氯堿生產(chǎn)智能工廠的建設(shè)及應(yīng)用

程義新

（山西信發(fā)化工有限公司，山西 呂梁032300）

1 行業(yè)背景

現(xiàn)代氯堿化工作為流程工業(yè)中非常重要的組成部分，依然存在資源消耗高、能源利用效率低、環(huán)境容量約束與制約、安全風(fēng)險(xiǎn)高等問題，為了建設(shè)環(huán)境友好、本質(zhì)安全型的智能化工廠，貫徹制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，采用先進(jìn)數(shù)字化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氯堿化工裝置新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換、企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)是大勢(shì)所趨，人心所向，支撐氯堿化工企業(yè)高質(zhì)量、跨越式健康發(fā)展。

由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、5G移動(dòng)通信等新型信息技術(shù)的涌現(xiàn)和跨越式發(fā)展，現(xiàn)代流程工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)歷了自動(dòng)化生產(chǎn)模式和數(shù)字化生產(chǎn)模式，正逐步向工業(yè)化與信息化深度融合的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型。隨著信息物理系統(tǒng)、人—信息物理系統(tǒng)的發(fā)展與不斷融合，加上“智慧”這一概念正逐步滲透到工業(yè)領(lǐng)域，而產(chǎn)業(yè)資源虛擬化、生產(chǎn)過程數(shù)字化、制造產(chǎn)業(yè)服務(wù)化等智能制造過程，結(jié)合生產(chǎn)、管理智能化，決策智慧化，促進(jìn)現(xiàn)代氯堿企業(yè)向智能化、智慧化方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。

當(dāng)前，中國(guó)制造業(yè)正處在從制造大國(guó)向制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期，如何在智能化的發(fā)展趨勢(shì)下，綜合應(yīng)用現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)和管理技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，與現(xiàn)有生產(chǎn)過程的工藝和設(shè)備運(yùn)行技術(shù)高度集成的新型工廠，以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜環(huán)境下生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的高效、節(jié)能和可持續(xù)發(fā)展是中國(guó)制造業(yè)面臨的重大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

2 智能工廠建設(shè)概述

山西信發(fā)化工有限公司氯堿廠智能工廠項(xiàng)目是信發(fā)集團(tuán)智能工廠建設(shè)試點(diǎn)，項(xiàng)目與浙江中控技術(shù)股份有限公司基于Supos&VxMES兩大平臺(tái)聯(lián)合開發(fā)。智能工廠建設(shè)以“安全、綠色、提質(zhì)、降本、增效”為設(shè)計(jì)目標(biāo)。結(jié)合該公司實(shí)際生產(chǎn)管理情況設(shè)計(jì)了智能監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)劃管理系統(tǒng)、調(diào)度管理系統(tǒng)、工藝管理系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng)、設(shè)備運(yùn)行管理系統(tǒng)、智能巡檢系統(tǒng)、報(bào)警管理系統(tǒng)、質(zhì)量管理系統(tǒng)、LIMS實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)、應(yīng)急安全管理指揮系統(tǒng)、人員定位與入侵檢測(cè)系統(tǒng)等13個(gè)模塊。

3 項(xiàng)目建設(shè)成果及系統(tǒng)亮點(diǎn)

3.1 采用超融合服務(wù)器架構(gòu)

服務(wù)器數(shù)據(jù)中心建設(shè)采用了超融合基礎(chǔ)架構(gòu)，這樣的架構(gòu)環(huán)境中，同一套單元設(shè)備中不但具備了計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和服務(wù)器虛擬化等資源和技術(shù)，而且多套單元設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)聚合起來，實(shí)現(xiàn)模塊化的無縫橫向擴(kuò)展（Scale—Out），形成統(tǒng)一的資源池。

超融合基礎(chǔ)架構(gòu)是以硬件服務(wù)器為基礎(chǔ)，最大限度實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)中心容量擴(kuò)展性和數(shù)據(jù)的可用性。它具備融合、安全、敏捷、開放等特點(diǎn)。超融合服務(wù)器架構(gòu)見圖1。

圖1 超融合服務(wù)器架構(gòu)

