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工業互聯網“咖”解丨周昌:工業互聯網支撐石化行業 數字化轉型與高質量發展

2022/8/22 7:11:25 人評論 次瀏覽 來源:工業互聯網產業聯盟 分類:新聞

???作?者:周昌石化盈科信息技術有限責任公司行????政總裁?

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導語

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石油化工是國民經濟支柱產業,在新舊動能轉換及疫情因素影響下,面臨提質增效與轉型升級的新要求。依托工業物聯、工業數字化、工業大數據和AI、工業實時優化四個核心引擎,圍繞石化行業“生產管控一體化、供應鏈協同一體化、資產全生命周期管理”三條業務主線,聚焦安全環保、生產管控、資產管理、運營優化等重點場景,石油和化工工業互聯網平臺ProMACE形成了一系列行業應用,支撐石化行業的數字化轉型與智能化發展。

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行業背景

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自工業革命以來,石化工業一直在世界經濟轉型中發揮著關鍵作用,滿足全球人類的衣、食、住、行、醫需要。經過數十年的發展,我國石化工業已覆蓋石油產品、合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、化肥等領域,石化產業的規模、產量和能力都有了大幅度提升,產業規模已躋身世界石化大國前列。2021年,我國煉油總能力達到9.1億噸,乙烯總產能4168萬噸,PX總產能達到3127萬噸,我國已連續12年位居世界第二石化大國和世界第一化工大國;我們擁有自主知識產權的千萬噸級煉油和百萬噸級乙烯煉化一體化、清潔油品生產、重油輕質化、芳烴生產、煉油環境保護等成套技術,國際影響力顯著提高。然而,石化工業與綠色發展、高質量發展的要求相比,還有一定差距。

當前,新一輪工業革命正在全球范圍內孕育興起,制造業正邁向動力變革、體系重構、范式遷移的新階段。以物聯網、大數據、人工智能等為代表的新一代信息技術與運營技術、制造技術深度融合,建設面向行業的工業互聯網平臺,推進傳統行業的數字化轉型正加速推進。利用石化工業互聯網平臺,推動新一代信息技術與石化工藝技術深度融合,應對本質安全、本質環保、提質增效的發展需求,實現行業的數字化轉型與智能化發展,是我國石化工業高質量發展的關鍵。


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重點突破

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石油化工行業是流程工業的代表,物質流、能量流、信息流的協同統一是其重要特征。但是,也因此產生了工藝流程復雜、生產過程建模難度高、生產工況波動大、能耗物耗高、安全環保壓力大等突出問題。同時,因產業鏈長且布局分散,實現資源整體優化面臨著巨大挑戰。企業需要利用工業互聯網,進行工業知識的沉淀、復用和重構,加快“數實融合”,推進行業的數字化、高效化、綠色化發展和一體化協同發展,實現提質增效與轉型升級,推動我國石油和化工行業綜合實力邁向高端。

石化工業互聯網平臺在PaaS層主要包括工業物聯、工業數字化、工業大數據和AI、工業實時優化四大核心引擎。工業物聯引擎具有現場數據接入、工業協議適配解析、邊緣計算、邊云協同及自組態物聯應用等功能,對終端設備實施全生命周期管控,并為終端到云端提供安全保障;工業數字化引擎基于資產數字化模型和工廠本體數據治理、統一數據模型構建、多維可視化交互等工具,為企業建立與物理工廠同步的數字化工廠;工業大數據與AI引擎提供大規模數據存儲、實時計算、高速并行計算等功能,并具有生產運行、工藝分析、設備健康等領域豐富的專業算法和業務組件;工業實時優化引擎具備覆蓋企業級、工廠級、裝置級的優化模型與測算工具,可基于企業實時總線和實時計算框架及時捕獲生產現場的事件信息。

石化工業互聯網平臺在SaaS層主要包括石化工廠三條業務主線:

一是面向石化工廠的生產管控一體化,實現生產管理到自動化控制的縱向一體化。通過客戶服務、經營管理、生產執行和過程控制各層級的信息集成與共享,在保證安全、環保、質量及能源、設備、工藝穩定運行的前提下,實現全廠的縱向一體化管控。由分段式、專業化管理轉變為集約式、一體化管理,實現市場需求、生產計劃、調度作業、現場操作和自動控制的雙向信息聯動和實時績效反饋,實現全過程數字化管控。

