21世纪初,智能化工厂这一概念在企业界和学术界被广泛提及。在文献当中,与智能化工厂概念相关的表述还有“泛在工厂”“数字化工厂”“万物互联工厂”等。同时,智能化工厂也是美国智能流程制造和德国工业4.0战略的核心要素。全世界有多家企业在进行智能化工厂的研究,如西门子、海尔等。在石油化工行业,中国石油化工集团公司进行智能化工厂的研究和建设。
石油和化工智能化工厂
在生产运营的全过程中有效地将信息通信技术与制造技术进行深度融合,形成具有高度数字化、集成化、模型化、可视化和自动化的绿色、高效、安全和可持续发展的石油化工工厂。信息通信技术包括工业物联网技术、工业大数据技术、云计算等技术。制造技术包括石油和化工行业现有的炼化生产技术、工艺规范、过程管理和经营管理手段等。
- 英文名称
- smart factory in petrochemical industry
- 所属学科
- 化工
与传统工厂相比,石油和化工智能化工厂的能力特征主要有:①感知能力,即通过工业物联网将人员、产品、装备以及环境进行连接,实时获得相关数据信息的能力。②优化能力,即通过信息的集成和协同,实时优化工厂生产经营策略的能力。③预测能力,即对生产过程或未知环境进行感知并分析预测未来状态的能力。④决策能力,即分析复杂问题并进行精准分析和决策的能力。
从工厂的全局目标出发,以工厂的整体业务流程为对象构建工厂模型,并通过信息通信技术不断演算工厂的未来运行状态,以进行管理和控制工厂的实际运行,使工厂的运行达到资源合理配置和可持续发展的状态。石油和化工智能化工厂的研究内容主要有:①石油和化工工厂的生产管控。通过工厂经营管理层、生产执行层和过程控制层之间的集成,实现工厂各生产环节的数据共享和集中管理;通过工厂模型和工厂数据支撑生产过程的自动化运行和生产状态预测,指导生产、优化工艺过程。②石油和化工工厂的供应链管理。通过资源共享和优化,实现从原油采购、原油配送、生产加工至成品油配送及销售的供应链整体效益最大化;以物料、能源和环保为主要约束,实现供应链各环节的动态调控。③石油和化工工厂生命周期的设计运营,实现从工厂的项目筹建、工程设计、建造交付,到工厂运行与设备维护、资产报废退出的资产生命周期全过程数字化管理。
标准体系是石油和化工智能化工厂研究和建设的支撑和保障。标准体系制定了具有行业特点的技术标准和评估标准,用于解决石油化工行业智能化工厂的技术基础问题和共性问题,评估智能化工厂的发展水平。标准体系从全生命周期、系统层级和信息通信技术三个维度制订了石油和化工智能化工厂的标准体系架构,实现智能化工厂信息系统、生产制造系统、自动化系统等在统一标准下的协作和联动。同时,标准体系对智能化工厂现有的标准进行了修订丰富,对于缺失的标准进行了识别和补足。