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​看九江石化三年间如何打造一个堪称经典的智能工厂
发表日期:2017-02-03

【内容摘要】: 为实现“智能工厂”的目标,让工业4.0实施落地,必须扎实的突破每一个瓶颈,制定明确的规划,本着“实时化,自动化,模型化,可视化,智能化”的特征,建立管理,技术,信息平台,实现计划调度、能源管理、安全环保、装置操作控制、IT管控等多方面智能化,覆盖生产经营、发展建设、企业管理和文化建设的内容全面升级才行。当然,九江石化积极采用移动通讯、云计算、物联网、流程模拟与优化,知识管理等先进信息化技术,也是推动其智能工厂建设成功的重要原因。

【关键词】:AIM俐钜、詹长霖、中国石化、九江石化、智能工厂、工业4.0、制造业创新

/AIM俐钜创新总经理兼首席创新官 詹长霖


 

 

九江石化,中国中石化嫡系企业,属于中等规模的燃料型炼厂,从2012年开始建设智能工厂,是中国第一个智能工厂建设的样板企业。今天让我们一起来看一下这一堪称工业4.0经典案例的企业是如何通过打造一流的信息化系统,实现企业生产运营的自动化、数字化、模型化、可视化、集成化,从而提高企业劳动生产率、安全运行能力、应急响应能力、风险防范能力和科学决策能力。 



九江石化在建设智能工厂之前,业务协作和通信系统建设方面面临着一些问题:

首先是无线通信系统的问题。

当炼化工厂的装置设备、管线、阀门等出现“跑冒漏滴”等情况时,对于有些复杂的问题,外操人员需要厂内专业人员指导并及时解决,但厂区最初是采用的无线通信系统的是MOTO模拟对讲系统,单纯的语音对讲,使得专家、内操、外操人员之间在日常协作过程中经常说不清,道不明。如果专家无法及时赶到现场的话,就只能通过拍照发给专家定位解决,及时性无法满足,协作效率也低下。 


其次是炼化厂有许多监测点,如储罐溢流或储备情况、泄露和火灾、流量和能耗计量等无法实时监测的问题。

由于厂区扩建等原因,有许多的监测点,但是这些测点往往分散、被铁路、河流、围墙分割,难于挖沟敷设电缆或桥架接线;另外,如果在危险区域敷设电缆和接线,则有可能产生火花,引发安全事故;有些改造工程对时间、安装和调试成本都有较高的要求,有线方式难于满足。 


再次是现有对讲系统难以满足业务需求。

2012年,九江石化的对讲机系统还采用的是模拟无线制式,由2台模拟中继台、模拟手持对讲机等组成,采用的是单一中继站技术。由于模拟对讲机系统频谱利用率低、频点之间易干扰等缺点,将逐渐被市场所淘汰。同时,新中控室投产后,现有对讲系统支持的群组数量不能满足业务需求。

 

最后就是操作人员的问题。

在巡检过程中,部分外操人员有时漏检、脱岗、不按规定路线巡检,给生产带来一定的安全风险,现有的巡检棒无法拍照和取证,难于保障巡检质量;另外当巡检遇到问题时,为了确认问题经常需要外操人员到几十米高的蒸馏塔上来回跑几趟,工作强度大。 


九江石化的智能工厂建设过程

智能工厂建设历经三年(2012年,九江石化被列入中国石化首批4家智能工厂试点建设企业之一。2014年,九江石化列入工信部“两化”融合管理体系贯标试点企业、江西省“两化”融合示范企业。20157月,入选工信部智能制造试点示范企业。)初步形成了智能工厂基本框架,体现在以下几个方面。

  

体制机制重组调整。2010年以来,九江石化完成了一系列组织机构的重组与职能调整。构建了矩阵式集中管控新模式。建立了生产经营优化、三维建模等一系列专业团队。充实信息化管理、开发及运维力量,建立关键用户激励机制。


