曹曉紅，韓永立

（中海油惠州石化有限公司，廣東惠州516086）

當前，新一輪科技革命和產業(yè)變革正在孕育興起，與中國工業(yè)轉型升級形成歷史性交匯。為在新一輪產業(yè)和技術革命中搶占先機，中國制定了促進工業(yè)由大變強的指導性戰(zhàn)略《中國制造2025》，明確提出了要加快推動新一代信息技術與制造技術融合發(fā)展，將智能制造作為兩化深度融合的主攻方向，推動行業(yè)發(fā)展和產業(yè)變革。

中國石化工業(yè)經過超過30 a的快速發(fā)展，目前已進入增長放緩的“新常態(tài)”。在增速下降、產能過剩矛盾突出、要素推動日益減弱、資源環(huán)境約束進一步強化的新形勢下，落實《中國制造2025》戰(zhàn)略目標和要求，成為石化企業(yè)轉型升級、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要推動力。近年來，面對石化行業(yè)市場競爭、安全環(huán)保等方面的嚴峻挑戰(zhàn)，惠州石化全面推進“信息化+工業(yè)化”兩化深度融合，在“數(shù)字煉廠”的基礎上，致力于打造智能煉廠，為企業(yè)轉型升級提供新動能。

1 智能煉廠目標與實施策略

1.1 以兩化融合引領智能化發(fā)展進程

兩化融合是信息化和工業(yè)化的高層次深度結合，是指以信息化帶動工業(yè)化、以工業(yè)化促進信息化，走新型工業(yè)化道路，其核心就是信息化支撐，追求可持續(xù)發(fā)展模式。當前，工業(yè)化正加快從機械化、自動化向數(shù)字化、網絡化、智能化方向發(fā)展，信息化加快從計算機、互聯(lián)網、移動互聯(lián)網向云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能方向演進；面對新形勢，推動互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能與實體經濟深度融合，深化新一代信息技術與制造業(yè)的融合發(fā)展，是當今兩化融合的新特征。智能制造作為《中國制造2025》的主攻方向，全面貫穿信息化與工業(yè)化深度融合這條主線，可以說，兩化深度融合已成為實現(xiàn)智能制造的重要抓手。

信息技術（IT）和運營管理技術（OT）的交織融合催生了兩化深度融合新一代應用模式——工業(yè)互聯(lián)網。工業(yè)互聯(lián)網是互聯(lián)網技術從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心載體，是新一代信息通信技術與現(xiàn)代工業(yè)技術深度融合的產物，通過構建連接機器、物料、人、信息系統(tǒng)的基礎網絡，實現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的全面感知、動態(tài)傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，是制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化的重要平臺。制造業(yè)轉型升級需要新的平臺化使能工具，工業(yè)數(shù)據(jù)爆發(fā)式增長需要新的數(shù)據(jù)采集和管理工具，企業(yè)智能化運營需要新的應用創(chuàng)新載體，煉化企業(yè)開展基于工業(yè)互聯(lián)網的智能工廠建設，實現(xiàn)對生產運營的全方位感知、全過程管控、全流程優(yōu)化和全生命管理，是一種有益的嘗試與突破。

1.2 以綠色生產、卓越運營、可持續(xù)發(fā)展為目標

隨著經濟結構的戰(zhàn)略性調整，特別是隨著建設資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會戰(zhàn)略的實施，石化行業(yè)在節(jié)能減排、安全環(huán)保、質量升級、價值創(chuàng)造等方面，面臨著更加嚴峻的形勢和任務。在此大背景下，開展技術和管理創(chuàng)新，提升傳統(tǒng)產業(yè)競爭力，提高生產運營質量效益，實現(xiàn)安全環(huán)保、綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展，就顯得十分必要和迫切，也是打造智能煉廠所追求的目標。

1.2.1 提高節(jié)能減排能力，實現(xiàn)綠色生產

智能煉廠建設將加強安全環(huán)保的實時管控，開展用能監(jiān)管和優(yōu)化，大大提高企業(yè)安全生產系數(shù)和節(jié)能減排能力，引領企業(yè)健康發(fā)展，打造平安工廠，實現(xiàn)綠色生產。

1.2.2 提升生產運營質量，實現(xiàn)卓越運營

智能煉廠建設將使企業(yè)具有更加優(yōu)異的感知、預測、協(xié)同和分析能力，提升生產運營管理與決策水平，從而穩(wěn)健應對國內外市場變化，提質增效，實現(xiàn)卓越運營。

1.2.3 提高核心競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展

智能煉廠建設將建立數(shù)字化、網絡化、智能化的生產運營管控新模式，提升企業(yè)綜合競爭力，為公司轉型升級、可持續(xù)健康發(fā)展注入強勁新動力。

