建設智能工廠 激發提質增效新動能

□ 本刊記者 宋玉春 龍泰良 周一兵 王群偉 通訊員 卞江岐 劉麗婷

從新概念到新常態，“智能化”在過去的5年中已經逐步滲透到企業生產經營的各環節。

天津石化煉油部聯合八車間員工在調整裝置操作。張輝 攝

3月16日，茂名石化正式啟動ESP-iSYS實時數據庫系統推廣應用項目，這個項目預計9月上線運行。屆時，該公司目前多套分散的數采系統將完成整合，數據庫點數容量由10萬點擴容到20萬點，實現生產工藝全流程動態監測、歷史趨勢顯示、自定義報表、LIMS 數據集成、報警信息管理等功能，形成較為完備的企業生產數據平臺。這是茂名石化智能工廠建設的一項新進展。

目前，以“創新”和“智能”為引領，積極培育發展新動能，推進中國“制造”向“智造”轉變已經成為中國經濟發展方向，推進智能制造、綠色生產，是石化企業實現提質增效、轉型升級的必由之路。2013年，中國石化選擇鎮海煉化、茂名石化、燕山石化和九江石化4家企業作為首批智能工廠試點企業，經過5年的建設，4家企業初步形成了數字化、網絡化、智能化的生產運營模式，提升了企業系統優化和分析預測能力，促進了企業提質增效和內涵發展。

打造生產優化智能平臺 實現經濟效益最佳

生產運行是煉廠的主要價值鏈，也是智能工廠建設的主戰場，智能化能夠消除生產運行中的低效環節。“智能化”在過去的5年中已經逐步滲透到企業生產經營的各環節，生產優化智能平臺的建設運用，最大限度提升了生產經營的準度、精度和效率。

生產組織以調度為中心，鎮海煉化生產執行系統分為調度指令模塊，物料模塊、能源模塊。通過指令線上管理、一鍵下達、量值反饋，指令效率提高15%，調度日報編制從1小時變成10分鐘。通過生產技術月報結構化編制、工藝卡片指標實時數據與月報、臺賬監控統計的自動關聯等，促進工藝管理更加規范和高效，同時有效件減少技術人員工作量，編制時間由8小時縮短到2小時，解放了技術人員的案頭工作，從而將更多的精力投入現場管理中去。

4月2日，鎮海煉化在線分析儀監控管理模塊進入試運行階段。該模塊主要包括工藝監控管理、設備運維管理、業務管理等功能。鎮海煉化現已陸續建成15套裝置APC并正常投用。2017年，鎮海煉化生產經營優化團隊利用RSIM、SPYRO、Aspen等軟件優化測算，為公司優化原料、優化生產運行、解決生產問題提供了技術支持。全年利用各類軟件共測算單裝置模型優化案例108項，創效3553萬元。

茂名石化生產計劃協同優化平臺主要集成了金凱訊、ERP等多個系統，是茂名石化生產優化智能平臺的一部分。2017年8月，茂名石化建立了日優化模型，初步實現優化指令的量化和從指令下發到執行反饋的自動評價，做到“日平衡、日調整，日優化、日提升”。近一年來，通過日優化平臺開展的105項專項優化，為企業增效9066萬元。

除了日優化平臺系統的廣泛應用，茂名石化還應用先進控制技術（APC）提高生產裝置運行平穩性和安全性，實現裝置關鍵參數的“卡邊”操作，降本增效。近一年來，茂名石化11套生產裝置APC相繼投用，主要生產裝置APC覆蓋率達到89%，累計信息化優化增效10.95億元，裂解裝置APC利用在線SPYRO對裂解爐的裂解深度進行模擬計算，獲得最優的運行參數，通過先進控制器對COT控制回路控制優化，裂解深度、產物分布得到有效控制，年可增加效益4194萬元。

燕山石化結合企業具體實際，堅持“需求驅動，業務主導”，重點突出效率和效益，積極推進智能工廠建設。目前，公司智能工廠建設著重于乙烯工廠和煉油一廠的全業務、全范圍的智能化。通過生產過程的全自動感知、全過程優化，已經初步實現全工廠的無人駕駛操作，以及計劃、生產、安全、環保等全業務的智能化運行。在生產優化方面，2013年乙烯工廠同步應用實時優化（RTO）技術和先進過程控制（APC）系統。APC系統根據原料情況，自動將裝置總處理量推向最大；RTO技術在每個生產周期內，計算出一套優化的控制參數，并進行實時調整，最終實現以效益為核心的閉環優化運行，使乙烯和丙烯收率大幅提高，平均年創效2500萬元。2010年，煉油一廠全廠APC與核磁共振（NMR）在線分析儀實現集成應用，自動將航煤抽出推向最大化，平均年創效4000萬元。

