扁旭濤

[中圖分類號(hào)] F49;F424

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]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(guó)制造工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略在我國(guó)總體經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)中占據(jù)核心位置，是強(qiáng)國(guó)之利器。因此，電根據(jù)全球同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中的共同底線，設(shè)置了與其相關(guān)的質(zhì)量體系管理標(biāo)準(zhǔn)，如2018年版本的《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》中，就提出了智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)與完善的問題，而且將其標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)發(fā)置到了設(shè)計(jì)、交付、生產(chǎn)、集成優(yōu)化等具體層而。

1 智能工廠內(nèi)涵解析

與傳統(tǒng)化工廠相比，智能工廠作為一種理論模式、工廠形態(tài)、應(yīng)用技術(shù)，轉(zhuǎn)換應(yīng)用到化工工廠后，就后發(fā)生本質(zhì)性的變化。從內(nèi)涵方而分析，智能工廠在其應(yīng)用中才能顯示其內(nèi)在意蘊(yùn)。

如在化工工廠中的應(yīng)用，智能工廠就可以在其新建的產(chǎn)品生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈上，針對(duì)其產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、材料運(yùn)輸環(huán)節(jié)、生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)、市場(chǎng)營(yíng)銷環(huán)節(jié)、訂單處理環(huán)節(jié)、產(chǎn)品售后服務(wù)環(huán)節(jié)實(shí)施智能化改造，一方而，使整個(gè)生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條上的各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)智能化，如局部分工環(huán)節(jié)的自動(dòng)化設(shè)備應(yīng)用等。另一方而，可以在整體上通過(guò)傳感器、執(zhí)行器之類的信息采集設(shè)備，將化工工廠數(shù)據(jù)管理中心和各類生產(chǎn)制造中的設(shè)施設(shè)備全而連接，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)針對(duì)生產(chǎn)制造各項(xiàng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、快速處理、有效整理、科學(xué)分析、預(yù)測(cè)結(jié)果分布分發(fā)，從而在協(xié)調(diào)各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的同時(shí)，產(chǎn)生較人的協(xié)同效應(yīng)，最終實(shí)現(xiàn)整體上的全要素生產(chǎn)率提升目標(biāo)。

另外，當(dāng)前智能工廠在化工工廠中的試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)也表明，可以根據(jù)智能工廠提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)一步為化工廠項(xiàng)目立項(xiàng)、經(jīng)營(yíng)模式優(yōu)化、資源優(yōu)化配置提供更為精準(zhǔn)的參考依據(jù)，確保其資金、人力、技術(shù)等各項(xiàng)資源的有效配置，并在此基礎(chǔ)上逐漸增強(qiáng)其工業(yè)設(shè)計(jì)能力，在同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中獲取質(zhì)量體系管理標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)等。

2 智能工廠在化工工廠的應(yīng)用分析

2.1 應(yīng)用框架

當(dāng)前化工廠中的智能工廠應(yīng)用具有多元化路徑，但是都是通過(guò)設(shè)計(jì)總體應(yīng)用框架進(jìn)行操作。比如，首先區(qū)分出智能工廠主要特征，結(jié)合化工廠生產(chǎn)制造內(nèi)容。將其劃分為生產(chǎn)需求分析、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品交付四人板塊。

比如，在生產(chǎn)需求分析業(yè)務(wù)板塊，按照研制需求和概念設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)化工的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)板塊，按照實(shí)際的生產(chǎn)需求分析后制定的設(shè)計(jì)思路，按照“總體設(shè)計(jì)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)”做好模型后，運(yùn)用智能試生產(chǎn)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，若根據(jù)系統(tǒng)已經(jīng)存儲(chǔ)的范例比較后，系統(tǒng)認(rèn)為其符合要求，那么就可以選擇是，并進(jìn)入產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在該環(huán)節(jié)中主要以生產(chǎn)制造為土，其中包括了智能裝配、產(chǎn)品智能加工、數(shù)字工藝設(shè)計(jì)等工藝路線，并且，通過(guò)外協(xié)外購(gòu)將其連接起來(lái)，進(jìn)而使其能夠轉(zhuǎn)向智能批量生產(chǎn)環(huán)節(jié)。在完成產(chǎn)品生產(chǎn)制造后，可以直接進(jìn)入到訂單處理和產(chǎn)品交付及售后服務(wù)，由此完成整個(gè)智能化生產(chǎn)制造。

2.2 主要內(nèi)容

從土要內(nèi)容方而分析，智能工廠在化工工廠中的應(yīng)用過(guò)程中，土要構(gòu)建了4個(gè)智能網(wǎng)絡(luò)層次，實(shí)現(xiàn)了化工產(chǎn)品生產(chǎn)制造全產(chǎn)業(yè)鏈條上的智能化實(shí)踐。目前來(lái)看，4人層次主要?jiǎng)澐譃榛A(chǔ)層、集成層、管理層、應(yīng)用層。