1.3 以“三步走”發(fā)展策略開展探索實踐

1.3.1 總體發(fā)展策略

惠州石化制定了從“數(shù)字煉廠”到“智能煉廠”，再到“智慧煉廠”的“三步走”兩化深度融合發(fā)展戰(zhàn)略［6］，智能煉廠探索實踐是其重要組成部分。與煉廠投產同步，建成了“一個平臺、兩個網絡、三層應用”的“數(shù)字煉廠”，全面支撐了煉廠安全高效生產運營，推動了企業(yè)管理優(yōu)化提升；2013年圍繞中國海油煉化產業(yè)“集約發(fā)展”戰(zhàn)略目標，結合石化企業(yè)智能化發(fā)展趨勢和公司生產經營需要，明確了打造以綠色生產、卓越運營、可持續(xù)發(fā)展為目標的“智能煉廠”，最終將實現(xiàn)以“分子管理、人工智能”為主導的“智慧煉廠”。

1.3.2 智能工廠實施策略

堅持“戰(zhàn)略導航、業(yè)務驅動、IT引領”的工作方針。全面落實工作有計劃、執(zhí)行有方案、變更有記錄、判斷有數(shù)據(jù)、操作有確認、事后有總結的“六有工作法”管理理念，以兩化融合引領企業(yè)智能化進程，堅持以管理創(chuàng)新為先導，以供應鏈管理為主線，以生產運營為核心，在“數(shù)字煉廠”的基礎上，開展基于工業(yè)互聯(lián)網的工業(yè)大數(shù)據(jù)集成創(chuàng)新，打造綠色卓越智能煉廠。

堅持“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實施、價值引領、重點突出”。2013—2015年基礎提升，開展“數(shù)字煉廠”深化應用和“智能煉廠”頂層設計，形成完整的智能煉廠總體應用框架；2016—2018年重點突破，重點開展五大業(yè)務領域智能化應用，基本實現(xiàn)智能煉廠目標；2019—2021年全面實現(xiàn)，建成高度自動化、網絡化、數(shù)字化、可視化、模型化和集成化的智能化新型煉廠。

堅持以標準體系規(guī)范兩化深度融合。兩化融合管理體系是企業(yè)圍繞發(fā)展戰(zhàn)略打造信息化環(huán)境下新型能力的先進管理理念和方法論，通過兩化融合管理體系的建立和有效運行，全面優(yōu)化業(yè)務流程，推動管理與技術創(chuàng)新，助力“六有工作法”高效落地，構建企業(yè)新型管理模式，全面引領“智能煉廠”的建設應用。

2 智能煉廠應用框架

2.1 智能煉廠的定義

應對當今社會對安全可靠、綠色低碳的可持續(xù)發(fā)展要求，綜合應用新一代信息技術，與石油化工行業(yè)先進的生產運營技術相融合，建成從原油選擇、采購、加工、儲運到產品出廠全產業(yè)鏈管理一體化、柔性化、智能化的新型工廠。其特征表現(xiàn)：自動化、網絡化、數(shù)字化、可視化、模型化、集成化。通過工廠模型定義和工業(yè)大數(shù)據(jù)驅動，全面提升全面感知、集成協(xié)同、預警預測和決策執(zhí)行能力，從而使工廠從生產自動化、數(shù)字化向網絡化、智能化邁進，實現(xiàn)工廠物理系統(tǒng)“人、機、料、法、環(huán)”的感知互聯(lián)、分析預測、協(xié)同決策、精準執(zhí)行。

2.2 總體應用框架

按照中國海油信息化總體規(guī)劃，基于惠州石化“六有工作法”較佳的業(yè)務實踐，以數(shù)據(jù)、模型、應用整合為基礎，建立基礎技術平臺和互聯(lián)集成平臺，圍繞生產運行、設備管理、HSE管控、能源管理和經營管理等5項核心業(yè)務，開展生產、運營、商務3層智能化應用，提升全面感知、生產優(yōu)化、集成協(xié)同、決策支持等4項關鍵能力，實現(xiàn)全天候感知互聯(lián)、全過程生產管控、全生命周期管理、全流程集成優(yōu)化、全業(yè)務領域覆蓋、全方位資源支撐［7］。

2.3 主要實施內容

1）生產過程自動化。全廠建成技術領先的自動化控制系統(tǒng)，主要生產裝置實現(xiàn)先進控制（APC）。

2）安全環(huán)保網絡化。運用工業(yè)互聯(lián)網技術，實現(xiàn)HSE管理和生產操作全過程可控可視，打造“平安工廠”。

3）設備管理數(shù)字化?；跀?shù)字化工廠建設開展設備預防預知維修和完整性管理，提高設備本質安全，實現(xiàn)長周期運行。

4）節(jié)能減排可視化。建立能源管理中心，實時監(jiān)控能耗及公用工程消耗，開展用能分析與節(jié)能優(yōu)化，促進節(jié)能減排、降本增效。

