XX石化智能工厂设计与实践

XX石化智能工厂设计与实践

李本标

中国石化中原石油化工有限责任公司  河南濮阳 457000

摘要：智能工厂建设是以提升用户体验、提高效率和转变运作模式为具体目标，它是企业从封闭走向开放的转变，是从能力孤岛到万物互联的转变，是企业从被动解决问题向主动发现问题转变，最终实现全面智能。本文以XX石化为原型，介绍从设计到实践的智能工厂探索之路。

关键词：智能工厂、智能制造、云平台、效率

引言

XX石化公司是集团化运营，是本地龙头产业，产品立足周围辐射十几个省市，较好地发挥了龙头企业的辐射、带动作用，为本地区的发展建设做出了积极贡献。智能工厂建设是XX石化“十四五”高质量发展，精准把握产业格局，抓住创新“牛鼻子”，推动提质增效转型升级，加快传统产业数字化转型的重要工作。

1、信息化应用现状和需求分析

1.1应用现状

XX石化信息化建设是在集团公司统一推动背景下，公司硬件基础设施和软件应用环境逐年投入，逐步完善了以DCS为核心的生产操作层平台，逐步优化了以MES为核心的生产控制层平台，逐步形成了以ERP为核心的经营决策层平台，有了一定的智能工厂建设基础。

1.2应用问题

一是信息化项目建设以集团公司统推项目为主，缺乏自主建设能力和经验，公司自身顶层设计不足，信息化长期规划缺失；二是信息系统间集成度不高，协同能力弱，信息孤岛消除困难，大数据分析应用较少，数据价值发挥不充分。三是生产运行在线管控与动态优化能力不足，调度、应急指挥信息化偏弱，设备资产全生命周期管控能力不足，无设备全生命周期管控平台，设备健康分析诊断不足，设备预测性维护维修能力较弱等；四是生产智能化投资偏少，新信息技术应用较少，智能工厂基础条件需进一步加强。

1.3需求分析

智能工厂规划为XX石化数字化赋能转型为智能工厂的总体设计，分析当前XX石化各项业务数字化能力与战略目标之间的差距，识别各项业务的数字化赋能转型机会，进行全业务链条的全价值链优化，统一规划XX石化智能工厂体系架构，结合“大、智、云、移、物”等新IT技术，并提出在管理思维变革、组织架构优化、业务模式创新、新技术应用等方面的建议，形成未来智能工厂的建设愿景、目标、技术方案、总体设计、技术标准、投资估算及分项概算、建设进度计划、风险评估等，并提出相关建议和结论，确保XX石化智能工厂的建设持续性，并全面支撑XX石化未来向智能化转型发展。

2、智能工厂建设思路

2.1总体思路

“十四五”期间公司将强化数字化和两化融合意识，紧跟集团公司“十四五”数字化转型布局，分段实施推进“智能工厂”建设，全面打造具备“全面感知、协同优化、预测预警、科学决策”四项能力高质量发展的石化工厂。

在集团公司信息化总体规划和公司战略规划指导下，在集团公司“十四五”信息化规划和智能工厂试点基础上，XX石化公司以“实现卓越运营、引领石化制造未来”为目标，执行两化融合总要求，充分借鉴集团公司实践经验，统筹推进工业互联网、大数据分析、人工智能、云计算、5G和移动应用等新一代信息技术应用，夯实XX石化数字化转型、智能化发展的战略基础，围绕“四条主线”，聚焦“五大业务域”，全面推进业务应用上云上平台，支撑XX石化科学决策、风险管控、管理变革、业务创新，提升安全环保、运营优化、协同办公、精准营销、提质增效水平；强化数据治理，推动大数据应用，发挥数据驱动产业升级、创新发展的核心要素作用，全面打造具备“全面感知、协同优化、预测预警、科学决策”四项能力高质量发展的智能化的石化工厂。为XX石化打造新模式、培育新业态、发展新经济赋智赋能。

