務(wù)、協(xié)同智能”。以此為指導(dǎo)，中國(guó)石化九江分公司開展了智能工廠的建設(shè)工作，本文結(jié)合智能工廠建設(shè)和信息系統(tǒng)的深化應(yīng)用，著重從智能工廠的科學(xué)設(shè)計(jì)以及信息系統(tǒng)的使用者這兩個(gè)方面，并插入事實(shí)案例來介紹如何有效發(fā)揮信息系統(tǒng)的作用，達(dá)到增加企業(yè)效益、改進(jìn)企業(yè)管理的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：智能工廠建設(shè)；信息系統(tǒng)；科學(xué)設(shè)計(jì)；使用者

中圖分類號(hào)：TP273.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 引言（Introduction）

作為傳統(tǒng)能源行業(yè)中的巨頭——中國(guó)石化如何提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力打造世界一流能源企業(yè)，除了不斷改進(jìn)工藝、產(chǎn)品升級(jí)、挖潛增效，科學(xué)技術(shù)尤其是信息技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新和應(yīng)用將發(fā)揮巨大作用。為此中國(guó)石化在信息化建設(shè)方面多年來一直不斷投入和應(yīng)用，建成了以ERP、MES為核心的一大批信息系統(tǒng)，也培養(yǎng)了大量專業(yè)的信息化人才隊(duì)伍，為中國(guó)石化整體效益的提升發(fā)揮了重大作用。

2 中國(guó)石化九江分公司信息系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀（Present

situation of the application of information system）

中國(guó)石化九江分公司是20世紀(jì)80年代建成投產(chǎn)的大型煉油化工企業(yè)，原油通過沿江鋪設(shè)的原油管道進(jìn)廠，成品油通過管道和鐵路等方式發(fā)運(yùn)出廠。目前原油綜合加工能力是500萬噸/年，2013年銷售收入328億元，上繳稅費(fèi)57億元，均創(chuàng)歷史新高，對(duì)于九江地區(qū)幾乎就是中國(guó)石化之于全國(guó)的縮影。

對(duì)于這樣一個(gè)大型國(guó)有企業(yè)，其生產(chǎn)裝置、生產(chǎn)輔料眾多，各種生產(chǎn)設(shè)備型號(hào)復(fù)雜，人員組織分工明細(xì)，如何有效地管理起來確實(shí)難度很大。通過多年的工作實(shí)踐，九江分公司運(yùn)用信息化手段來加強(qiáng)企業(yè)管理，挖潛增效已成為提升企業(yè)軟實(shí)力，建設(shè)九江石化特色管理工作模式的重要支撐[1]。

2.1 信息化工作建設(shè)理念

九江分公司提出了在“十二五”期間建設(shè)千萬噸級(jí)國(guó)際一流煉化企業(yè)的發(fā)展目標(biāo)，整體規(guī)劃為“打基礎(chǔ)、上臺(tái)階、爭(zhēng)一流”的三步走路線圖，明確了“綠色低碳”和“智能工廠”兩大核心戰(zhàn)略，啟動(dòng)了以“卓越文化”為引領(lǐng)，以“信息化”為支撐，以“一體化、科學(xué)化、精細(xì)化”為主要內(nèi)容的九江石化特色管理模式塑造工作。明確了智能工廠建設(shè)為兩大核心戰(zhàn)略之一，可以看出九江分公司對(duì)于運(yùn)用信息化手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)發(fā)展目標(biāo)重要性的認(rèn)識(shí)。

2.2 現(xiàn)有信息系統(tǒng)概況

目前九江分公司建成投用的信息系統(tǒng)主要分為四個(gè)方面：一是辦公類系統(tǒng)，包括門戶、OA、E文件系統(tǒng)，業(yè)務(wù)公開等；二是經(jīng)營(yíng)管理層面的信息系統(tǒng)，包括ERP、合同管理、統(tǒng)計(jì)信息、內(nèi)控管理等；三是生產(chǎn)管理層面的信息系統(tǒng)，包括MES[2]、LIMS、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)量管理系統(tǒng)等；四是其他小型應(yīng)用系統(tǒng)，如水電管理、網(wǎng)上訂餐、員工卡等，總計(jì)52個(gè)。這些信息系統(tǒng)采用了比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)和技術(shù)理念，基本滿足了各級(jí)用戶的應(yīng)用需要，但是也存在一些不足，主要表現(xiàn)為兩個(gè)方面：一是各個(gè)信息系統(tǒng)之間各自為政，缺少橫向聯(lián)系，數(shù)據(jù)交流共享不足。二是對(duì)于大量信息進(jìn)行提煉并用于綜合展示的功能不強(qiáng)，有時(shí)用戶需要登錄多個(gè)不同系統(tǒng)來獲得所需信息。

