智能工廠建設(shè)駛?cè)肟燔嚨?/h1>
2016-02-03 12:01:56鐘大海張亞培
中國石化 2016年1期
□ 本刊記者 鐘大海 張亞培
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智能工廠建設(shè)駛?cè)肟燔嚨?/p>
□ 本刊記者 鐘大海 張亞培
茂名石化利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等新技術(shù)，打造世界一流煉化一體化企業(yè)信息化平臺，實(shí)現(xiàn)卓越的運(yùn)營、管控能力和精細(xì)化管理。
2015年10月4日，一場超級臺風(fēng)“彩虹”橫掃粵西地區(qū)，最大風(fēng)力超過15級。盡管臺風(fēng)很瘋狂，但茂名石化卻“巋然不動”，實(shí)現(xiàn)了安全環(huán)保生產(chǎn)。
這一切都源于茂名石化智能化的應(yīng)急指揮中心。
茂名石化智能工廠建設(shè)起步于2012年，2013年1月被確定為中國石化智能工廠試點(diǎn)企業(yè)。該公司利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等新技術(shù)，打造世界一流煉化一體化企業(yè)的信息化平臺，實(shí)現(xiàn)卓越的運(yùn)營、管控能力和精細(xì)化管理。經(jīng)過3年建設(shè)，公司智能工廠初見成效，提高了安全環(huán)保、節(jié)能減排、降本增效、綠色低碳水平，促進(jìn)了勞動效率和生產(chǎn)效益。
生產(chǎn)管控一體化提升優(yōu)化力
“我們要通過大數(shù)據(jù)的利用，把裝置運(yùn)行中存在的問題找出來，把可能發(fā)生的風(fēng)險找出來，把多年積累的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提煉出來，將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行共享、分析，提升預(yù)知預(yù)判水平。”2015年11月9日，茂名石化月度工作會提出要求。
為了充分利用大數(shù)據(jù)引導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營，茂名石化首先夯實(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集自動化、生產(chǎn)現(xiàn)場可視化和生產(chǎn)操作智能化等基礎(chǔ)工作，結(jié)合調(diào)度指揮、計劃生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化、應(yīng)急指揮等功能建設(shè)和集成應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)公司生產(chǎn)管控一體化，全面提升企業(yè)生產(chǎn)過程的深度優(yōu)化能力。
由于建廠早，茂名石化的基礎(chǔ)儀表設(shè)施較薄弱，數(shù)據(jù)自動采集率偏低。公司把改善基礎(chǔ)儀表設(shè)施作為前期的重點(diǎn)工作，在油品質(zhì)量升級改擴(kuò)建工程完成后，新增17套DCS裝置13000多個生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，同時，采用國產(chǎn)軟件ESP-iSYS系統(tǒng)搭建了10萬點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，滿足了生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用需求。目前，公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集率達(dá)到99％以上。
公司對視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，將原有的分散式控制改造為集中管理、集中控制、集中存儲的統(tǒng)一模式。目前有工業(yè)視頻監(jiān)控點(diǎn)950多路，覆蓋公司各生產(chǎn)裝置、罐區(qū)、廠區(qū)道路、門崗、港口碼頭、鐵路等區(qū)域的重點(diǎn)部位和關(guān)鍵點(diǎn)。茂名石化開展智能化管線系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)，建立先進(jìn)的二、三維GIS可視化平臺，開發(fā)可視化的管線智能巡線功能，開發(fā)高程、三維模擬、泄漏計算等事故模擬應(yīng)急功能。管線巡線系統(tǒng)采用GPS、GIS、移動通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長輸管線、地上管廊管線、重點(diǎn)區(qū)域的智能化巡查管理。