集成平台和标准化。九江石化建设了企业级**数据库,突破了此前业内普遍采用的“插管式”集成方式的限制。**数据库集成了13个业务系统的标准数据,为9个业务系统提供有效数据。通过“采标、扩标、建标”方式,完成了与中国石化标准化平台的对接。


建设生产管控中心。20147月,九江石化智能工厂神经中枢——生产管控中心建成投用。生产管控中心集经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支持、应急保障“六位一体”功能,生产运行实现由单装置操作向系统化操作、管控分离向管控一体的转变。


三维数字化应用。九江石化实现了工艺管理、设备管理、HSE管理、操作培训、三维漫游、视频监控等六大类深化应用。

通过HSE管理系统实现全员全过程HSE管理。施工备案系统对当天每项作业实行“五位一体”有效监管,实现了各类报警仪、视频监控实现集中管理、实时联动。环保地图系统实时在线监测各类环境信息,异常情况及时处置、闭环管理。


 


九江石化对比了多家厂商的解决方案,最终选择了华为的无线智能工厂解决方案。九江石化厂区总面积大约5平方公里,现在已经部署了两个基站覆盖了分公司大楼、锅炉发电区、常减压车间、催化车间、二联合车间、连续重整车间、焦化车间等,接下来计划再部署一个LTE基站,覆盖800万吨油品升级项目的新区,就实现全厂区的无缝信号覆盖。LTE基站单扇区带宽可以达到上行50Mbps,下行100Mbps,凭借其高带宽,在网络上可以同时承载储罐储备情况、火灾、流量和能耗计量等数据的回传,临时工程点、卸油码头、生产区周界、河流排放区的视频监控,巡检过程中的集群调度,突发事件的应急指挥等生产和管理业务。

 

在调度和应急指挥方面,首先在集群上引入了视频对讲功能,这样在中控室就可以随时查看外操人员手持终端拍摄到的视频画面;而且实现了视频会议与调度系统的互联互通,在应急指挥中心也可以实现对生产现场的可视化指挥,提升协作效率。 


对于数据采集和视频监控业务,工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将数据或视频回传到中控室相应的业务平台,现场设备只需接通电源,无需挖沟部署有线网络,快速部署。基于现有的4G宽带网络,后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时,无线网络相比有线方式,网络结构更加扁平,运维及扩容效率大幅提升。 


对于数据采集和视频监控业务,工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将数据或视频回传到中控室相应的业务平台,现场设备只需接通电源,无需挖沟部署有线网络,快速部署。基于现有的4G宽带网络,后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时,无线网络相比有线方式,网络结构更加扁平,运维及扩容效率大幅提升。

 

针对模拟对讲机和集群群组不足的问题,我们提供的数字无线集群系统,提高了频谱利用率,最大支持1024个调度组,单小区支持160个组并发,满足现在业务容量和和生产通讯需求,同时也兼顾未来的扩容。该集群系统基于终端号码灵活编组,不同部门不同群组,有效支持灵活分组调度。 


在安全和巡检方面,在防爆终端支持定位功能,可以随时定位携带人员的位置信息,结合GIS地图不但可以规范巡检流程,也可以保障人员在非常情况下能够快速找到。此外,终端还支持测温、测震、照明、RFID等功能,可支持巡检、刷卡签到、资产管理等各类应用。

 

所以为实现“智能工厂”的目标,让工业4.0实施落地,必须扎实的突破每一个瓶颈,制定明确的规划,本着“实时化,自动化,模型化,可视化,智能化”的特征,建立管理,技术,信息平台,实现计划调度、能源管理、安全环保、装置操作控制、IT管控等多方面智能化,覆盖生产经营、发展建设、企业管理和文化建设的内容全面升级才行。当然,九江石化积极采用移动通讯、云计算、物联网、流程模拟与优化,知识管理等先进信息化技术,也是推动其智能工厂建设成功的重要原因。 


参考资料:中国石化九江分公司信息中心主任罗敏明访稿

 

 

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