全流程優化平臺是九江石化以經濟效益最大化為目標，自主開發的面向數字化、網絡化、智能化制造的核心平臺，它通過中央數據庫（ODS）與LIMS、SMES、ERP等系統共享數據，提升PIMS、RSIM和ORION一體化聯動優化功效，實現閉環管理。2013年，全流程優化平臺在國內同行中首次上線運行后，九江石化充分發揮其作用，深入開展資源配置優化、加工路線比選、單裝置優化等工作，不僅實現了月計劃—周調度—日平衡的雙閉環管理，提升了煉油全流程優化的準確性和敏捷性，而且最大限度提升了企業的經濟效益。

打造安全管控智能平臺 保障生產穩定運行

安全是石化生產不可忽視的組成部分，智能技術在保障化工行業安全方面發揮日益重要的作用。這4家企業利用大數據分析和挖掘來解決生產、運維中的深層次問題，構建安全管控智能平臺，實現了安全生產智能管理。

九江石化員工對現場儀表進行維護。王群偉 攝

2017年5月，中國石化首家試點工程建設管理信息系統，在鎮海煉化通過了專家審核。該系統實現了工程項目從立項、采購、施工、驗收的項目建設全過程管控，填補了工程建設領域信息化的空白。在POX裝置建設現場，承包商人員通過手機簽到進入工地，每臺工機具上也都有一個二維碼，檢查人員只要掃描二維碼就可以獲取工機具的具體信息和實物圖片。智能化的手段進一步加強了施工現場的人機具管理，保證進場人機具全部處于受控狀態，基于移動端提升現場質量問題整改、閉環處理，使安全質量問題從結果性管理變為過程管理。

鎮海煉化還建設投用了電氣集控中心，通過遙信、遙視、遙測等智能化手段，對200多座變配電所和全公司電網進行實時監控，實現了智能“五防”、智能故障分析，可有效防止誤操作，保障電力系統安全可靠運行；“就地+集中”值班方式的改進，使夜間值班人數由21人減少為13人。建立了統一的設備監控平臺，及時掌握58臺大機組的運行狀態，大大提升對現場設備的在線監控水平。

2017年11月，鎮海煉化重整裝置現場開出了首張“電子火票”，標志著作業票證管理邁入電子化時代。2017年12月，承包商屬地安全教育首次實現移動終端大批量在線培訓、移動考試、自動閱卷，緩解今年大修2萬多名外來施工人員的安全考試壓力。2018年4月4G無線網絡投入試運行并開展施工過程安全作業票證簽發、小神探智能巡檢等試點應用，通過移動應用實現各個專業現場管理下沉，提高安全管控水平和現場作業效率。

茂名石化以全面提升安全風險防控和應急處置能力為目標，致力打造安全環保管控智能平臺，創建生產現場管理可視化系統，實現風險實時監控及預警，促進安穩生產。針對擁有數百公里長、沿途環境復雜輸油管道的實際，該公司通過建成地理坐標、管線和周邊環境信息、視頻監控、三維應用、智能巡檢為一體的智能管線管理平臺，使長輸管線安全管控由單一的參數監控轉變為全景三維立體監控，油氣長輸管線安全管控能力大幅提升。近年來，他們還以此平臺為依托，積極推進現場施工作業視頻監控，不斷推動“增強感知能力”的視頻監控系統升級，先后將分散的1300多路工業視頻監控點集成到統一系統集中管控，投用6套移動無線4G視頻監控、2套廠區全景高點視頻設備，對所有現場作業區實施實時監控，不僅能第一時間發現和處置問題，還使作業人員增強了自律性。

燕山石化在乙烯廠和煉油一廠建成了操作報警智能管理系統，可以智能分析出主要報警、無效報警及形成原因，使生產裝置的報警數下降93%；發現異常工況與快速問題分析系統，實現了對生產過程風險的動態監測、評估和管控，降低了人為操作的失誤率。加上智能巡檢、工藝過程的能源優化等，使兩個工廠初步實現全業務、全范圍的智能化。

近日，燕山石化自主研發的火災智能識別系統實測成功。這是該公司在工業視頻智能分析領域取得的新成就，對該公司智能工廠建設在大數據與視頻應用方面具有里程碑式意義。該系統是以大數據分析為基礎，運用專利技術，通過實時采集數千路視頻攝像數據，第一時間智能識別火災及火前煙霧，精準定位火災地點并發出聲光報警。不僅為火災應急救援爭取了寶貴時間，還因為無須人工盯屏，從而有效避免了傳統的工業視頻人工巡檢工作的疏漏和延遲應急等問題。