5）生產運營模型化。依托智能工廠業(yè)務模型，實現(xiàn)計劃生產全流程優(yōu)化、生產操作全過程受控、生產績效全方位管理。

6）決策支持集成化。利用工業(yè)大數(shù)據(jù)建設生產運營數(shù)據(jù)中心（ODS）和決策支持平臺，為公司管理提供決策支撐。

3 智能化創(chuàng)新應用

在智能煉廠建設過程中，通過實施基于工業(yè)互聯(lián)網的工業(yè)大數(shù)據(jù)集成創(chuàng)新，實現(xiàn)生產運營核心業(yè)務數(shù)字化、網絡化全覆蓋。建成一站式生產運營全流程協(xié)同集成平臺，實現(xiàn)生產運行在線管控、計劃調度在線優(yōu)化、產品質量在線控制、設備運行在線管理、能源管理在線監(jiān)控、安全環(huán)保在線監(jiān)管、經營績效在線分析，構建智能化生產運營新模式。

1）采用全廠集成化生產管控中心理念，統(tǒng)一進行生產過程集中控制、設備運行狀態(tài)監(jiān)測、安全環(huán)保在線管控、生產異常預警分析，APC應用覆蓋關鍵生產裝置，自動化與信息化集成整合，實現(xiàn)生產操作智能化。

2）以工業(yè)大數(shù)據(jù)視角，建立ODS，自主研發(fā)企業(yè)數(shù)據(jù)服務總線（EDSB），通過 PCS、MES、ERP 集成應用，構建可視化、智能化全流程生產管理系統(tǒng)，實現(xiàn)計劃排產、原料采購、生產加工、倉儲物流、產品銷售全產業(yè)鏈，以及能源、設備和HSE管理的數(shù)字化協(xié)同應用。

3）基于生產大數(shù)據(jù)，自主研發(fā)計劃調度協(xié)同排產模型和國產化工程軟件，開展計劃生產協(xié)同敏捷優(yōu)化和迭代式生產日優(yōu)化，形成自上而下、由下到上的協(xié)同生產優(yōu)化新模式，實現(xiàn)生產效益最大化，如圖1所示。

4）引入“工業(yè)互聯(lián)網+六有工作法”理念，建立企業(yè)4G無線專網，成功研發(fā)配套的裝置現(xiàn)場無線檢測設備，通過“信息平臺+無線網絡+手持終端+檢測設備+位置卡+員工卡”技術，成功建立具有國際先進水平的生產作業(yè)一體化受控系統(tǒng)，實現(xiàn)安全作業(yè)許可、消項操作、現(xiàn)場巡檢“三位一體”的智能化應用，實現(xiàn)生產作業(yè)人、設備和系統(tǒng)協(xié)同操作。“定點、定時、定人、定路線、定標準”全過程規(guī)范化管理，確保正確的人在正確時間和正確地點，按照正確的標準做正確的事，創(chuàng)新生產管控模式，全面提升安全生產水平。同時形成生產作業(yè)管控智能化裝備成套技術。

5）遵循“管理制度化、制度流程化、流程信息化”的理念，以“業(yè)務”為中心，以“流程”為主線，推動業(yè)務流程優(yōu)化再造，建立以ERP+“流程E化”為核心的一體化經營管理系統(tǒng)，形成制度執(zhí)行、任務落實、價值創(chuàng)造過程的全面管控體系，實現(xiàn)精益管理。

圖1 計劃生產全流程協(xié)同優(yōu)化

6）根據(jù)煉化工程項目管理模式和管理策略，建立大型煉化工程項目全流程管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)從立項-設計-采購-施工-驗收移交的工程項目全過程管理。構建了一種煉化工程項目進度和費用量化評估模型，建立工程文檔、設備數(shù)據(jù)和資產數(shù)據(jù)同步在線移交系統(tǒng)，全面支持工程項目管理“四大控制”和“三大移交”，實現(xiàn)數(shù)字化工程、數(shù)字化交付、數(shù)字化工廠［8］，如圖 2 所示。

圖2 煉化工程項目管理信息化平臺

4 成效、體會與思考

4.1 取得的成效

智能煉廠實施以來，建成中國領先的過程控制、生產執(zhí)行和經營管理集成系統(tǒng)，生產運營核心業(yè)務自動化、數(shù)字化、網絡化全覆蓋，正在向全面智能化邁進。

1）以兩化融合引領“智能煉廠”建設應用，構建了制度流程化、流程信息化、辦公無紙化、信息集成化、管理精細化、運營數(shù)字化、生產智能化、操作協(xié)同化、業(yè)務可視化、決策科學化的“十化”生產經營新業(yè)態(tài)，開辟了煉化企業(yè)管理新模式。