3 智能工廠建設(shè)（Intelligent plant construction）

信息系統(tǒng)的建設(shè)和使用是一個(gè)進(jìn)化的過程，首先要有用戶的需求，其次有為了滿足需求而產(chǎn)生的系統(tǒng)建設(shè)，系統(tǒng)建成投用后，滿足了用戶的需求，接著用戶又有了更高的需求：希望數(shù)據(jù)交換共享、形象展示。系統(tǒng)又繼續(xù)改進(jìn)提高以適應(yīng)新的需求。一個(gè)信息系統(tǒng)的成敗與否決定于是否能滿足用戶的需求。這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的道理，用戶需要一個(gè)系統(tǒng)幫助他解決實(shí)際問題，提高工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，才會(huì)認(rèn)真的使用系統(tǒng)，一個(gè)系統(tǒng)才會(huì)有存在的價(jià)值和意義。中國(guó)石化九江分公司的智能工廠建設(shè)正是在這一目標(biāo)下開始實(shí)施建設(shè)的。

如何使九江分公司智能工廠建設(shè)發(fā)揮的作用最大化并具有強(qiáng)大的生命力，主要在于以下兩個(gè)方面：一是前期的綜合科學(xué)設(shè)計(jì)；二是充分發(fā)揮人的因素，即加強(qiáng)系統(tǒng)使用者對(duì)系統(tǒng)的深化應(yīng)用以及加強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)維人員對(duì)系統(tǒng)的深度拓展。

3.1 科學(xué)設(shè)計(jì)

九江分公司的智能工廠建設(shè)采用了比較先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念[3]。

首先是需求調(diào)研，了解最終用戶的需求。只有充分了解掌握用戶的需求才能設(shè)計(jì)出好的、滿足應(yīng)用的信息系統(tǒng)，系統(tǒng)的建設(shè)才會(huì)有的放矢。在貫穿于整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)周期中也要及時(shí)和用戶溝通，將開發(fā)好的系統(tǒng)功能演示給用戶看，看看設(shè)計(jì)者做出來的東西符不符合用戶的要求，使用習(xí)慣是否貼近于實(shí)際工作場(chǎng)景，及時(shí)更正設(shè)計(jì)者與使用者對(duì)于需求理解的偏差，在以后的系統(tǒng)建設(shè)中也可以少走一些彎路。這樣經(jīng)過反復(fù)溝通，反復(fù)修正的系統(tǒng)將會(huì)擁有用戶要求的全部功能及應(yīng)用，用戶就會(huì)使用它，那么這個(gè)信息系統(tǒng)的成功就是一件水到渠成的事。

其次是頂層設(shè)計(jì)，從全局的角度出發(fā)，綜合現(xiàn)有的信息系統(tǒng)，補(bǔ)充沒有或者比較薄弱的環(huán)節(jié)，將所有的信息系統(tǒng)整合在一起，以發(fā)揮最大的效果。

最后，是根據(jù)角色的不同而展現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)。以生產(chǎn)層面為例，生產(chǎn)管理人員從生產(chǎn)指揮、生產(chǎn)管控與優(yōu)化、能源管理與優(yōu)化、HSE、設(shè)備管理與運(yùn)維、先進(jìn)控制與優(yōu)化等幾個(gè)方面綜合應(yīng)用集成，將生產(chǎn)過程及其所有相關(guān)信息完整的予以展現(xiàn)、綜合分析、預(yù)判、指示，真正實(shí)現(xiàn)工廠的智能化生產(chǎn)。

3.2 人的因素

信息系統(tǒng)建成后，人的因素即使用者的應(yīng)用水平也非常重要。再好的系統(tǒng)如果不會(huì)使用、不認(rèn)真使用那也僅僅是個(gè)擺設(shè)。一個(gè)信息系統(tǒng)應(yīng)用的好壞涉及兩類人：一是應(yīng)用者，也可以叫關(guān)鍵用戶；二是信息系統(tǒng)運(yùn)維人員。他們?cè)谛畔⑾到y(tǒng)中的應(yīng)用程度直接決定了一個(gè)信息系統(tǒng)是否能充分發(fā)揮作用的關(guān)鍵。