走進九江石化生產管控中心，猶如置身航天發射中心，成為許多人對九江石化智能工廠的第一印象。作為智能工廠神經中樞，這里集中集成了經營優化、生產指揮、工藝操作、運行管理、專業支持、應急保障“六位一體”的功能定位，同時建立環保實時監控和應急指揮平臺，集HSE管理、環保數據實時監測、119接處警、各類可燃有毒有害氣體實時聯網及視頻監控聯動、應急指揮等系統于一體，1968個有毒有害及可燃氣體報警、4048個火災報警點、1299個視頻監控攝像頭統一管理、實時聯動，應用達到國際先進水平；生產過程實時感知能力全面提升，2萬余個實時數據采集點，使得主要裝置自動化控制率、數據采集率達95%，各類溫度、壓力、流量監測（計量）儀表實時聯網，覆蓋率100%。實現由單裝置操作向系統化操作、管控分離向管控一體的轉變，大幅提升了企業的生產運營管控水平。

打造節能減排智能平臺 促進綠色低碳生產

石化行業要實現綠色低碳生產，石化裝備的智能化是基礎。各企業積極利用智能技術和智能裝備打造節能減排智能平臺，使企業的綠色低碳生產邁上新臺階。

茂名石化建立了環保風險預測預警信息化體系，積極應用物聯網、三維模型和地理信息技術，對全廠污染排放點進行實時動態監控和預警，保證了“三廢”達標排放。他們還通過建立LDAR系統，全面開展密封點監測和漏點修復工作，近一年來，VOCs（揮發性有機物）綜合減排28噸，提高了環保防控能力。該公司連續三年在廣東省重點污染源環境保護信用評級中掛綠牌。在此基礎上，茂名石化還建立了全廠能量平衡、蒸汽管網等優化模型，確保能源系統實現最優運行。通過利用MES系統，結合生產實際，實現了對系統物料包括氫氣、瓦斯、酸性氣等生產數據的精確統計和情況跟蹤。如對氫氣管網，通過MES系統將不同氫氣壓力拆分為低壓氫氣、高中壓氫氣兩個等級，建立了管網平衡模型，有效跟蹤了各等級氫氣的產耗、互串情況。今年以來，他們還應用能源數字化管理體系，有效降低了原油加工損失率，今年1～5月，茂名石化原油加工損失率達到0.335%的歷史同期最好水平，相當于減少原油損耗近10萬噸。

燕山石化建成了環境在線與智能分析平臺，實時監控現場水、大氣、煙氣等環境數據，實時集成VOCs，LDAR（泄漏檢測與修復）等動態信息，實時預警，實時報告，是集自動采集、可視化監控、環保地圖及污染物自動溯源于一體的環保管理平臺。該平臺不僅將工廠內的環境數據實時對社會公布，而且充分通過數據分析溯源，有針對性地驅動環境治理。該平臺的自動集成技術擁有自主知識產權，很受現場職工歡迎。在燕山石化安全生產指揮中心，環保場景通過燕山石化環境在線與智能分析平臺，能夠展示國控源數據（污染源煙氣在線自動監測實時數據）、空氣質量數據、VOCs網格化管理、LADR管理、臭氧、廢水管理、氣相檢測等信息。

2018年5月，鎮海煉化儲運部分儲罐VOCs治理項目“一罐一線一爐”按期順利完成開車投用。儲運部分儲罐VOCs治理項目是鎮海煉化一項重要的“碧水藍天”環保工程，總投資4800萬元。通過“柴油吸收+蓄熱氧化”工藝，對儲罐內廢氣進行密閉回收集中處理，非甲烷總烴等處理率超過97%。同步投用的VOCs在線監測系統能夠將廢棄排放口的數據同步傳輸到網上，向社會實時公示。目前鎮海煉化已有包括VOCs、氮氧化物、二氧化硫等29套在線監測的外排口環保數據及廠界環境數據實時向社會公示。

2014年，九江石化率先在石化行業開發投用“環保地圖”（智能HSE環境監測系統），把分布在全廠各處的在線環保監測儀表集中集成、統一管理，強化預警功能，實現了環保管理的可視化、智能化和一體化。環保地圖如同管理人員的眼睛，每天實時監控環保數據，自動把關鍵環保數據生成環保日報，以短信形式發送給公司領導及相關管理人員；一旦有異常，系統提前預警，第一時間自動將數據以短信發送至九江石化負責人及相關人員手機，使各管理層級能夠及時掌握污染物及其相關生產信息的變化，形成整體最優調整指令或決策，并在1小時內查清原因、排除問題，大大提升了環保管理效率，促進外排達標污水COD、氨氮指標達到業內領先水平。