先進(jìn)控制技術(shù)（APC）能夠大幅提高生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。2014年4套裝置投用APC，2015年又啟動11套生產(chǎn)裝置的APC建設(shè)，投用后公司主要生產(chǎn)裝置APC覆蓋率將達(dá)89％。裂解爐先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)投用后,裂解深度、產(chǎn)物分布得到有效控制,利用乙烯在線優(yōu)化對裂解爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化,并通過先進(jìn)控制器實(shí)現(xiàn)控制優(yōu)化,使每噸原料生成物的價值增加，效益可觀。
工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在茂名石化的生產(chǎn)裝置得到初步應(yīng)用。連續(xù)重整裝置提高汽油收率通常只有調(diào)整原料結(jié)構(gòu)和優(yōu)化重整單元操作參數(shù)兩種，運(yùn)用大數(shù)據(jù)方法進(jìn)行相關(guān)性分析，挖掘出傳統(tǒng)方法之外可提高汽油收率的潛在因素，可有效提高裝置效益，并形成大數(shù)據(jù)分析在煉化企業(yè)應(yīng)用方法論。
“現(xiàn)在，通過智能化建設(shè)，設(shè)備管理正在逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全生命周期規(guī)范管理、實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修模式的設(shè)備可靠性管理。”公司首席設(shè)備專家吳尚兵深切地感受到智能化帶來的變化。
茂名石化選擇苯乙烯裝置作為試點(diǎn)裝置，進(jìn)行工程級數(shù)據(jù)模型搭建，開展三維檢維修管理、設(shè)備專業(yè)管理、設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備運(yùn)維培訓(xùn)管理等多項智能化應(yīng)用的試點(diǎn)。目前，建模工作已完成，三維平臺上線投用。
智能管理護(hù)航安全環(huán)保
“外操，請將巡檢現(xiàn)場異常信息傳送到總控室；內(nèi)操，收到信息請馬上判斷，及時反饋給外操人員。”在煉油分部聯(lián)合五車間，班長正在呼叫外操和內(nèi)操，安排著工作。
茂名石化完成操作管理擴(kuò)大試點(diǎn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)外操巡檢數(shù)字化和內(nèi)操巡檢自動化。煉油化工內(nèi)操巡檢配置56套主裝置的2000余項指標(biāo)、交接班日志模板167套；投用191套外操巡檢儀，配置現(xiàn)場巡檢點(diǎn)與系統(tǒng)巡檢點(diǎn)1121對，實(shí)現(xiàn)外操巡檢的到點(diǎn)、到位和巡檢內(nèi)容執(zhí)行的監(jiān)控，提升巡檢質(zhì)量。
通過一年多的建設(shè)和完善，茂名石化構(gòu)建了總部、茂名應(yīng)急指揮中心、現(xiàn)場指揮部（應(yīng)急指揮車）三級一體化應(yīng)急平臺，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、總部和現(xiàn)場的“信息互通、數(shù)據(jù)同步、快速接警、綜合研判、科學(xué)決策、聯(lián)動指揮”，提高了公司應(yīng)急處置協(xié)同作戰(zhàn)能力。現(xiàn)在，公司應(yīng)急指揮中心實(shí)現(xiàn)了調(diào)度電話、應(yīng)急電話、對講機(jī)、單兵和應(yīng)急指揮車的融合通信，構(gòu)建了移動視頻接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場隨時隨地與指揮中心的音視頻雙向互通，達(dá)到信息交互的完整和準(zhǔn)確。
為了加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場的污染排放風(fēng)險監(jiān)測監(jiān)控、職業(yè)危害場所的過程管控，以及關(guān)鍵裝置的風(fēng)險管控，茂名石化進(jìn)一步提升HSE施工作業(yè)過程風(fēng)險管控功能，提升HSE污染排放風(fēng)險監(jiān)控功能，對企業(yè)污染排放點(diǎn)、廠際排放點(diǎn)、裝置排放點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)控與報警提示，提高HSE管理的智能化水平。
“咦，這個施工單位今天報的人數(shù)是3000多人，可是檢修平臺上怎么顯示只有2000多人？”在2015年化工2系列大修南分區(qū)協(xié)調(diào)會上，化工分部機(jī)動處處長黃斌正在做統(tǒng)籌匯報。為了有效控制施工單位入場人數(shù)，確保每套裝置有充足的施工力量，本次大修對施工人員采用了電子雙證管理。
電子雙證管理的刷卡端與茂名石化門戶主頁上的檢修管理平臺相聯(lián)通，檢修管理平臺對雙證管理的刷卡情況進(jìn)行實(shí)時跟蹤，化工分部每天根據(jù)檢修管理平臺上顯示的數(shù)值對施工單位實(shí)到人力與統(tǒng)籌進(jìn)度所需人力進(jìn)行統(tǒng)計對比，及時督促施工單位增派人力、合理調(diào)整工種結(jié)構(gòu)，確保滿足各裝置檢修需要。
