石化企業5G時代智能化工廠

馬顯峰

隨著德國工業4.0計劃出臺，我國也發布了《中國制造2025》宏偉藍圖，智能制造己成為未來工業發展的核心驅動力。工業互聯網通過計算機程序把生產裝置、設備、供應商、客戶緊密地連接聯系起來，助力企業形成跨系統、跨設備、跨廠區、跨地區的互聯互通，把各種要素資源能夠有機結合起來，創造更多的經濟效益，從而提高企業生產效率，實現生產體系智能化。

石化企業作為典型的流程型行業，具有工藝復雜，產品多樣性的特點。5G作為信息高速公路，也是工業互聯網的核心，石化企業借助5G通訊與智能化平臺可實現經濟效益最大化、節能環保、高質量綠色發展;目前，工業互聯網受限于IP地址數量不夠和高時延等諸多因素，影響了煉油企業生產過程高效應用。但隨著5G時代和IPv6的到來，工業互聯網應用必將產生質的飛躍。

1.工業互聯網應用現狀

1.1工業互聯網局限性

網上購物顛覆了我們的生活消費模式，消費者足不出戶，可在千千萬萬網店里可以購買到物美價廉的商品。 消費互聯網與工業互聯網不同之處有三點：一是共性化與個性化，消費互聯網是共性的，全球的銷售物流是相同的;工業互聯網對不同企業需求不同，目前物流不能應用到石化企業的汽柴油等產品的銷售環節。 二是技術門檻高低不同，消費互聯網相對簡單，個人使用手機就能網上購物，工業互聯網對設備與軟件要求較高，目前工業上應用程度較低。三是安全穩定性要求不一樣，消費互聯網可滿足人們基本需求，不會導致人身安全事故，消費者可以接受目前互聯網現狀;石化企業生產流程非常復雜，要求互聯網具有較高穩定性和可靠性。目前海爾集團創造了私人定制的消費模式，消費互聯網連接著消費者、設計者和生產者，生產者連接著企業內部生產的全過程，但工業互聯網發展仍較為滯后。

1.2流程型石化企業特點

石化企業是國民經濟的基礎行業，是流程型企業，具有工藝復雜，加工流程長，產品種類多，生產過程大都是化學物理反應，產品為易燃易爆危險化學品，煉油操作系統為DCS集散控制系統，特點是對生產系統信息綜合管理。工廠設備制造類的生產一般是將單獨的零部件組成最終成品，屬于離散型工業生產，工廠在生產經營過程中具有以下幾個特點：生產計劃的制訂與生產任務的管理任務繁重，主要從事單件、小批量生產，產品的工藝過程經常變更，由于主要是按訂單組織生產。離散型、流程型企業對互聯網要求不同：一是安全性、穩定性要求不同，流程型工廠工業要求互聯網安全、高速、穩定，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、中間過程物料或產品大都是流動的液體，易燃易爆，消費終端不能是普通設備，必須是防爆防靜電設備，而離散型工廠安全風險較低。

2.石化企業工業互聯網的現狀與需求

經過近十幾年的發展，工業互聯網與石化企業的生產結合越來越緊密，石化企業通過工業互聯網控制生產與設備操作，因應用層次較低，僅限DCS系統和有線網絡進行控制與操作，以后要連接企業辦公、應急管理、安全管理、銷售等環節。

5G網絡具有廣接入、大帶寬、低時延的特征，2019年國家發放了5G牌照，一線城市正加快布局5G網絡。隨著5G網絡快速發展，石化企業會從以下幾個方面進行深度應用：一是實現移動終端的高效率辦公與管理工作;二是實現生產操作智能化應用，做到精準、精益管理;三是實現與裝置現場的圖像、視頻、語音等多終端遠程互聯互通，提高生產精準指揮;四是實現生產與銷售緊密銜接，銷售市場瞬息萬變，通過5G網絡可快速獲得產品庫存與市場銷售信息，及時調整企業生產組織與產量。

3.石化企業5G智能化工廠

石化企業是工藝復雜、技術資金密集化的行業，需要穩定的無線互聯網和防爆設備高效配。為此，基于5G核心的工業互聯網工程建設，就顯得尤為重要。今后生產現場的儀表、語音和視頻等各類數據，可不經過運營商的計費網關，數據主要依靠5G技術的傳輸信息，實現免費使用和安全運行。石化企業可從生產運行智能化、設備管理數字化和企管管理信息化三類業務域進行業務全流程貫通、數據全過程共享的頂層架構。

著重以下方面推進：一是從計劃、調度、執行、物料平衡到量值績效閉環反饋;二是電腦運算大數據，及時更新生產組織方案。三是實現兩個智能閉環，公司級管理層通過網絡實現生產、管理、財務、銷售等互聯互通，實現第一個智能閉環;車間的管理層通過網絡指揮操作人員完成生產任務，完成了第二個智能閉環。

在線分析儀表通過5G互聯網，可實現操作人員、技術人員和儀表人員與外包人員的設備管理的數據共享與高效協同;通過系統自動巡檢代替現場巡檢，解決了人工巡檢的時差和非實時性問題，做到問題早發現早處理，儀表維護人員工作量也會大大降低。

石化企業設備管理堅持“全生命周期管理”，依據新建項目管理規定，實行從立項、設計、采購、施工、驗收的工程項目的全過程管理，裝置交付生產試運行，工程模型交付三維數字工廠，在裝置現場通過工業互聯網，現場人員能及時發現操作異常，通過工廠模型數據和運行歷史信息，做到現場能及時調整操作，提高了裝置運行平穩率。

通過5G互聯網實現產品預約和二維碼提貨，實現產品從包裝、輸送、出入庫、裝車銷售，做到客戶、操作人員、銷售人員、現場設備的互聯互通，客戶提貨等候時間由原來1天縮短至2小時以內，客戶物流綜合成本費用降低15%;預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”。

優化企業管控體系，以“流程”為核心的任務管理系統和以“價值”為核心的績效管理系統，打破部門職能，業務流程管理實現線上審批，通過移動終端實現待辦事項定時辦理，真正做到“讓人少跑、讓數據多跑”，提高企業辦公效率。

嚴格執行承包商單位管理，從人員安全教育、門禁入廠、違章紀錄考核等全業務流程，實現施工作業人員全方位集成管控，如承包商安全教育在線培訓、移動考試、自動閱卷等“一鍵式”管理，減少安全工程師日常工作量，提升安全作業教育效果。

目前石化企業處于智能化工廠升級階段，需要建立機理模型、研究大數據算法，進一步優化生產組織流程，這是最關鍵最困難的階段，需要我們開拓創新，統籌推進，早日實現石化行業的智能化工廠。