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智能工厂建设思路与最佳实践
2017年23期 发行日期:2017-11-29
作者:zhoukan2012

■ 石化盈科信息技术有限责任公司高级咨询总监   蔡春久

一、智能工厂发展趋势
   
    近年来,伴随互联网、物联网、云计算、大数据等新的信息技术的迅猛发展以及上述技术对制造业产业形态的深度影响, 德国在2011年汉诺威工业博览会上提出了工业4.0的概念,并将这一概念伴随的制造业强国政策上升到国家战略。与此同时,美国、英国、法国、日本等国家均提出了适合自身工业制造业发展特征的国家制造业升级战略规划。我国在2015年也推出了《中国制造2025》——中国版的“工业4.0”规划,规划提出了中国制造强国战略,同时围绕制造强国这一战略目标,在《中国制造2025》规划中明确了9项战略任务和相关的重点发展领域。比较与其他国家的制造业强国战略,《中国制造2025》结合我国工业制造业实际,特别强调了要通过信息化和工业化两化融合来引领和带动整个制造业发展,以及以智能制造为主攻方向的战略思路。

二、智能工厂现状
   
    目前绝大多数化工企业都已按照自身的信息化战略目标,完成了多个信息化平台建设,信息化水平初见规模,可以说基本满足系统监控的目的,但从智能工厂内涵和建设目标来看,目前主要欠缺预测能力、可监控性、分析与优化三个方面的建设:
    1.预测能力
    对市场原料供应、市场产品需求进行预测,并提前采取应对措施,使经济效益最大化,保障生产运营的平稳;同时对企业的运行风险要有一定的预知,能够预测到产品的质量趋势、装置运行可靠信息,以及能源需求等。
    2.可监控性
    对生产运行和经营管理过程信息实时掌控。对供应链各个环节的信息,包括生产过程监控的信息、装置设备的实时信息、人员安全及车辆监控信息、排放信息,同时也包括KPI指标管理信息等。只有实时掌握信息,才能快速应对和处理异常事件。
    3.分析与优化
    生产过程与经营管理的过程处处都存在优化空间,可通过专业的分析和优化工具来实现。例如,分析销售数据可以优化产品结构以及供应链计划;优化生产计划、优化装置操作,可以提高经济效益;通过预知性维修优化策略,实现维修计划的最优化,降低维修成本,提高装置可靠性。

三、智能工厂建设最佳实践与效果
  
    中国石化于2012年底启动了智能工厂建设工作,随着智能工厂试点建设的不断深入,中国石化智能工厂内涵不断发展和丰富,形成了较为完整的石化行业智能工厂理论体系“123456”,即一个平台、两个支撑体系、三条建设主线、四项基本能力、五化特征、六大业务领域智能工厂最佳实践。其中,建设一个平台:即智能制造平台”,是智能工厂实现的基础平台;搭建两个支撑体系:即技术支持体系,标准化体系,两大体系共同为实现智能工厂保驾护航;贯穿三条主线:即生产管控一体化、全产业供应链协同一体化、工厂设备资产全生命周期管理;构建四项能力:即全面感知能力、优化协同能力、预测预警能力、科学决策能力;突出五化特征:数字化、集成化、模型化、可视化、自动化;满足六大业务领域要求:生产管控、供应链管理、设备管理、能源管控、安全管控、环保管控。
    智能工厂建设效果
    中石化从2013年就开始做智能工厂,先后选择在燕山石化、镇海炼化、茂名石化、九江石化四家企业同步进行试点。前面三家企业都是千万吨级炼油、百万吨乙烯的生产规模,九江石化是沿江的老企业,借着工厂改扩建同步开展智能化建设。经过近三年的建设,四家企业在数字化、可视化、自动化方面有了大幅提升,这些企业的先进控制率、自动化数采率都在90%以上,操作平稳率提高5%,操作合格率提高到100%,劳动生产率提高10%,生产优化、能源优化、环保监测等都实现了很大的提升。其中,九江石化被工信部评为“2015年智能制造试点示范项目”,镇海炼化被工信部评为“2016年智能制造试点示范项目”。

四、智能工厂主要建设内容
   
    结合智能工厂最佳实践,建议智能工厂建设功能应做到供应链管理一体化,实现实施洞察、业务协同、整体优化、动态改进的供应链管理。其中:
    生产管控一体化  实现生产运行的全流程管控和多层次优化。
    资产管理一体化  实现资产运行管理及资产规范性管理的一体化。
    安环管控一体化  结合新技术应用,实现安环与生产、供应链的一体化管理。
    能源管理一体化  实现能源运行和节能减排的全业务流程精细化和规范化管理。
    生产经营分析与决策  实现基于角色的实时生产经营监控与决策分析和业务事件推送。
    智能工厂集成体系建设  通过一体化技术平台构建实现应用集成、服务共享、业务协同的智能工厂集成体系。
    智能工厂知识管理系统  建立知识收集、分析、管理、应用、展示等全面的支持平台,实现企业在企业运营、生产管理、工厂操作各层面的支持。
    移动业务管理系统  基于核心业务系统,建设移动应用,提供安全、可靠、无缝链接的移动平台服务。
  
五、智能工厂未来展望
   
    智能工厂在不同的发展阶段有不同的战略目标,结合国内外同行业的实践经验和应用效果,借鉴先进的管理理念,充分利用先进技术,智能工厂建设应实现以下目标:
    1.增加供应链敏捷性与灵活性,提供企业上下游之间的高级协作、工作流程优化;强化生产成本控制、协作和优化,从而降低成本,优化资本性支出。
    2.实现产能、用能的整体优化。
    通过智能仪器仪表和集成系统的应用,对企业运行和生产进行实时监控和测量,通过使用数字视频监控系统进行资产风险管理使用物联网技术进行资产位置跟踪和环境管理功能的实现,大幅提高生产力;建立完善的能源管理和环境保护体系,不断地持续改进,支撑绿色生产、节能减排。
    3.提高企业的经营分析能力,驱动企业与员工绩效的提升。
    采用商业智能、移动应用等技术,对企业经营进行全局监控,提升企业的整体影响能力,建立上下一体的仪表盘,基于主题进行信息的组织和展示并实现数据的逐层追溯。通过建立合理的PPI体系,对实时生产和经营的情况进行监控,可以提高决策速度。
     4.提升企业一定程度的自适应、自学习能力。
    提供广泛的知识学习和知识管理解决方案,建立复合型KPI,提升企业学习与创造新能力,同时提高员工的整体素质。

    综上所述,在信息化发展的今天,中国企业正朝着大型化、一体化、智能化和清洁化的方向发展,智能工厂建设是实现这些多元化目标的必要手段之一,我们可以借助国内外成熟的建设经验和应用效果,结合本企业特点打造适合本企业特点的智能工厂。然而,智能工厂建设并不是一蹴而就,而是需要一个过程,但首先我们要明确智能工厂建设的思路、重点、关键难题,这是建设的前提,然后在整个过程中制定不同的里程碑,在每个里程碑结束时要实现一个或多个建设成果,循序渐进,只有这样,企业智能工厂梦才能得以实现!
 

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