檢修管理平臺還給各裝置清點(diǎn)施工人數(shù)提供了便利，有效防止施工人員在不同裝置之間隨意流動作業(yè)，使各裝置施工人員相對固定，既保證了人力又提高了施工安全系數(shù)。
能源管理打造資源節(jié)約型企業(yè)
茂名石化化工區(qū)利用蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，減少外購電量，優(yōu)化后，每小時外購電網(wǎng)電量減少9.7千瓦時。這是該公司加強(qiáng)能源智能化管理的又一成果。
茂名石化推進(jìn)能源管理系統(tǒng)建設(shè)，建成了能源管理中心，實(shí)現(xiàn)能源全過程數(shù)字化。系統(tǒng)模型涉及主要車間24個、裝置67套，能源節(jié)點(diǎn)1760個、測量點(diǎn)2842個，能源管理系統(tǒng)固化20個標(biāo)準(zhǔn)流程，系統(tǒng)覆蓋15類主數(shù)據(jù)，為企業(yè)節(jié)能減排提供堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
公司還建設(shè)覆蓋能源供應(yīng)、生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、消耗全過程的全廠能量平衡優(yōu)化模型,成功實(shí)現(xiàn)熱電分部3個熱電站的8臺鍋爐、6臺汽輪機(jī)等設(shè)備的動力系統(tǒng)燃料、設(shè)備負(fù)荷、動力生產(chǎn)的在線優(yōu)化。同時，建立蒸汽管網(wǎng)智能化管理平臺，實(shí)現(xiàn)對蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行管理。煉油區(qū)利用蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，采取措施調(diào)整3臺汽輪機(jī)抽汽，增加其凝汽量和總發(fā)電量，相應(yīng)減少了外購電量。同時，將3號鍋爐產(chǎn)汽減少到最小值，降低了運(yùn)行成本。
“我們將在兩化融合體系的指導(dǎo)下，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)為核心，持續(xù)推動智能工廠建設(shè)，加強(qiáng)智能工廠的頂層設(shè)計，全面推進(jìn)智能工廠各業(yè)務(wù)領(lǐng)域建設(shè)，進(jìn)一步推動企業(yè)管理和運(yùn)營模式、管控方式的變革，讓智能夢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。”茂名石化信息中心主任梁堅說。
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□ 本刊記者 鐘大海 張亞培
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□ 本刊記者 鐘大海 張亞培
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2015年10月4日，一場超級臺風(fēng)“彩虹”橫掃粵西地區(qū)，最大風(fēng)力超過15級。盡管臺風(fēng)很瘋狂，但茂名石化卻“巋然不動”，實(shí)現(xiàn)了安全環(huán)保生產(chǎn)。
這一切都源于茂名石化智能化的應(yīng)急指揮中心。
茂名石化智能工廠建設(shè)起步于2012年，2013年1月被確定為中國石化智能工廠試點(diǎn)企業(yè)。該公司利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、移動應(yīng)用等新技術(shù)，打造世界一流煉化一體化企業(yè)的信息化平臺，實(shí)現(xiàn)卓越的運(yùn)營、管控能力和精細(xì)化管理。經(jīng)過3年建設(shè)，公司智能工廠初見成效，提高了安全環(huán)保、節(jié)能減排、降本增效、綠色低碳水平，促進(jìn)了勞動效率和生產(chǎn)效益。
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“我們要通過大數(shù)據(jù)的利用，把裝置運(yùn)行中存在的問題找出來，把可能發(fā)生的風(fēng)險找出來，把多年積累的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)提煉出來，將設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行共享、分析，提升預(yù)知預(yù)判水平。”2015年11月9日，茂名石化月度工作會提出要求。
為了充分利用大數(shù)據(jù)引導(dǎo)生產(chǎn)經(jīng)營，茂名石化首先夯實(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集自動化、生產(chǎn)現(xiàn)場可視化和生產(chǎn)操作智能化等基礎(chǔ)工作，結(jié)合調(diào)度指揮、計劃生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化、應(yīng)急指揮等功能建設(shè)和集成應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)公司生產(chǎn)管控一體化，全面提升企業(yè)生產(chǎn)過程的深度優(yōu)化能力。
