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      • 石化行業智能工廠標準有望立項!附行業典型案例

        時間:2017/3/31 15:51:00

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        工信部原材料工業司司長周長益在化工行業智能制造及智慧化工園區建設現場交流會上作出了上述表述。他還透露,目前,工信部正組織企業在工業以太網、工廠無線應用、工業云計算、工業大數據等領域開展創新應用示范,并結合智能制造試點示范專項行動遴選了10個工業互聯網試點示范項目,支持工業互聯網試驗驗證平臺、工業互聯網關鍵資源管理平臺和工業互聯網商用流轉數據管理平臺的建設。在今年的智能制造試點示范項目中,明確了鎮海煉化和雙星集團兩家化工企業作為工業互聯網試點。

        “總體來看,石化化工行業的信息化、智能化走在前列,智能制造已在各個領域全面推進。”周長益介紹說,石化化工行業超過90%的規模以上生產企業應用了過程控制系統,生產優化系統、生產制造執行、企業資源計劃管理系統也已在企業中大范圍應用。

        工信部已連續兩年實施了智能制造試點示范專項行動,確定了兩批共109個試點示范項目,石化化工行業共有11個項目。從行業來看,去年石化、輪胎和化肥行業的企業入選,今年又增加了油氣開采、煤化工、氯堿、氟化工和磷化工等行業的企業。

        與其他行業相比,石化化工行業流程復雜,主要大宗原料和產品80%以上屬于危險化學品,安全環保風險高,迫切需要推進智能制造。智能化改造不僅對石化化工行業安全生產、節能減排具有重要作用,也是提高生產效率,提升綜合競爭力的有效途徑。魯西集團通過智能化改造,安全及環保事故率下降60%以上,綜合能耗降低5%,給企業帶來的直接經濟效益上億元。九江石化通過智能工廠建設,生產經營管理水平快速提升,經濟效益、安全環保等主要經濟技術指標從中國石化排名靠后躍升為沿江企業首位。

         

        去年天津港8•12爆炸發生以后,工信部推動了城鎮人口密集區?;菲髽I搬遷改造專項的設立,并先后向國家開發銀行、農業發展銀行推薦了4批269個?;飞a企業搬遷改造專項建設基金項目,擬安排的專項建設基金總額達251億元。截至8月底,已通過106個項目,實際安排資金130億元,分別占比39.4%和54.7%。

        “我們對申請危險化學品搬遷改造項目明確提出智能化改造要求,?;菲髽I的搬遷工作不能是簡單異地重建,而是通過搬遷實施升級改造,特別是要以提高企業本質安全水平的信息化自動化智能化改造。”周長益說。

        據介紹,目前,魯西集團已經在搬遷改造中淘汰了合成氨及尿素等落后產能,同時建設了聚碳酸酯、尼龍等高附加值項目,完成了產業的升級換代,并且同步建設了智能工廠,提高了整體智能化水平。天津渤?;ぐ徇w方案中也已經同步開展了智能制造系統設計。

        在交流會上,工信部還為聊城新材料產業園和嘉興港區進行了智慧化工園區試點示范單位的授牌,作為智慧化工園區的試點示范。周長益指出,只有進入安全和環保有保障的化工園區,?;菲髽I搬遷才有意義,而信息化技術正是解決園區安全環保問題的最好手段。

        中國石油和化學工業聯合會副會長傅向升表示,我國現有的502家化工園區中,園區的信息化、智能化大部分由入駐企業自行完成,園區管理平臺和入駐企業平臺之間不能互動,缺乏遠程、集中控制方式,各個業務系統大多封閉運行,“孤島”現象比較嚴重。智慧化工園區的建設,將有效提升園區內部的政務管理能力,實現信息共享,并為城市、園區、企業運營做好統計分析、監測預警、循環經濟、戰略發展等決策服務。 化工智能工廠行業范例

        01、九江石化智能工廠的典范

         

        2015年11月13日,工業和信息化部在中國石化九江石化召開石化行業智能制造現場經驗交流會。會上,九江石化宣布于2015年底在行業內率先建成投用智能工廠,并出臺企業級智能工廠標準規范體系。

        作為中國石化4家試點建設智能工廠的煉化企業之一,該公司圍繞核心業務,全力推進智能工廠試點建設,持續提升已上線信息系統的應用效果,智能工廠框架初步建成。截至目前,已有22個子項目上線或試運行。企業4G無線網絡應用、基于物聯網的智能立體倉庫、全流程一體化優化平臺等一系列先進技術,均實現在煉化企業的首次使用。