3.2 智能MES建設(shè)平臺(tái)Supos集成應(yīng)用

Supos是國(guó)內(nèi)首個(gè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)操作系統(tǒng)，也是首個(gè)由自動(dòng)化為起點(diǎn)，從下至上推進(jìn)的開放的，以企業(yè)為核心的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)、工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、工業(yè)人工智能平臺(tái)。以工廠全信息集成為突破口，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制、生產(chǎn)管理、企業(yè)經(jīng)營(yíng)等多維、多元數(shù)據(jù)的融合應(yīng)用，提供對(duì)象模型建模、大數(shù)據(jù)分析DIY、智能APP組態(tài)開發(fā)、智慧決策和分析服務(wù)，以集成化、數(shù)字化、智能化手段解決生產(chǎn)控制、生產(chǎn)管理和企業(yè)經(jīng)營(yíng)的綜合問題，打造服務(wù)于企業(yè)、賦能于工業(yè)的智慧大腦。

（1）提供“平臺(tái)+工業(yè)智能APPs”的應(yīng)用模式，解決傳統(tǒng)的煙囪式垂直應(yīng)用帶來的信息孤島和數(shù)據(jù)融合問題，提供以工業(yè)大數(shù)據(jù)為核心的全生命周期服務(wù)。

（2）提供開放的數(shù)據(jù)服務(wù)、計(jì)算服務(wù)、存儲(chǔ)服務(wù)和安全服務(wù)，將最大程度地幫助工業(yè)智能APP開發(fā)者聚焦業(yè)務(wù)本身的開發(fā)與設(shè)計(jì)，降低基礎(chǔ)服務(wù)的技術(shù)門檻和開發(fā)成本。

（3）提供工業(yè)大數(shù)據(jù)集成、分析、挖掘和可視化展示的一整套IT工具集和模板庫(kù)，為久泰新材料公司的生產(chǎn)者、管理者、經(jīng)營(yíng)者和業(yè)務(wù)專家們提供了數(shù)據(jù)創(chuàng)新應(yīng)用的平臺(tái)。

（4）提供云、企、端的統(tǒng)一架構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)智能APP和數(shù)據(jù)的快速遷移，滿足不同時(shí)期的應(yīng)用部署場(chǎng)景和要求。

3.3 安全應(yīng)急&GIS地圖、危險(xiǎn)作業(yè)、人員定位與入侵報(bào)警無縫集成

山西信發(fā)化工安環(huán)管理系統(tǒng)將構(gòu)建一個(gè)綜合監(jiān)控、日常安全環(huán)保管理、應(yīng)急管理、事故管理、信息發(fā)布等符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)安全生產(chǎn)管理業(yè)務(wù)體系的管理平臺(tái)。通過項(xiàng)目的建設(shè)促進(jìn)實(shí)現(xiàn)管理制度化、制度流程化、流程標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)信息化，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一、規(guī)范和上下一體的安全環(huán)保監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)各部門的日常關(guān)鍵信息能夠快速有效被應(yīng)急平臺(tái)所調(diào)用、資源共享，信息真實(shí)性、快速響應(yīng)及時(shí)性的目標(biāo)。安環(huán)管理平臺(tái)應(yīng)當(dāng)以安全生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)為核心內(nèi)容，同時(shí)兼顧自然災(zāi)害、社會(huì)治安突發(fā)事件對(duì)應(yīng)急管理信息的需求。通過安全、環(huán)保系統(tǒng)建設(shè)，進(jìn)一步強(qiáng)化企業(yè)安全環(huán)保管理，提升企業(yè)的安全環(huán)保管理水平，從而推動(dòng)企業(yè)創(chuàng)造卓越的安全環(huán)保業(yè)績(jī)。構(gòu)建集實(shí)時(shí)監(jiān)控、安全環(huán)保管理及應(yīng)急指揮一體的管控平臺(tái)，有效地對(duì)山西信發(fā)化工整體安全環(huán)保狀況進(jìn)行全方位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，促進(jìn)“雙控”體系的有效執(zhí)行，使得信發(fā)可以掌握安全環(huán)保管理的主動(dòng)權(quán)，為信發(fā)的生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航。