由于建廠早，茂名石化的基礎(chǔ)儀表設(shè)施較薄弱，數(shù)據(jù)自動采集率偏低。公司把改善基礎(chǔ)儀表設(shè)施作為前期的重點(diǎn)工作，在油品質(zhì)量升級改擴(kuò)建工程完成后，新增17套DCS裝置13000多個生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)采集點(diǎn)，同時，采用國產(chǎn)軟件ESP-iSYS系統(tǒng)搭建了10萬點(diǎn)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，滿足了生產(chǎn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集和應(yīng)用需求。目前，公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)采集率達(dá)到99％以上。
公司對視頻監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一規(guī)劃，將原有的分散式控制改造為集中管理、集中控制、集中存儲的統(tǒng)一模式。目前有工業(yè)視頻監(jiān)控點(diǎn)950多路，覆蓋公司各生產(chǎn)裝置、罐區(qū)、廠區(qū)道路、門崗、港口碼頭、鐵路等區(qū)域的重點(diǎn)部位和關(guān)鍵點(diǎn)。茂名石化開展智能化管線系統(tǒng)試點(diǎn)建設(shè)，建立先進(jìn)的二、三維GIS可視化平臺，開發(fā)可視化的管線智能巡線功能，開發(fā)高程、三維模擬、泄漏計算等事故模擬應(yīng)急功能。管線巡線系統(tǒng)采用GPS、GIS、移動通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)長輸管線、地上管廊管線、重點(diǎn)區(qū)域的智能化巡查管理。
先進(jìn)控制技術(shù)（APC）能夠大幅提高生產(chǎn)裝置運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增效。2014年4套裝置投用APC，2015年又啟動11套生產(chǎn)裝置的APC建設(shè)，投用后公司主要生產(chǎn)裝置APC覆蓋率將達(dá)89％。裂解爐先進(jìn)控制與優(yōu)化系統(tǒng)投用后,裂解深度、產(chǎn)物分布得到有效控制,利用乙烯在線優(yōu)化對裂解爐運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行模擬優(yōu)化,并通過先進(jìn)控制器實(shí)現(xiàn)控制優(yōu)化,使每噸原料生成物的價值增加，效益可觀。
工業(yè)大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在茂名石化的生產(chǎn)裝置得到初步應(yīng)用。連續(xù)重整裝置提高汽油收率通常只有調(diào)整原料結(jié)構(gòu)和優(yōu)化重整單元操作參數(shù)兩種，運(yùn)用大數(shù)據(jù)方法進(jìn)行相關(guān)性分析，挖掘出傳統(tǒng)方法之外可提高汽油收率的潛在因素，可有效提高裝置效益，并形成大數(shù)據(jù)分析在煉化企業(yè)應(yīng)用方法論。
“現(xiàn)在，通過智能化建設(shè)，設(shè)備管理正在逐步實(shí)現(xiàn)設(shè)備的全生命周期規(guī)范管理、實(shí)現(xiàn)預(yù)知維修模式的設(shè)備可靠性管理。”公司首席設(shè)備專家吳尚兵深切地感受到智能化帶來的變化。
茂名石化選擇苯乙烯裝置作為試點(diǎn)裝置，進(jìn)行工程級數(shù)據(jù)模型搭建，開展三維檢維修管理、設(shè)備專業(yè)管理、設(shè)備運(yùn)行管理、設(shè)備運(yùn)維培訓(xùn)管理等多項智能化應(yīng)用的試點(diǎn)。目前，建模工作已完成，三維平臺上線投用。
智能管理護(hù)航安全環(huán)保
“外操，請將巡檢現(xiàn)場異常信息傳送到總控室；內(nèi)操，收到信息請馬上判斷，及時反饋給外操人員。”在煉油分部聯(lián)合五車間，班長正在呼叫外操和內(nèi)操，安排著工作。
茂名石化完成操作管理擴(kuò)大試點(diǎn)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)外操巡檢數(shù)字化和內(nèi)操巡檢自動化。煉油化工內(nèi)操巡檢配置56套主裝置的2000余項指標(biāo)、交接班日志模板167套；投用191套外操巡檢儀，配置現(xiàn)場巡檢點(diǎn)與系統(tǒng)巡檢點(diǎn)1121對，實(shí)現(xiàn)外操巡檢的到點(diǎn)、到位和巡檢內(nèi)容執(zhí)行的監(jiān)控，提升巡檢質(zhì)量。