比如，以基礎(chǔ)層內(nèi)容為例，土要包括了化工廠的各類設(shè)備和各人系統(tǒng)，如在系統(tǒng)方而，就涵蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)、工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)、仿真軟件系統(tǒng)、試驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)、信息化系統(tǒng)、智能管控系統(tǒng);同時(shí)，在設(shè)備方而，將化工企業(yè)的所有設(shè)備進(jìn)行了傳感器連接，并且將其關(guān)聯(lián)到了集成層。具體而言，通過(guò)智能生產(chǎn)集成和協(xié)同研制集成就可以使安全儀表、生產(chǎn)線機(jī)組、儲(chǔ)運(yùn)自動(dòng)化、自動(dòng)潤(rùn)滑、設(shè)備狀態(tài)在線檢測(cè)、視頻監(jiān)控等，全面實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，并在完成數(shù)據(jù)獲取后將其存儲(chǔ)至實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，然后，將其關(guān)聯(lián)到關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，從而通過(guò)管理層實(shí)施生產(chǎn)計(jì)劃優(yōu)化、生產(chǎn)調(diào)度、能量管理、績(jī)效管理、物料移動(dòng)、設(shè)備管理、生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)驗(yàn)室信息管理等。最后，進(jìn)入應(yīng)用層，可以根據(jù)供應(yīng)鏈管理和客戶關(guān)系管理將其直接與數(shù)據(jù)分析部門協(xié)同起來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)平臺(tái)的全而綜合信息管理，進(jìn)而搭建起“生產(chǎn)運(yùn)行指揮系統(tǒng)+自動(dòng)化辦公+化工工廠數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)+其他系統(tǒng)”的新型智能化工工廠。目前一些化工工廠已經(jīng)按照智能工廠信息管理系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)的辦法，結(jié)合ERP系統(tǒng)設(shè)置了ERP+MES+BPCS+基礎(chǔ)設(shè)施基本架構(gòu)，通過(guò)應(yīng)用AVEVA集成甲臺(tái)，或者基于SmartPlant構(gòu)建自控甲臺(tái)，借助PID設(shè)計(jì)、AI設(shè)計(jì)、三維設(shè)計(jì)等技術(shù)，也基本實(shí)現(xiàn)了化工工廠的智能化。其中應(yīng)用的設(shè)計(jì)軟件土要包括了Smart3D、SmartPIantInstrument、SmartplantPID等。

需要注意的是，在化工工廠中應(yīng)用智能工廠是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程，也是一個(gè)系統(tǒng)工程，若要完全實(shí)現(xiàn)其智能化，仍然需要在當(dāng)前化工廠信息化管理?xiàng)l件下，做好各項(xiàng)設(shè)備改造工作與更新工作，同時(shí)按照生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條的環(huán)節(jié)設(shè)置，做好各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，比如，在當(dāng)前階段就需要根據(jù)已經(jīng)生成并進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)的化工工廠所有數(shù)據(jù)，進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、效率數(shù)據(jù)、核心數(shù)據(jù)方而的分類。同時(shí)，需要在整體上的智能化中心數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過(guò)程中，按照系統(tǒng)改革和配套性改革相結(jié)合的基本思路，通過(guò)自控專業(yè)、信息工程專業(yè)、電信專業(yè)、電氣專業(yè)、管道專業(yè)、設(shè)備專業(yè)、結(jié)構(gòu)專業(yè)，培養(yǎng)具有綜合素質(zhì)業(yè)務(wù)能力的人才，按照協(xié)同合作的方式，在各個(gè)層而完成化工工廠智能化改造與轉(zhuǎn)型升級(jí)，從而建立起與化工工場(chǎng)生產(chǎn)制造要素密切對(duì)應(yīng)的智能化管理系統(tǒng)。

3 智能工廠在化工工廠的應(yīng)用前景展望

3.1 從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度展望

從產(chǎn)業(yè)發(fā)展角度看，制造業(yè)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的“頂梁柱”，在金融體制全而深化改革和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略實(shí)施后，這種以制造業(yè)為主導(dǎo)的發(fā)展潮流已經(jīng)占據(jù)全球經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的風(fēng)口浪尖。同時(shí)，我國(guó)在總體經(jīng)濟(jì)體系建設(shè)框架引領(lǐng)下已經(jīng)將我國(guó)本土市場(chǎng)與國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)并軌，并且在產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)后擴(kuò)人了制造業(yè)比例，增強(qiáng)了制造業(yè)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方而的多元化趨向。所以，從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，智能工廠作為一種產(chǎn)業(yè)運(yùn)營(yíng)模式、產(chǎn)業(yè)升級(jí)技術(shù)、產(chǎn)業(yè)管理方法，在其未來(lái)的發(fā)展中具有不可估量的發(fā)展前景。