2.2工作方案思考

XX石化历经多年的信息化建设在应用系统、IT基础设施、网络安全、信息化管控方面取得较好的成果，具备了智能工厂建设基础，但是，XX石化没有经过系统性的智能工厂的建设，要想实现智能工厂赶超，在“十四五”期间的智能工厂主要方案如下：

（1）依托集团公司规划建设，坚持通过自动化、信息化、数字化、网络化和智能化手段赋能全产业链和生产全要素，进行智能工厂建设，促进企业数字化转型，高质量发展。

（2）依托集团公司管理云与生产云资源，开展数据驱动、业务协同、精益高效的经营管理云应用，涵盖战略与决策、风险与监督、财务管理、人力资源管理、物资管理、综合管理等核心业务，打造绿色智能的生产运营管理云应用，全方位赋能企业生产运营与指挥、生产管控、设备管理、能源管理、安全环保、物流管理、工程管理等业务发展。注重企业自身现场业务需求，定向开发面向业务现场的轻量级应用与生产前端应用，为XX石化智能工厂建设提供支撑。

（3）注重数字化服务工作开展，开发面向业务服务的敏捷前台，构建包括数据中台、业务中台、技术中台的稳健中台，强化包括经营管理与生产运营业务的稳健后台，为XX石化数字化转型提供优质服务。

（5）充分运用智能制造、互联网+等先进理念，以科技促发展，以创新求效益，推动互联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与传统石油化工企业业务应用的完美融合，促进传统石油化工企业的数字化转型与智能化发展。

（6）加强IT基础设施建设，依托总部扩展云计算资源，建设融合已有数据仓库的企业数据湖，构建多网融合的异构网络，注重5G/SDN/WIF6/物联网的应用，加速企业信息渠道的全面覆盖与全面贯通，为智能工厂建设夯实基础。

（7）建立并完善网络安全体系、数据治理与标准化体系、信息化管控三大保障体系，为企业数字化转型提供保障。

3、智能工厂预期效益分析

3.1生产可视化：提高对设备及生产人员的管理能力，提升生产过程透明度。

3.2生产排单合理性：加强生产源头与生产过程成本费用精细化的管控，实现生产经营效益最大化。

3.3维修及时性：提高设备维护维修及时性，提高设备利用率，同时可平均延长设备10%的使用寿命产周期。

3.4降低运维成本：收集维保经验，减少至少20%的维修时间成本以及人工成本。

3.5优化管理流程：优化生产排查和设备维保过程跟踪，合理降低原料、公用工程、耗材及备件消耗。

3.6提高工作效率：量化工作考核，提高人员工作效率、反应时效性、工作有效性。

3.7 强化资产管理：构建资产全生命周期管理的数字化服务应用，实现资产业务管理的标准化、流程化、规范化、协同化，实现资产集中管理。

4、智能工厂探索实践

4.1.完成智能工厂建设顶层设计

聚焦集团公司战略目标，在集团公司信息化总体规划和公司战略规划指导下，执行两化融合总要求，充分借鉴集团公司企业实践经验，制订了公司信息化“十四五”发展规划，明确了智能工厂建设方向和主体内容，完成了“智能工厂”设计报告。

主要设计内容：对公司进行需求调研以及现状分析，全面分析公司在生产经营管理、设备设施、能源管理、安全环保等领域的差距，完成调研报告；开展智能工厂总体设计，确立建设目标以及总体架构，包括业务架构、技术架构、功能架构等；对智能工厂运行配套的IT基础设施，包括通信网络、数据中心、相关软件及信息安全进行总体规划；结合现状和国家标准规范，制定智能工厂建设的推进策略、路线图、实施计划，对可能存在的风险进行识别，并提出相关防范措施。

智能工厂设计关注工业互联网、大数据分析、人工智能、云计算、5G和移动应用等新一代信息技术应用，覆盖从生产、设备、安全、环保、操作、工艺、调度全业务链条，涉及的系统和技术涵盖公司自动化、信息系统，数字化、网络化和智能化应用及IT基础设施。