通過一年多的建設(shè)和完善，茂名石化構(gòu)建了總部、茂名應(yīng)急指揮中心、現(xiàn)場指揮部（應(yīng)急指揮車）三級一體化應(yīng)急平臺，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、總部和現(xiàn)場的“信息互通、數(shù)據(jù)同步、快速接警、綜合研判、科學(xué)決策、聯(lián)動指揮”，提高了公司應(yīng)急處置協(xié)同作戰(zhàn)能力。現(xiàn)在，公司應(yīng)急指揮中心實(shí)現(xiàn)了調(diào)度電話、應(yīng)急電話、對講機(jī)、單兵和應(yīng)急指揮車的融合通信，構(gòu)建了移動視頻接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場隨時隨地與指揮中心的音視頻雙向互通，達(dá)到信息交互的完整和準(zhǔn)確。
為了加強(qiáng)生產(chǎn)現(xiàn)場的污染排放風(fēng)險監(jiān)測監(jiān)控、職業(yè)危害場所的過程管控，以及關(guān)鍵裝置的風(fēng)險管控，茂名石化進(jìn)一步提升HSE施工作業(yè)過程風(fēng)險管控功能，提升HSE污染排放風(fēng)險監(jiān)控功能，對企業(yè)污染排放點(diǎn)、廠際排放點(diǎn)、裝置排放點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位監(jiān)控與報警提示，提高HSE管理的智能化水平。
“咦，這個施工單位今天報的人數(shù)是3000多人，可是檢修平臺上怎么顯示只有2000多人？”在2015年化工2系列大修南分區(qū)協(xié)調(diào)會上，化工分部機(jī)動處處長黃斌正在做統(tǒng)籌匯報。為了有效控制施工單位入場人數(shù)，確保每套裝置有充足的施工力量，本次大修對施工人員采用了電子雙證管理。
電子雙證管理的刷卡端與茂名石化門戶主頁上的檢修管理平臺相聯(lián)通，檢修管理平臺對雙證管理的刷卡情況進(jìn)行實(shí)時跟蹤，化工分部每天根據(jù)檢修管理平臺上顯示的數(shù)值對施工單位實(shí)到人力與統(tǒng)籌進(jìn)度所需人力進(jìn)行統(tǒng)計對比，及時督促施工單位增派人力、合理調(diào)整工種結(jié)構(gòu)，確保滿足各裝置檢修需要。
檢修管理平臺還給各裝置清點(diǎn)施工人數(shù)提供了便利，有效防止施工人員在不同裝置之間隨意流動作業(yè)，使各裝置施工人員相對固定，既保證了人力又提高了施工安全系數(shù)。
能源管理打造資源節(jié)約型企業(yè)
茂名石化化工區(qū)利用蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，減少外購電量，優(yōu)化后，每小時外購電網(wǎng)電量減少9.7千瓦時。這是該公司加強(qiáng)能源智能化管理的又一成果。
茂名石化推進(jìn)能源管理系統(tǒng)建設(shè)，建成了能源管理中心，實(shí)現(xiàn)能源全過程數(shù)字化。系統(tǒng)模型涉及主要車間24個、裝置67套，能源節(jié)點(diǎn)1760個、測量點(diǎn)2842個，能源管理系統(tǒng)固化20個標(biāo)準(zhǔn)流程，系統(tǒng)覆蓋15類主數(shù)據(jù)，為企業(yè)節(jié)能減排提供堅實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
公司還建設(shè)覆蓋能源供應(yīng)、生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、消耗全過程的全廠能量平衡優(yōu)化模型,成功實(shí)現(xiàn)熱電分部3個熱電站的8臺鍋爐、6臺汽輪機(jī)等設(shè)備的動力系統(tǒng)燃料、設(shè)備負(fù)荷、動力生產(chǎn)的在線優(yōu)化。同時，建立蒸汽管網(wǎng)智能化管理平臺，實(shí)現(xiàn)對蒸汽管網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行管理。煉油區(qū)利用蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化，采取措施調(diào)整3臺汽輪機(jī)抽汽，增加其凝汽量和總發(fā)電量，相應(yīng)減少了外購電量。同時，將3號鍋爐產(chǎn)汽減少到最小值，降低了運(yùn)行成本。
“我們將在兩化融合體系的指導(dǎo)下，以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)為核心，持續(xù)推動智能工廠建設(shè)，加強(qiáng)智能工廠的頂層設(shè)計，全面推進(jìn)智能工廠各業(yè)務(wù)領(lǐng)域建設(shè)，進(jìn)一步推動企業(yè)管理和運(yùn)營模式、管控方式的變革，讓智能夢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。”茂名石化信息中心主任梁堅說。
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