        在建設智能工廠過程中,九江石化將先進的信息技術與石化生產工藝最本質環節高度融合,持續推動管理創新,工業化與信息化深度融合效果逐步顯現。2014年7月,智能工廠神經中樞——生產管控中心投用,實現了生產狀態可視化、裝置操作系統化、管理控制一體化、應急指揮實時化、基礎設施集成化,集經營優化、生產指揮、裝置操作、運行管理、專業支持、應急保障于一體,推動了生產運行管理的變革性提升。

        在智能工廠各類信息系統支撐下,九江石化本質安全水平持續提升,連續5年被評為集團公司安全生產先進單位;環保管理取得較好成效,主要污染物排放指標處于行業領先水平;加工噸原油邊際效益在沿江5家煉化企業排名逐年上升,2014年位列沿江企業首位。與此同時,管理效率大幅提升,在生產裝置不斷增加的情況下,公司員工總數減少12%,班組數量減少13%,外操室數量減少35%。

        作為長江沿線的中等規模煉化企業,九江石化歷經三年多建設,從信息化基礎相對薄弱的傳統企業邁入全國智能制造試點示范企業,成為我國石化流程型行業的樣本,取得了顯著成效。

        初步形成智能工廠的基本框架。在傳統石化企業信息化三層平臺(過程控制層、生產執行層、經營管理層)的基礎上,建設了集中集成平臺、應急指揮平臺、三維數字化平臺等公共服務平臺。信息系統及優化模型建設體現了“感知、預測、優化、協同”能力。“裝置數字化、網絡高速化、數據標準化、應用集成化、感知實時化”的智能工廠框架已初步形成。

        實現敏捷生產、提升經濟效益。九江石化利用自主開發的煉油全流程一體化優化平臺,持續開展資源配置優化、加工路線比選、單裝置優化等工作,滾動測算127個案例,2014年累計增加經濟效益2.2億元,助推公司加工噸原油邊際效益在沿江5家企業排名逐年提升,2014年躍居首位。

        提高本質安全、踐行綠色低碳。九江石化智能工廠實踐將“安全環保、綠色低碳”理念置于優先位置。850臺可燃氣報警、1000余處火災報警、585套視頻監控可實現集中管理和一體化聯動,支撐安全、環保、健康(HSE)管理由事后管理向事前預測和事中控制轉變。公司連續5年獲評中國石化安全生產先進單位,外排達標污水化學需氧量、氨氮等指標均處于行業內先進水平。

        管理效率大幅提升。近年來,九江石化各類信息系統助推公司扁平化、矩陣式管理及業務流程進一步優化,管理效率持續提升。在生產能力不斷提升、加工裝置不斷增加的情況下,管理效率大幅提升,實現了生產運行由單裝置操作向系統化操作的轉變,由管控分離向矩陣式管控一體的轉變,有效提升了企業安全環保水平、經濟效益以及核心競爭力。

        一系列國產化技術創新成果首次應用。煉油全流程一體化優化平臺、基于企業級中央數據庫的集中集成和生產運營主數據標準化、企業級全場景三維數字化平臺及深化應用、工業企業移動寬帶網絡及音視頻通訊融合、大數據分析及優化等一系列先進技術在國內石化企業首次使用。

        02、茂名石化構筑智能工廠夢

         

        茂名石化智能工廠建設起步于2012年,2013年1月被確定為中國石化智能工廠試點企業。很快,成立了智能工廠建設領導小組,按照總體規劃、分步實施的建設策略,加快推進生產管控、供應鏈管理、HSE管理、設備管理、能源管理、輔助決策等6個業務域的智能化建設。今年,茂名石化出臺了智能工廠試點項目建設方案,進一步明確了項目建設目標、責任分工、工作計劃和措施,以加強項目過程管控,加快智能工廠建設的步伐。

        目前,經過3年建設,以生產管控智能化、HSE管理智能化及設備管理智能化為主的智能工廠應用框架,已初步搭建形成。

        1 生產管控智能化

        “智能化在生產管理方面作用顯得尤為突出。作為一家特大型煉化企業,生產管理控制要實現生產業務的閉環管理,從而提升生產操控的優化水平,支撐優化協同的生產管控。”張德黎深有感受地說。

        為了實現生產管控智能化,茂名石化首先夯實生產數據采集自動化、生產現場可視化和生產操作智能化等基礎工作,結合調度指揮、計劃生產協同優化、應急指揮等功能建設和集成應用,最終實現公司生產管控一體化,全面提升了企業生產過程的優化能力。

