智能工廠在化工工廠的應用及前景

扁旭濤

[中圖分類號] F49;F424

[文獻標志碼]A

[文章編號]2095-6487 （2021） 02-0040-02

Application and Prospect oflntelligent Factory in Chemical Plant

Bian Xu-tao

[ Abstract] Afier trie global economic crisis， the major developed countries in the world put forward the reform plan ofindustry 4.0 xvith artificialintelligence as the leading factor to solve the crisis， which set ofr a new round ofindustrial reform wave in the global market. From the practical experiencein recent years， through the transformation and upgrading of mechanical and electrical equipment， as well as the optimal allocation of informationtechnology and communication technology resources， we have basically established a new industrial development direction led by "intelligent factory".This paper takes the application and Prospect of intelligent factory in chemical plant as the research topic， summarizes the connotation of "intelligentfacrory" in combination xvith daily work experience， analyzes the application framework， main contents and key technologies of "intelligenr factory" inchemical plant from the perspective of application， and prospects its application prospect on this basis

[ Keywords] inteUigent factory; chemical factory; application; Prospect

山于中國制造工業發展戰略在我國總體經濟體系建設中占據核心位置，是強國之利器。因此，電根據全球同業競爭中的共同底線，設置了與其相關的質量體系管理標準，如2018年版本的《國家智能制造標準體系建設指南》中，就提出了智能制造標準體系建設與完善的問題，而且將其標準重點發置到了設計、交付、生產、集成優化等具體層而。

1 智能工廠內涵解析

與傳統化工廠相比，智能工廠作為一種理論模式、工廠形態、應用技術，轉換應用到化工工廠后，就后發生本質性的變化。從內涵方而分析，智能工廠在其應用中才能顯示其內在意蘊。

如在化工工廠中的應用，智能工廠就可以在其新建的產品生產制造產業鏈上，針對其產品研發設計環節、材料運輸環節、生產制造環節、市場營銷環節、訂單處理環節、產品售后服務環節實施智能化改造，一方而，使整個生產制造產業鏈條上的各個環節實現智能化，如局部分工環節的自動化設備應用等。另一方而，可以在整體上通過傳感器、執行器之類的信息采集設備，將化工工廠數據管理中心和各類生產制造中的設施設備全而連接，進而實現針對生產制造各項數據的實時采集、快速處理、有效整理、科學分析、預測結果分布分發，從而在協調各個生產環節的同時，產生較人的協同效應，最終實現整體上的全要素生產率提升目標。

另外，當前智能工廠在化工工廠中的試點經驗也表明，可以根據智能工廠提供的數據分析結果，進一步為化工廠項目立項、經營模式優化、資源優化配置提供更為精準的參考依據，確保其資金、人力、技術等各項資源的有效配置，并在此基礎上逐漸增強其工業設計能力，在同業競爭中獲取質量體系管理標準制定權等。

2 智能工廠在化工工廠的應用分析

2.1 應用框架

當前化工廠中的智能工廠應用具有多元化路徑，但是都是通過設計總體應用框架進行操作。比如，首先區分出智能工廠主要特征，結合化工廠生產制造內容。將其劃分為生產需求分析、產品設計、產品生產、產品交付四人板塊。

比如，在生產需求分析業務板塊，按照研制需求和概念設計進行相關化工的產品方案設計。在產品設計板塊，按照實際的生產需求分析后制定的設計思路，按照“總體設計分系統設計產品設計”做好模型后，運用智能試生產進行試驗驗證，若根據系統已經存儲的范例比較后，系統認為其符合要求，那么就可以選擇是，并進入產品生產環節。在該環節中主要以生產制造為土，其中包括了智能裝配、產品智能加工、數字工藝設計等工藝路線，并且，通過外協外購將其連接起來，進而使其能夠轉向智能批量生產環節。在完成產品生產制造后，可以直接進入到訂單處理和產品交付及售后服務，由此完成整個智能化生產制造。

2.2 主要內容

從土要內容方而分析，智能工廠在化工工廠中的應用過程中，土要構建了4個智能網絡層次，實現了化工產品生產制造全產業鏈條上的智能化實踐。目前來看，4人層次主要劃分為基礎層、集成層、管理層、應用層。

比如，以基礎層內容為例，土要包括了化工廠的各類設備和各人系統，如在系統方而，就涵蓋了產品設計系統、工藝設計系統、仿真軟件系統、試驗驗證系統、信息化系統、智能管控系統;同時，在設備方而，將化工企業的所有設備進行了傳感器連接，并且將其關聯到了集成層。具體而言，通過智能生產集成和協同研制集成就可以使安全儀表、生產線機組、儲運自動化、自動潤滑、設備狀態在線檢測、視頻監控等，全面實現實時數據采集，并在完成數據獲取后將其存儲至實時數據庫，然后，將其關聯到關系數據庫，從而通過管理層實施生產計劃優化、生產調度、能量管理、績效管理、物料移動、設備管理、生產統計分析、實驗室信息管理等。最后，進入應用層，可以根據供應鏈管理和客戶關系管理將其直接與數據分析部門協同起來，進行數據平臺的全而綜合信息管理，進而搭建起“生產運行指揮系統+自動化辦公+化工工廠數據倉庫+其他系統”的新型智能化工工廠。目前一些化工工廠已經按照智能工廠信息管理系統架構設計的辦法，結合ERP系統設置了ERP+MES+BPCS+基礎設施基本架構，通過應用AVEVA集成甲臺，或者基于SmartPlant構建自控甲臺，借助PID設計、AI設計、三維設計等技術，也基本實現了化工工廠的智能化。其中應用的設計軟件土要包括了Smart3D、SmartPIantInstrument、SmartplantPID等。