二是面向石化價值鏈的供應鏈協同一體化,實現采購、生產、銷售到配送的橫向一體化。通過跨組織、跨專業協同和全局優化,實現企業效益最大化。由于石化行業自身的特點,供應鏈優化的邊界條件多而復雜,智能工廠建設具有較強的復雜性。在空間維度上,針對單元、裝置、工廠、企業各層次,需要基于生產計劃管理、調度管理、裝置操作情況進行動態優化和閉環管理。在時間維度上,根據生產經營條件進行日、旬、月度的計劃優化與協調統一。在月度生產計劃、庫存及原油進廠計劃的基礎上,應用煉油、化工的調度優化模型,實現日調度優化。根據裝置模型進行影響因素分析,實現裝置級、分鐘級實時優化,并對單元控制回路實施秒級先進過程控制。

三是面向石化工廠全生命周期的設計運營一體化,實現項目籌建、工程設計、建造交付、工廠運行、設備維護到資產報廢退出的資產全生命周期端到端一體化。從總體設計、基礎設計、詳細設計、施工到中交、試車的工廠設計建設全過程,建立與實物裝置信息高度一致的數字工廠,實現數字化管理和數字化交付。從運行生產、檢維修、改擴建到報廢的工廠運營期,建立資產模型,集成和融合工藝、質量、環保等各專業的工廠運營監控數據,利用設備特征及故障診斷分析知識庫,實現設備信息自動采集、狀態監控、異常預警報警、故障診斷、檢維修和實績分析,進一步提高設備資產的可靠性,從傳統的事后故障處理轉變為預知性維修,實現數字工廠與實體工廠的虛實共變、管控聯動,提高資產利用率,提升工廠“安、穩、長、滿、優”運行水平。

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行業應用

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在安全管理方面,通過裝置報警管理、安全生產風險監測預警、面向作業過程安全管理的施工作業管控、圖像識別人員行為分析、協同應急指揮、?;穬\等重點應用,強化過程安全及風險防控,打造安全生產一體化防控新能力。

在環保管理方面,通過環保監控地圖、廢氣網格化及溯源等應用,對生產企業重點污染源排放點進行實時監控、超標報警和趨勢分析,實現源頭削減、過程管控、末端治理的一體化管理。

在生產管控方面,利用人工智能、大數據技術和數字員工、報警管理等應用,構建企業全要素、全鏈條信息匯聚的智能運營中心——“石化智腦”,實現裝置工藝平穩操作、效益動態測算優化、全業務鏈異常監測預警、生產調度與應急指揮一體化協同。

在資產管理方面,整合內外部專家資源,利用大數據技術和機理模型、設備知識庫,建立以維修策略、備品備件、檢修優化為核心的設備可靠性管理,實現設備健康管理和核心設備、大型機組的實時監控。通過故障的風險預測和快速診斷,減少非計劃停工,保障設備長周期運行。

在運營優化方面,實現裝置操作參數和目標產品的在線實時優化和計劃、調度、裝置、控制的一體化優化,通過降低原料采購成本,統籌優化資源配置,實現供應鏈全過程的效益最大化。

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未來展望

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工業互聯網平臺作為新的網絡體系、新的平臺載體和新的分析工具,是推進石化工業高質量發展、實現智能制造的關鍵使能技術和新型基礎設施。作為石化工業全產業鏈解決方案和產品提供商,石化盈科按照“研究一代、研發一代、推廣一代”的策略構建了工業互聯網平臺ProMACE,以數據和模型為驅動,實現云邊端應用協同、服務協同和資源協同。平臺獲得專利授權80余項,支持油氣勘探開發、煉油化工、煤化工、鹽化工、精細化工、生物化工、管道運輸、城市燃氣、現代物流等多個行業,榮獲10余項國家試點示范。展望未來,石化盈科將加快構建網絡為基礎、平臺為中樞、數據為要素、安全為保障、產業為支撐、應用為牽引的石化工業互聯網生態體系,不斷釋放工業互聯網在降本、增效、提質、綠色、安全方面的賦能作用,為建設石化強國作出更大的貢獻。


作者簡介

周昌

周昌,教授級高級經濟師,于1987年加入中國石化,先后擔任九江石化總經理、中國石化化工銷售副總經理等職務,擁有三十多年大型企業戰略管理、營銷管理及運營管理經驗,獲得十余項中國石化集團公司管理現代化創新成果獎。2017年12月至今,擔任石化盈科行政總裁(CEO),專注于推動工業和信息化深度融合以及能源化工行業數字化轉型,現任中國系統工程學會過程系統工程專業委員會副主任委員,中國化工學會信息技術應用專業委員會副主任委員等


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