        茂名石化作為一家老企業,基礎儀表設施較為薄弱,以致數據自動采集率偏低。為此,該公司把改善基礎儀表設施作為前期的重點工作,在2013年油品質量升級改擴建工程完成后,新增17套DCS裝置共13000多個生產過程數據采集點,使生產數據采集率達到98.26%。同時,針對現有實時數據庫系統點數不足、平臺太多、接口復雜存在應用局限等問題,采用國產軟件系統搭建了10萬點的實時數據庫系統,有效滿足了生產實時數據采集和應用需求,提高了生產數據采集自動化水平。

        “生產過程視頻監控是生產過程可視化管理的重要手段,也是智能工廠建設的基礎。”張德黎這樣認為。為此,茂名石化對視頻監控系統進行了統一規劃,將原有的分散式控制改造為集中管理、集中控制、集中存儲的統一模式。目前,該公司已有工業視頻監控點860多路,覆蓋公司各生產裝置、罐區、廠區道路、門崗、港口碼頭、鐵路等區域的重點部位和關鍵點,滿足生產、安全、綜合安防、應急處置等多專業需要,并配備了移動終端視頻監控功能,大大提高了生產現場管理可視化水平。

        “先進控制技術(APC)能夠大幅提高生產裝置運行平穩性和安全性,達到增產增效的作用,是業內廣泛應用的自動控制技術。”張德黎如是說。

        目前茂名石化已有14套裝置投用APC系統,取得很好效果。2014年投用APC的1號常減壓、2號催化裂化、2號丁二烯和芳烴抽提等4套裝置,年創效益達到1865萬元。今年,該公司啟動11套生產裝置的APC建設,投用后公司主要生產裝置APC覆蓋率將達到89%,有力地推進生產操作的智能化。

         

        2 HSE管理智能化

        智能工廠建設對安全環保管理水平的提升起到越來大的作用,一方面進一步提升HSE過程風險的防范能力;另一方面大力提升應急聯動、事故模擬等功能,實現企業事故狀態下全過程的應急指揮,從而有效提高企業應急能力。”茂名石化安全環保部安全監督科科長梁兵在實際工作得出這樣的結論。

        通過一年多的建設和完善,茂名石化構建了總部、茂名應急指揮中心、現場指揮部(應急指揮車)三級一體化應急平臺,實現企業、總部和現場的“信息互通、數據同步、快速接警、綜合研判、科學決策、聯動指揮”的目標,大大提高了公司應急處置協同作戰的能力?,F在,該公司的應急指揮中心實現了調度電話、應急電話、對講機、單兵和應急指揮車的融合通訊,構建了移動視頻接入系統,實現了現場隨時隨地與指揮中心的音視頻雙向互通,達到信息交互的完整和準確,從而實現了應急指揮中心的智能化。

        為了加強生產現場的污染排放風險監測監控、職業危害場所的過程管控以及關鍵裝置的風險管控,茂名石化進一步提升了HSE施工作業過程風險管控功能,實現與企業檢維修平臺在作業項目、承包商人員和承包商考核管理的業務協同,拓寬企業移動作業應用范圍,支撐現場直接作業環節的移動檢查;提升了HSE污染排放風險監控功能,對企業污染排放點、廠際排放點、裝置排放點實現定位監控與報警提示,從而增強了HSE管理的智能化水平。

         

        3 設備管理智能化

        “現在,通過智能化建設,設備管理正在逐步實現設備的全生命周期規范管理、實現預知維修模式的設備可靠性管理。”茂名石化首席設備專家吳尚兵深深地感受著智能化帶來的深刻變化。

        目前,茂名石化正從三個方面進行設備管理智能化的突破:

        以設備可靠性(績效)改進為目標,引入策略分析、可靠性分析,實現策略閉環管理;

        以設備健康監控為核心,應用大數據技術設備監測數據進行分析,實現企業關鍵設備的故障智能診斷與預測;

        以設備三維數字化應用為提升點,建立三維場景下的檢維修管理、專業管理、設備運行管理、運維培訓管理等三維應用,實現可視化的設備管理。

        與此同時,茂名石化選擇了苯乙烯裝置作為試點裝置,對其進行了工程級數據模型搭建,開展了三維檢維修管理、設備專業管理、設備運行管理、設備運維培訓管理等多項智能化應用的試點。目前,建模工作已基本完成,正進行模型校核工作。

        03、燕山石化推進智能工廠建設

         

        燕山石化企業實現智能化生產已有56套生產裝置245臺操作站。 而這種簡稱為“黑屏操作”的背后,是燕山石化生產裝置運行高度自動化和生產過程管理精細化的結果。

        作為中國石化智能工廠建設試點單位之一,燕山石化在“六統一”原則指導下,遵循總部應用框架,結合企業實際,以全自動數據為基礎,從解決生產經營管理現實問題入手,圍繞重點領域和關鍵業務,自主開發了智能調度、智能供應鏈和設備預知維修等多個系統,形成了一批具有自主知識產權的信息化項目,大幅提升了企業智能化水平,使公司經營管理發生了巨大的變化。燕山石化順利通過總部組織的智能工廠建設項目中期評估。