（1）關(guān)鍵用戶吃透系統(tǒng)功能，深化系統(tǒng)應(yīng)用。關(guān)鍵用戶直接面對(duì)信息系統(tǒng)，其日常工作幾乎就是信息系統(tǒng)的完整應(yīng)用過程，一個(gè)信息系統(tǒng)的效率與否、友好程度，他們最有發(fā)言權(quán)，如果用起來得心順手，提高了工作效率，那么可以說這個(gè)信息系統(tǒng)建設(shè)是成功的。而通過系統(tǒng)的應(yīng)用能發(fā)現(xiàn)問題改進(jìn)工作更是一件錦上添花的事情。

（2）運(yùn)維人員的拓展應(yīng)用。信息系統(tǒng)運(yùn)維人員擔(dān)負(fù)著維護(hù)信息系統(tǒng)正常運(yùn)行的責(zé)任，沒有系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)就談不上應(yīng)用，可以說是信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)。如果一個(gè)系統(tǒng)失靈了沒有數(shù)據(jù)了，應(yīng)用者（關(guān)鍵用戶）就成了瞎子、聾子了，指導(dǎo)生產(chǎn)就成了一句空話。一方面信息系統(tǒng)運(yùn)維人員不僅要做到維持系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，另一方面還要利用自身信息技術(shù)方面的優(yōu)勢(shì)結(jié)合信息系統(tǒng)本身的功能，和應(yīng)用者加強(qiáng)溝通，開發(fā)出更好更便捷的信息應(yīng)用來提高工作水平。

4 應(yīng)用案例分析（Application of case analysis）

4.1 案例一

以九江分公司智能工廠建設(shè)中的子系統(tǒng)——生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)為例，具體說明信息系統(tǒng)之間如何加強(qiáng)橫向聯(lián)系、強(qiáng)化綜合展示以滿足企業(yè)生產(chǎn)工作需要。

在沒有信息化手段與技術(shù)支撐的傳統(tǒng)生產(chǎn)調(diào)度指揮模式是一種簡(jiǎn)單的結(jié)果管理。生產(chǎn)管理人員坐在中心調(diào)度室里既無法掌握實(shí)時(shí)生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)并找到生產(chǎn)異常的原因，也無法預(yù)測(cè)將來的生產(chǎn)情況，生產(chǎn)數(shù)據(jù)傳遞到生產(chǎn)管理人員手中主要依靠各個(gè)下級(jí)生產(chǎn)車間的定時(shí)電話匯報(bào)實(shí)現(xiàn)，造成對(duì)于生產(chǎn)的管理掌控比較被動(dòng)，發(fā)生問題時(shí)也只能是事后進(jìn)行處理應(yīng)對(duì)，不符合現(xiàn)代化生產(chǎn)管理的要求。而智能工廠的生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)采用了先進(jìn)的信息技術(shù)，變傳統(tǒng)的結(jié)果管理為全過程管理。

首先在系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)上，充分調(diào)研生產(chǎn)管理人員需求，將其關(guān)心的所有生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集整理最后集成到調(diào)度指揮系統(tǒng)當(dāng)中，其數(shù)據(jù)來源包括MES數(shù)據(jù)庫(kù)、HSE數(shù)據(jù)庫(kù)、LIMS數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)及其他生產(chǎn)相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些數(shù)據(jù)的提取均由系統(tǒng)自動(dòng)完成，中間不受人為影響，這樣可以如實(shí)反映生產(chǎn)活動(dòng)的真實(shí)情況。正是通過這些系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)橫向聯(lián)系貫通，才產(chǎn)生了生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)應(yīng)用的龐大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，使得對(duì)于生產(chǎn)的全過程監(jiān)控管理成為可能。建成后的生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)在生產(chǎn)指揮方面，集成了進(jìn)廠、生產(chǎn)、出廠各生產(chǎn)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)，同時(shí)還獲取了工藝、質(zhì)量、設(shè)備、安全環(huán)保、公用系統(tǒng)等各專業(yè)領(lǐng)域信息，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)全過程的監(jiān)控和分析，不但可以直接提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)異常，還可以通過數(shù)據(jù)建模預(yù)測(cè)未來的生產(chǎn)趨勢(shì)。