系統(tǒng)對(duì)重大污染源、重大危險(xiǎn)源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警，結(jié)合GIS地圖、人員定位、360度入侵檢測(cè)等手段。對(duì)人、機(jī)、料、法、環(huán)重要的危險(xiǎn)潛在因素進(jìn)行無死角的智能監(jiān)控與數(shù)字化管理，進(jìn)而做到生產(chǎn)全方位安全監(jiān)控，尤其是應(yīng)急演練，模擬仿真，讓人時(shí)刻準(zhǔn)備著對(duì)安全事故等風(fēng)險(xiǎn)做到最大限度的降低風(fēng)險(xiǎn)影響的實(shí)操演練，進(jìn)一步增強(qiáng)了車間工人的安全、環(huán)保、風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避意識(shí)，真正地做到防患于未然。

3.4 工藝考核管理

生產(chǎn)業(yè)務(wù)的智能化管理，最終落地還是生產(chǎn)過程的平穩(wěn)上。生產(chǎn)工藝的平穩(wěn)是形成提升生產(chǎn)效率的催化劑和助推劑。本次項(xiàng)目通過應(yīng)用信息化管理手段，基于五率（平穩(wěn)率、聯(lián)鎖投切率、自控投運(yùn)率、報(bào)警率、漏檢率）的管理目標(biāo)，形成各車間的重要生產(chǎn)考核指標(biāo)，甚至于對(duì)生產(chǎn)管理制度產(chǎn)生了較大的影響；讓中層管理者的管理手段有了一個(gè)很好的信息化抓手。

3.5 定期工作微信待辦提醒及反饋工作

針對(duì)日常出現(xiàn)的規(guī)律性生產(chǎn)活動(dòng)事務(wù)，結(jié)合企業(yè)微信進(jìn)行微信待辦提醒，根據(jù)定期工作任務(wù)的關(guān)鍵內(nèi)容點(diǎn)及提醒時(shí)間點(diǎn)規(guī)則定期以微信待辦的形式推送給責(zé)任人，由其按照提醒工作內(nèi)容進(jìn)行定期處理并反饋工作，做到閉關(guān)管理，方便了生產(chǎn)工作。

4 綜述

現(xiàn)代氯堿化工行業(yè)提質(zhì)、降本、增效、安全、環(huán)保的要求，為先進(jìn)制造技術(shù)、智能制造技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用提供應(yīng)用場(chǎng)景，提高生產(chǎn)系統(tǒng)的自治性和協(xié)同性，多智能體技術(shù)和人工智能技術(shù)相繼被引入制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中。面對(duì)制造模式的逐步轉(zhuǎn)型升級(jí)，智能制造的本質(zhì)仍是關(guān)注智能機(jī)器與人在生產(chǎn)過程中的融合，人機(jī)協(xié)同，旨在使機(jī)器具備分析、推理、判斷、構(gòu)思和決策等能力，使用人工智能代替部分腦力勞動(dòng)，智能機(jī)器人代替體力勞動(dòng)，極大的提高生產(chǎn)效率。

對(duì)于中國(guó)氯堿化工行業(yè)甚至是整個(gè)制造業(yè)來說，通過智能工廠建設(shè)，可以充分研究、攻克智能工廠建設(shè)相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)并形成自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，同時(shí)可以積累經(jīng)驗(yàn)和模版，帶動(dòng)氯堿化工行業(yè)整體智能化水平的提升，加快中國(guó)制造業(yè)智能化發(fā)展的進(jìn)程。

隨著企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷升級(jí)，企業(yè)生存、創(chuàng)新、發(fā)展、轉(zhuǎn)型高質(zhì)量發(fā)展是目前企業(yè)迫切需要解決的問題。氯堿化工企業(yè)產(chǎn)能過剩、資源消耗高、環(huán)境約束強(qiáng)、成本上升，創(chuàng)新不足的現(xiàn)狀。改變現(xiàn)狀、解決問題途徑是應(yīng)用，“云大物移測(cè)”、人工智能等智能制造新技術(shù)，使整個(gè)產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。大環(huán)境要求企業(yè)降低成本、提升效益、減少環(huán)境污染、有效利用資源、決策快速響應(yīng)，提高管理效益。新的信息技術(shù)如：云大物移有了快速發(fā)展，新技術(shù)支撐企業(yè)進(jìn)行創(chuàng)新。通過智能制造、智能化工廠建設(shè)，滿足企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、提質(zhì)增效、創(chuàng)新發(fā)展的需求。未來的兩化深度融合、智能工廠建設(shè)既是國(guó)家戰(zhàn)略，也是企業(yè)提升發(fā)展質(zhì)量和核心競(jìng)爭(zhēng)力的需要。