石化企業(yè)5G時(shí)代智能化工廠

馬顯峰

隨著德國工業(yè)4.0計(jì)劃出臺，我國也發(fā)布了《中國制造2025》宏偉藍(lán)圖，智能制造己成為未來工業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)通過計(jì)算機(jī)程序把生產(chǎn)裝置、設(shè)備、供應(yīng)商、客戶緊密地連接聯(lián)系起來，助力企業(yè)形成跨系統(tǒng)、跨設(shè)備、跨廠區(qū)、跨地區(qū)的互聯(lián)互通，把各種要素資源能夠有機(jī)結(jié)合起來，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益，從而提高企業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)體系智能化。

石化企業(yè)作為典型的流程型行業(yè)，具有工藝復(fù)雜，產(chǎn)品多樣性的特點(diǎn)。5G作為信息高速公路，也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，石化企業(yè)借助5G通訊與智能化平臺可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化、節(jié)能環(huán)保、高質(zhì)量綠色發(fā)展;目前，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)受限于IP地址數(shù)量不夠和高時(shí)延等諸多因素，影響了煉油企業(yè)生產(chǎn)過程高效應(yīng)用。但隨著5G時(shí)代和IPv6的到來，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用必將產(chǎn)生質(zhì)的飛躍。

1.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)局限性

網(wǎng)上購物顛覆了我們的生活消費(fèi)模式，消費(fèi)者足不出戶，可在千千萬萬網(wǎng)店里可以購買到物美價(jià)廉的商品。 消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)不同之處有三點(diǎn)：一是共性化與個(gè)性化，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)是共性的，全球的銷售物流是相同的;工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對不同企業(yè)需求不同，目前物流不能應(yīng)用到石化企業(yè)的汽柴油等產(chǎn)品的銷售環(huán)節(jié)。 二是技術(shù)門檻高低不同，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)相對簡單，個(gè)人使用手機(jī)就能網(wǎng)上購物，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對設(shè)備與軟件要求較高，目前工業(yè)上應(yīng)用程度較低。三是安全穩(wěn)定性要求不一樣，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)可滿足人們基本需求，不會(huì)導(dǎo)致人身安全事故，消費(fèi)者可以接受目前互聯(lián)網(wǎng)現(xiàn)狀;石化企業(yè)生產(chǎn)流程非常復(fù)雜，要求互聯(lián)網(wǎng)具有較高穩(wěn)定性和可靠性。目前海爾集團(tuán)創(chuàng)造了私人定制的消費(fèi)模式，消費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)連接著消費(fèi)者、設(shè)計(jì)者和生產(chǎn)者，生產(chǎn)者連接著企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)的全過程，但工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展仍較為滯后。

1.2流程型石化企業(yè)特點(diǎn)

石化企業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)行業(yè)，是流程型企業(yè)，具有工藝復(fù)雜，加工流程長，產(chǎn)品種類多，生產(chǎn)過程大都是化學(xué)物理反應(yīng)，產(chǎn)品為易燃易爆危險(xiǎn)化學(xué)品，煉油操作系統(tǒng)為DCS集散控制系統(tǒng)，特點(diǎn)是對生產(chǎn)系統(tǒng)信息綜合管理。工廠設(shè)備制造類的生產(chǎn)一般是將單獨(dú)的零部件組成最終成品，屬于離散型工業(yè)生產(chǎn)，工廠在生產(chǎn)經(jīng)營過程中具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：生產(chǎn)計(jì)劃的制訂與生產(chǎn)任務(wù)的管理任務(wù)繁重，主要從事單件、小批量生產(chǎn)，產(chǎn)品的工藝過程經(jīng)常變更，由于主要是按訂單組織生產(chǎn)。離散型、流程型企業(yè)對互聯(lián)網(wǎng)要求不同：一是安全性、穩(wěn)定性要求不同，流程型工廠工業(yè)要求互聯(lián)網(wǎng)安全、高速、穩(wěn)定，離散型工廠要求一般;二是防火防爆要求不一樣，流程型工廠原料、中間過程物料或產(chǎn)品大都是流動(dòng)的液體，易燃易爆，消費(fèi)終端不能是普通設(shè)備，必須是防爆防靜電設(shè)備，而離散型工廠安全風(fēng)險(xiǎn)較低。

2.石化企業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與需求

經(jīng)過近十幾年的發(fā)展，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與石化企業(yè)的生產(chǎn)結(jié)合越來越緊密，石化企業(yè)通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)控制生產(chǎn)與設(shè)備操作，因應(yīng)用層次較低，僅限D(zhuǎn)CS系統(tǒng)和有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制與操作，以后要連接企業(yè)辦公、應(yīng)急管理、安全管理、銷售等環(huán)節(jié)。