其次構(gòu)建了多系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)應(yīng)用，集成消防通訊指揮系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)等，提高生產(chǎn)調(diào)度人員對(duì)生產(chǎn)突發(fā)事件的應(yīng)急處置水平，通過配套大屏幕硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)調(diào)度指揮的可視化。系統(tǒng)大量采用直方圖、趨勢(shì)圖、餅圖等多種方式直觀展示生產(chǎn)運(yùn)行情況并投射到大屏幕之上，使生產(chǎn)管理人員一目了然，對(duì)于過去傳統(tǒng)的按班次手寫的紙質(zhì)調(diào)度日志和調(diào)度臺(tái)賬也實(shí)現(xiàn)了電子化操作，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了人為錯(cuò)誤的發(fā)生。

生產(chǎn)調(diào)度指揮系統(tǒng)基于前期科學(xué)的設(shè)計(jì)，充分綜合了生產(chǎn)相關(guān)的各個(gè)信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，使得生產(chǎn)管理人員能夠?qū)崟r(shí)

感知企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的各種信息和變化，提前預(yù)判生產(chǎn)的未來趨勢(shì)走向，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)計(jì)劃調(diào)度的智能化，提高了生產(chǎn)管理人員對(duì)于生產(chǎn)過程的全局掌控能力。

4.2 案例二

以實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)深層應(yīng)用于計(jì)量中心和安環(huán)處為例：九江分公司的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)基本采集了全公司所有裝置、罐區(qū)的生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)了一定時(shí)間范圍內(nèi)的生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)，通過在局域網(wǎng)上用流程圖的方式展現(xiàn)給生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)部和各個(gè)車間作業(yè)部相關(guān)人員使用。在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)投用過程中，計(jì)量中心并沒有提出使用的需求，當(dāng)系統(tǒng)建成以后，信息人員發(fā)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的某些數(shù)據(jù)能滿足計(jì)量中心監(jiān)控相關(guān)計(jì)量?jī)x表的需要，經(jīng)過和計(jì)量中心用戶溝通后，信息人員利用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)軟件繪制發(fā)布了相應(yīng)的數(shù)據(jù)展示web頁(yè)面，計(jì)量中心用戶只要通過局域網(wǎng)就能監(jiān)控相關(guān)計(jì)量?jī)x表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，改變了以前需要打電話，下現(xiàn)場(chǎng)了解數(shù)據(jù)的工作方式，提高了工作效率，減輕了人員的勞動(dòng)負(fù)擔(dān)。針對(duì)安環(huán)處需要監(jiān)控外排環(huán)境數(shù)據(jù)的要求，信息人員從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中提取相關(guān)數(shù)據(jù)，應(yīng)用編程軟件建設(shè)了一個(gè)環(huán)境數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)網(wǎng)站，集成了更多的功能，并將發(fā)生的數(shù)據(jù)報(bào)警信息通過短信平臺(tái)自動(dòng)推送到相關(guān)責(zé)任人手機(jī)上，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控的及時(shí)性，較之以往的監(jiān)控手段有了長(zhǎng)足的提高。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)最初是為了滿足生產(chǎn)調(diào)度人員監(jiān)控生產(chǎn)情況的需要而建成投用，投用以后，由于其海量豐富的數(shù)據(jù)形成了一個(gè)大型的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)，以這些數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)更多更高層次的應(yīng)用成為可能，當(dāng)需要的應(yīng)用部門提出需求，再經(jīng)過信息系統(tǒng)運(yùn)維人員的主動(dòng)出擊，在了解需求基礎(chǔ)上訂制開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的信息共享拓展，滿足了用戶的需求，擴(kuò)大了系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，一個(gè)系統(tǒng)衍生出了多個(gè)的深層應(yīng)用及擴(kuò)展功能，實(shí)現(xiàn)了信息系統(tǒng)投資回報(bào)的效益最大化。

5 結(jié)論（Conclusion）

信息系統(tǒng)已經(jīng)成為煉化企業(yè)日常生產(chǎn)管理不可或缺的重要支撐，在充分了解用戶需求的基礎(chǔ)上對(duì)信息系統(tǒng)科學(xué)設(shè)計(jì)，強(qiáng)化各個(gè)信息系統(tǒng)之間的橫向聯(lián)系，發(fā)揮使用者、運(yùn)維人員的主觀能動(dòng)性，人與系統(tǒng)充分互動(dòng)、完美結(jié)合必使得信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大生命力并對(duì)煉化企業(yè)的生產(chǎn)全過程有效發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)（References）

[1] 羅敏明.邁向服務(wù)于生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的管控一體化[J].中國(guó)制造業(yè)信 息化，2006（06）：77-78.

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作者簡(jiǎn)介：

黃體強(qiáng)（1980-），男，碩士，工程師.研究領(lǐng)域：系統(tǒng)軟件開發(fā).