        1、智能調度系統建設,提升生產自動化水平

        進入燕山石化安全生產指揮中心,生產調度員們安靜的注視著各自的顯示器,完全看不到印象中總調度室內一排排電話、陣陣鈴響的喧嘩場面。據燕山石化信息部高級主管李冰介紹:“是智能調度系統的上線改變了調度員的傳統工作方式”。據了解,燕山石化自主開發的智能調度系統是面向全公司所有生產調度人員的統一的工作平臺,2015年6月30日正式上線運行。

        這套系統能將所有的生產過程信息快速集成,自動推送調度指令,還能在線跟蹤調度指令的執行進度、反饋完成情況,真正實現了閉環管理。在系統開發過程中,燕山石化更側重于生產異常報警和異常情況處置。他們通過建立異常識別模型和處置知識庫,對每一種異常的影響范圍與相關人員進行定義,自動生成異常信息處置預案。生產運行中,不論是上下游之間、各裝置之間,還是生產工藝之間,只要有一處發生異常,系統自動報警后第一時間將異常信息處置預案自動推送給相關人員,輔助指導生產調度人員進行規范操作,保證了異常情況下廠際、上下游裝置間能夠快速協同處理問題、跟蹤處理進度和處理結果。智能調度系統還具有一個優勢,就是當崗位人員發生變動的情況下,系統知識庫能夠指導沒有經驗的新上崗調度員按照規范步驟進行操作,從而大大提高了操作的可靠性。

         

        2、預知維修系統應用,提高設備運行可靠度

        在燕山石化設備管理系統統計臺帳上看到,自公司設備預知維修系統正式上線運行以來,通過該系統預警發現的問題932臺次,占預知維修總發現問題的45%,其中關鍵機組及重點設備問題60臺次,避免了多起設備事故發生。據燕山石化機械動力部部長安永明介紹:“燕山石化設備預知維修系統是通過監測、采集、分析設備實時狀態參數,進行故障診斷和劣化趨勢的預測,得到設備目前可能存在的故障風險。設備管理人員可以根據系統診斷出的故障類型,前往現場進行確認。如果診斷結果符合實際情況,則根據預測的時間,提前做好維修計劃。系統故障診斷結果和預測信息還可以提供給SAP系統或備件庫存管理系統。工作人員可以據此提前做好維修所需備件的準備”。

        目前,燕山石化預知維修系統包括通用功能、動靜設備、儀表、電氣等模塊,基本上涵蓋了煉油化工所有設備從采購、安裝到修理、報廢的全周期的管理。由于ERP中的主數據以及設備狀態監測實時數據接入到系統中,專家系統判斷方法、維修策略也集成在系統中,大大提高了系統的智能性。及時消除設備隱患,******限度減少設備突發事故造成的生產損失,降低維修和備件儲備費用,提高企業經濟效益。

         

        3、智能供應鏈系統投用,降低物資管理總成本

        燕山石化智能供應鏈系統上線以來,原來是依據需求計劃進行采購,如今依據物資定額補庫采購;原來是物資到貨后,由物裝中心和需用單位電話溝通后進行配送,如今由需用單位根據現場實際需要,在系統中提出用料申請,物裝中心按需配送;原來采購策略是線下編制,對采購業務無法進行實時監控,如今將采購策略嵌入系統,可對采購過程進行事前事中監督控制。據燕山石化物資裝備中心副經理楊林海介紹:“燕山石化智能供應鏈系統是一個以庫存為核心,用庫存鏈接上下游,通過需求訂購拉動,定額自動補庫的流程循環系統。物資信息由系統平臺自動推送到相關業務人員,實現了從需求的提出,到物資出庫、送到現場全過程的跟蹤,可實時盤點庫存物資,根據實際需用量進行配送,******限度的避免了賬外物資的產生。目前進行定額設置的物料有近4萬個,只要是定額范圍內的物料,都可以根據庫存情況,適時進行補庫,滿足需求”。

        燕山石化智能供應鏈系統自正式上線運行以來,截至目前已經提交處理用料申請1.4萬余條、ERP入庫過帳數量2萬余條、ERP出庫過帳數量1.7萬余條、發貨單1.6萬條。目前系統整體運行狀態日漸穩定,有效提升了物資供應服務水平,還降低了物流總成本。

        內容來源:經濟日報,CTI論壇,中國石化新聞網,金羊網,新華網等。“流程工業”編輯整理發布,轉載請在顯著位置標明出處。

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