3.2.规划并部分实施“两张网”建设

提升完善公司网络基础设施。一是基于超融合技术，新建虚拟化服务器云资源1套，基本缓解了公司信息化需求不断增长和服务端硬件资源日趋紧张的矛盾；二是发布《桌面计算机管理办法》，实现桌面计算机设备集中管控，全面评估办公电脑应用现状，采用换主机不换显示器新模式，为职工更新电脑XX台；三是持续开展为老旧电脑升级内存+固态硬盘活动，延长办公电脑使用寿命和应用效率；四是完成厂前区通信线缆埋地设计；五是对边界机房进行集中清理和整治，提升边界机房运行环境，消除网络安全隐患；六是与运营商洽谈提速降费，新建视频会议专线1条，在保障网络安全前提下努力提升员工网络访问体验。

4.2探索5G无线专网建设及应用。一是与三大网络运营商研讨公司5G专网建设，确定了买5G专网服务送5G防爆终端+5G专网建设的方案，相关建设融入电子作业票系统建设，将大幅节约投资费用；二是采购5G路由设备，采用共享借用新模式，满足公司各专业集团公司外视频会议需求；三是整合预约提货、应急指挥、电子作业票、泵群检测、智能巡检等5G应用，统一纳入5G应用规划，统一管理通信费用和终端需求，为下一步的无线视频、移动巡检、轨迹跟踪、人员定位、仪表数据无线采集、危险区域监测等应用打下基础，避免各项目零散投资、重复投资。

4.3.搭建“两平台”

构建了以生产经营数据应用为中心的工业互联网生产云平台和以流程管理应用为核心的管理云平台两个平台，两个平台均具备低代码开发功能，各专业人员可按照各自专业需求开发简单报表和应用，以“简单应用自主开发、复杂应用借外力开发”为导向，可逐步实现消除信息孤岛、数据互联互通、节约信息化项目投资的目标。目前，两个平台已完成框架搭建，部分平台上的应用正在开发实施。

在管理云平台上，各系统统一入口和集成待办。构建信息化工作台，支持集团公司统一身份认证，将工作台作为各个应用系统的统一应用入口，实现多种接入方式，使用户只需一次登录就可查办各系统待办信息，方便、快捷地访问多个应用系统和资源，满足公司不同层级、不同岗位的办公应用需求。

工业互联网生产云平台是智能工厂的基础平台。经协调和论证，应急指挥系统建设在工业互联网生产云平台，实现相关生产数据和视频监控等数据集成，形成数据湖（池），为下一步智能工厂建设打下基础，减少重复性投资。

5、下步工作计划

5.1平台化开发

在现有工作的框架下，智能工厂建设由单项信息化项目建设，优化为平台化建设，以节约投资，整合资源。按照“数据+平台+应用”新模式，智能工厂相关应用在工业互联网生产云平台（以生产经营数据应用）和管理云平台（各部门流程管理信息化应用）两个平台建设为主，用好信息化专项奖和信息化开发费用，“简单应用自主开发、复杂应用借外力开发”。

5.2数字化集成

以业务和系统集成为核心，整合现有应用和数据资源，构建统一的数字化服务和基础支撑平台。开展数据驱动的信息系统应用建设示范，统筹推进数据融通，加快数据资源共享，提升数据的管理和运用能力，夯实智能工厂建设数字和信息技术应用的基础。

5.3协同化提效

以加强生产运营业务协同，提升业务运行效率为核心，整合存量系统，优化业务核心流程，在生产装置操作、安全环保管控、设备管理和能源管理等主要业务环节向生产运营业务、设备设施和组织赋能，并通过数字和信息技术应用提升公司生产和管理效率。

6、结论

智能工厂是智能制造的载体，是新兴IT技术、智能化技术与生产制造高度融合与全面渗透而形成的一种新型工厂。本文主要介绍了xx石化智能工厂的设计思路，希望可以给同行一些启发。

参考文献

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