5G網(wǎng)絡(luò)具有廣接入、大帶寬、低時(shí)延的特征，2019年國家發(fā)放了5G牌照，一線城市正加快布局5G網(wǎng)絡(luò)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)快速發(fā)展，石化企業(yè)會(huì)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行深度應(yīng)用：一是實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端的高效率辦公與管理工作;二是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)操作智能化應(yīng)用，做到精準(zhǔn)、精益管理;三是實(shí)現(xiàn)與裝置現(xiàn)場的圖像、視頻、語音等多終端遠(yuǎn)程互聯(lián)互通，提高生產(chǎn)精準(zhǔn)指揮;四是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)與銷售緊密銜接，銷售市場瞬息萬變，通過5G網(wǎng)絡(luò)可快速獲得產(chǎn)品庫存與市場銷售信息，及時(shí)調(diào)整企業(yè)生產(chǎn)組織與產(chǎn)量。

3.石化企業(yè)5G智能化工廠

石化企業(yè)是工藝復(fù)雜、技術(shù)資金密集化的行業(yè)，需要穩(wěn)定的無線互聯(lián)網(wǎng)和防爆設(shè)備高效配。為此，基于5G核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)工程建設(shè)，就顯得尤為重要。今后生產(chǎn)現(xiàn)場的儀表、語音和視頻等各類數(shù)據(jù)，可不經(jīng)過運(yùn)營商的計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)，數(shù)據(jù)主要依靠5G技術(shù)的傳輸信息，實(shí)現(xiàn)免費(fèi)使用和安全運(yùn)行。石化企業(yè)可從生產(chǎn)運(yùn)行智能化、設(shè)備管理數(shù)字化和企管管理信息化三類業(yè)務(wù)域進(jìn)行業(yè)務(wù)全流程貫通、數(shù)據(jù)全過程共享的頂層架構(gòu)。

著重以下方面推進(jìn)：一是從計(jì)劃、調(diào)度、執(zhí)行、物料平衡到量值績效閉環(huán)反饋;二是電腦運(yùn)算大數(shù)據(jù)，及時(shí)更新生產(chǎn)組織方案。三是實(shí)現(xiàn)兩個(gè)智能閉環(huán)，公司級管理層通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、管理、財(cái)務(wù)、銷售等互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)第一個(gè)智能閉環(huán);車間的管理層通過網(wǎng)絡(luò)指揮操作人員完成生產(chǎn)任務(wù)，完成了第二個(gè)智能閉環(huán)。

在線分析儀表通過5G互聯(lián)網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)操作人員、技術(shù)人員和儀表人員與外包人員的設(shè)備管理的數(shù)據(jù)共享與高效協(xié)同;通過系統(tǒng)自動(dòng)巡檢代替現(xiàn)場巡檢，解決了人工巡檢的時(shí)差和非實(shí)時(shí)性問題，做到問題早發(fā)現(xiàn)早處理，儀表維護(hù)人員工作量也會(huì)大大降低。

石化企業(yè)設(shè)備管理堅(jiān)持“全生命周期管理”，依據(jù)新建項(xiàng)目管理規(guī)定，實(shí)行從立項(xiàng)、設(shè)計(jì)、采購、施工、驗(yàn)收的工程項(xiàng)目的全過程管理，裝置交付生產(chǎn)試運(yùn)行，工程模型交付三維數(shù)字工廠，在裝置現(xiàn)場通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，現(xiàn)場人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)操作異常，通過工廠模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行歷史信息，做到現(xiàn)場能及時(shí)調(diào)整操作，提高了裝置運(yùn)行平穩(wěn)率。

通過5G互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品預(yù)約和二維碼提貨，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從包裝、輸送、出入庫、裝車銷售，做到客戶、操作人員、銷售人員、現(xiàn)場設(shè)備的互聯(lián)互通，客戶提貨等候時(shí)間由原來1天縮短至2小時(shí)以內(nèi)，客戶物流綜合成本費(fèi)用降低15%;預(yù)約提貨為客戶提供了公開透明的平臺，從源頭上避免了“暗箱操作”。

優(yōu)化企業(yè)管控體系，以“流程”為核心的任務(wù)管理系統(tǒng)和以“價(jià)值”為核心的績效管理系統(tǒng)，打破部門職能，業(yè)務(wù)流程管理實(shí)現(xiàn)線上審批，通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)待辦事項(xiàng)定時(shí)辦理，真正做到“讓人少跑、讓數(shù)據(jù)多跑”，提高企業(yè)辦公效率。

嚴(yán)格執(zhí)行承包商單位管理，從人員安全教育、門禁入廠、違章紀(jì)錄考核等全業(yè)務(wù)流程，實(shí)現(xiàn)施工作業(yè)人員全方位集成管控，如承包商安全教育在線培訓(xùn)、移動(dòng)考試、自動(dòng)閱卷等“一鍵式”管理，減少安全工程師日常工作量，提升安全作業(yè)教育效果。

目前石化企業(yè)處于智能化工廠升級階段，需要建立機(jī)理模型、研究大數(shù)據(jù)算法，進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)組織流程，這是最關(guān)鍵最困難的階段，需要我們開拓創(chuàng)新，統(tǒng)籌推進(jìn)，早日實(shí)現(xiàn)石化行業(yè)的智能化工廠。