比如，在化工廠中的應(yīng)用，可以規(guī)避諸多風(fēng)險(xiǎn)因素，提高化工廠產(chǎn)品研發(fā)設(shè)計(jì)能力，并借助智能工廠使其在全球同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中，為自身獲取質(zhì)量體系管理標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)奠定條件。簡(jiǎn)單講，在全球化工業(yè)4.0改革潮流下，智能工廠在化工工廠中的應(yīng)用前景，滿足了其參與同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的需求。同時(shí)，在技術(shù)層而與生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)層而，可以逐步將我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)制造方而的能力，向全球市場(chǎng)進(jìn)行營(yíng)利性輸出。

再如，當(dāng)前我國(guó)的基建能力已經(jīng)在全球同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)占鰲頭，并且在東南亞市場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了高效應(yīng)用與可觀贏利。從化工工廠方而的智能工廠應(yīng)用前景看，在其后續(xù)的發(fā)展中，我國(guó)智能化工工廠建設(shè)過(guò)程中的技術(shù)就可以以知識(shí)產(chǎn)權(quán)的形式進(jìn)行打包銷售;同時(shí)，智能化工工廠也可以將整條智能生產(chǎn)線轉(zhuǎn)移到全球其它新興經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)等。如東南亞市場(chǎng)與非洲市場(chǎng)資源豐富，制造業(yè)相對(duì)落后，正與我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的合作發(fā)展處于蜜月期，此時(shí)就能夠在我國(guó)智能化工工廠建設(shè)產(chǎn)生成果后，將其打包銷售等。

3.2 從生產(chǎn)制造角度展望

從生產(chǎn)制造角度展望，化工工廠中的智能工廠方案實(shí)施后會(huì)產(chǎn)生較人積極影響。①通過(guò)對(duì)它的應(yīng)用，我國(guó)化工工廠中的各類風(fēng)險(xiǎn)會(huì)得到動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，并在其發(fā)生故障、風(fēng)險(xiǎn)、事故時(shí)，先開展智能化處理與救援，并同步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景中的應(yīng)急方案應(yīng)用，有利于保障其安全運(yùn)行。②在生產(chǎn)制造各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化將改變整個(gè)生產(chǎn)制造方式，由原來(lái)的人+機(jī)器生產(chǎn)制造，轉(zhuǎn)變成機(jī)器人生產(chǎn)制造，通過(guò)技術(shù)提升生產(chǎn)效率。③通過(guò)數(shù)據(jù)部門分析，一方而，在生產(chǎn)管理層而能夠完成生產(chǎn)制造全過(guò)程細(xì)致管理;另一方而，可以根據(jù)數(shù)據(jù)部門提供的數(shù)據(jù)分析結(jié)果，進(jìn)一步將其生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)鏈條進(jìn)行優(yōu)化，建立起訂單處理+材料運(yùn)輸+生產(chǎn)制造+售后服務(wù)的新型定制生產(chǎn)模式，進(jìn)而從根本上節(jié)約資源，擴(kuò)增其綜合產(chǎn)出后的效用生產(chǎn)效率。在此基礎(chǔ)上，未來(lái)也可以進(jìn)一步將智能化工工廠作為產(chǎn)品整體向全球市場(chǎng)轉(zhuǎn)移與輸出。

4 結(jié)束語(yǔ)

在工業(yè)4.0時(shí)代的改革浪潮推動(dòng)下，智能工廠已經(jīng)成為其改革中的典型發(fā)展類型。從當(dāng)前應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，智能工廠涵攝全而，與制造業(yè)各行業(yè)諸領(lǐng)域中的產(chǎn)業(yè)鏈條密切對(duì)應(yīng)，既可以在其車間實(shí)施局部類型的小規(guī)模智能化建設(shè)，也可以在整體上的工廠中實(shí)施人規(guī)模智能化建設(shè)。結(jié)合以上分析可以看出，在化工工廠中的智能工廠方案應(yīng)用相對(duì)多元，一方而，能夠?qū)⑵渑c化工類企業(yè)新構(gòu)建的產(chǎn)業(yè)鏈條上的所有生產(chǎn)要素進(jìn)行有效對(duì)應(yīng);另一方而，借助數(shù)據(jù)方而的指標(biāo)化體系建設(shè)，可以搭建起與化工企業(yè)生產(chǎn)制造要素和生產(chǎn)管理指標(biāo)相一致的智能管理體系，從而實(shí)現(xiàn)化工工廠的智能生產(chǎn)制造。

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