需要注意的是，在化工工廠中應用智能工廠是一個漫長的過程，也是一個系統工程，若要完全實現其智能化，仍然需要在當前化工廠信息化管理條件下，做好各項設備改造工作與更新工作，同時按照生產制造產業鏈條的環節設置，做好各環節的數據庫建設，比如，在當前階段就需要根據已經生成并進行了統計的化工工廠所有數據，進行基礎數據、效率數據、核心數據方而的分類。同時，需要在整體上的智能化中心數據網絡建設過程中，按照系統改革和配套性改革相結合的基本思路，通過自控專業、信息工程專業、電信專業、電氣專業、管道專業、設備專業、結構專業，培養具有綜合素質業務能力的人才，按照協同合作的方式，在各個層而完成化工工廠智能化改造與轉型升級，從而建立起與化工工場生產制造要素密切對應的智能化管理系統。

3 智能工廠在化工工廠的應用前景展望

3.1 從產業發展角度展望

從產業發展角度看，制造業已經成為國民經濟發展中的“頂梁柱”，在金融體制全而深化改革和“中國制造2025”戰略實施后，這種以制造業為主導的發展潮流已經占據全球經濟市場的風口浪尖。同時，我國在總體經濟體系建設框架引領下已經將我國本土市場與國際市場進行了經濟并軌，并且在產業轉型升級后擴人了制造業比例，增強了制造業在產業發展方而的多元化趨向。所以，從產業發展的角度看，智能工廠作為一種產業運營模式、產業升級技術、產業管理方法，在其未來的發展中具有不可估量的發展前景。

比如，在化工廠中的應用，可以規避諸多風險因素，提高化工廠產品研發設計能力，并借助智能工廠使其在全球同業競爭中，為自身獲取質量體系管理標準制定權奠定條件。簡單講，在全球化工業4.0改革潮流下，智能工廠在化工工廠中的應用前景，滿足了其參與同業競爭的需求。同時，在技術層而與生產管理標準競爭層而，可以逐步將我國化工產業生產制造方而的能力，向全球市場進行營利性輸出。

再如，當前我國的基建能力已經在全球同業競爭中獨占鰲頭，并且在東南亞市場實現了高效應用與可觀贏利。從化工工廠方而的智能工廠應用前景看，在其后續的發展中，我國智能化工工廠建設過程中的技術就可以以知識產權的形式進行打包銷售;同時，智能化工工廠也可以將整條智能生產線轉移到全球其它新興經濟市場等。如東南亞市場與非洲市場資源豐富，制造業相對落后，正與我國工業領域的合作發展處于蜜月期，此時就能夠在我國智能化工工廠建設產生成果后，將其打包銷售等。

3.2 從生產制造角度展望

從生產制造角度展望，化工工廠中的智能工廠方案實施后會產生較人積極影響。①通過對它的應用，我國化工工廠中的各類風險會得到動態化監測，并在其發生故障、風險、事故時，先開展智能化處理與救援，并同步實現現場實景中的應急方案應用，有利于保障其安全運行。②在生產制造各個環節的智能化將改變整個生產制造方式，由原來的人+機器生產制造，轉變成機器人生產制造，通過技術提升生產效率。③通過數據部門分析，一方而，在生產管理層而能夠完成生產制造全過程細致管理;另一方而，可以根據數據部門提供的數據分析結果，進一步將其生產制造產業鏈條進行優化，建立起訂單處理+材料運輸+生產制造+售后服務的新型定制生產模式，進而從根本上節約資源，擴增其綜合產出后的效用生產效率。在此基礎上，未來也可以進一步將智能化工工廠作為產品整體向全球市場轉移與輸出。

4 結束語

在工業4.0時代的改革浪潮推動下，智能工廠已經成為其改革中的典型發展類型。從當前應用實踐經驗看，智能工廠涵攝全而，與制造業各行業諸領域中的產業鏈條密切對應，既可以在其車間實施局部類型的小規模智能化建設，也可以在整體上的工廠中實施人規模智能化建設。結合以上分析可以看出，在化工工廠中的智能工廠方案應用相對多元，一方而，能夠將其與化工類企業新構建的產業鏈條上的所有生產要素進行有效對應;另一方而，借助數據方而的指標化體系建設，可以搭建起與化工企業生產制造要素和生產管理指標相一致的智能管理體系，從而實現化工工廠的智能生產制造。

參考文獻

[1]程愷數字化工廠技術在鍋爐智能制造中的應用[J]化工設計通

信，2020，46 （6）：69，82[2]蔡躍坤，王俊佳，朱智鵬基于多Agent的智能工廠生產調度優

化[J]西南科技大學學報，2020，35 （1）：90-94[3]邢焱哲，肖文歡，馮桂，等基于ZigBee技術的某工廠智能路

燈改造研究[J]通信電源技術，2020，37 （8）：35-37[4]楊文江，邢汶平.基于全鋁車身的涂裝智能工廠規劃設計[J]現

代涂料與涂裝，2020，23 （6）：20-24[5]石宇強，朱智鵬，吳雙，等智能工廠多搬運載體協同作業優化[J]

制造業自動化，2020，42 （3）：126-132，156