2）智能煉廠的構建與應用，高效支撐公司“綠色生產，卓越運營”，生產平穩(wěn)率＞99.9%，預防維修率＞95.8%，產品合格率為100%，排放合格率為100%，生產效率提升25%，能源利用率提升15%，運營成本降低20%，各項技術經濟指標和盈利能力持續(xù)保持行業(yè)領先，企業(yè)競爭力進一步提升。

3）以兩化深度融合為抓手，開展工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新應用，為石化行業(yè)乃至流程行業(yè)智能工廠的建設探索出了一條可行、可借鑒的實施路線，同時通過自主創(chuàng)新取得國產化技術突破，形成具有中國海油特色的石化企業(yè)智能工廠示范效應。

4.2 主要做法與體會

4.2.1 以兩化融合引領企業(yè)智能化進程

以全國兩化融合管理體系貫標試點企業(yè)為契機，全面建立兩化融合管理體系，從公司“打造國際一流煉化企業(yè)”發(fā)展戰(zhàn)略出發(fā)，通過可持續(xù)競爭優(yōu)勢需求分析，結合惠州石化業(yè)務需求，明確建設“智能煉廠”目標與策略，提升高效生產能力、安環(huán)管控能力、運營優(yōu)化能力。

4.2.2 以“五個堅持”推進兩化深度融合

兩化深度融合始終秉承“五個堅持”的理念：堅持“兩化融合”企業(yè)戰(zhàn)略，堅持“兩化融合”領導力，堅持以質量和效益為中心，堅持“業(yè)務驅動、IT引領”，堅持“統(tǒng)一設計、統(tǒng)一標準”，并在智能工廠探索實踐中一如既往地貫徹落實。

4.2.3 強化自主創(chuàng)新提升核心競爭力

積極開展自主創(chuàng)新，依靠中國海油自身技術隊伍，產學研結合，開展工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新應用，研發(fā)具有自主知識產權、能在同行業(yè)推廣應用的智能裝備和系統(tǒng)，實現(xiàn)國產化技術突破，助推企業(yè)駛入綠色智能發(fā)展快車道。

4.3 下一步工作思考

持續(xù)以兩化深度融合為主線，以工業(yè)互聯(lián)網與工業(yè)大數(shù)據(jù)集成創(chuàng)新為主攻方向，著力于安全運行、生產優(yōu)化、設備健康、節(jié)能減排，打造“智能煉廠”升級版。

4.3.1 構建工業(yè)互聯(lián)網應用平臺

在現(xiàn)有煉化生產全流程協(xié)同管控平臺基礎上，進行迭代升級，按照生產感知、工業(yè)PaaS、工業(yè)APP和工業(yè)安全體系，構建煉化生產工業(yè)互聯(lián)網應用平臺，實現(xiàn)：1）泛在互聯(lián)：支持多源多類型數(shù)據(jù)采集，多渠道數(shù)據(jù)交換集成；2）存儲計算：構建海量工業(yè)數(shù)據(jù)存儲、處理和分析的計算環(huán)境；3）模型服務：提供基于機理模型和數(shù)據(jù)模型的統(tǒng)一能力服務；4）創(chuàng)新應用：工業(yè)APP開發(fā)，為企業(yè)不同業(yè)務域創(chuàng)新應用提供支持；5）安全管控：基于設備、網絡、數(shù)據(jù)和應用的安全防護體系。

4.3.2 推進新一代企業(yè)智能應用

基于煉化生產工業(yè)互聯(lián)網應用平臺，圍繞“模型定義，數(shù)據(jù)驅動，智能服務”，在工業(yè)互聯(lián)網應用中引入人工智能技術，建立人、機、系統(tǒng)高效協(xié)同的智能化應用，重點開展：1）深化感知：持續(xù)推動物料性質、工藝設備、安全環(huán)保和人員行為等全面感知；2）預測預警：推進生產工況預警、操作優(yōu)化調整和設備預測性維護等應用；3）節(jié)能減排：建立節(jié)能減排一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)能流可視化、最優(yōu)化運行；4）全流程優(yōu)化：研究基于“分子工程”的生產計劃、調度、操作全過程優(yōu)化；5）全生命周期：形成工程生產一體化的設備完整性管理、資產全生命周期管理；6）工控安全：開展工控系統(tǒng)安全研究，建立覆蓋智能煉廠的全方位安全防護體系。

5 結束語

推行兩化融合管理，打造基于工業(yè)互聯(lián)網的智能工廠，是響應《中國制造2025》戰(zhàn)略、貫徹“創(chuàng)新、協(xié)調、綠色、開放、共享”發(fā)展理念、落實互聯(lián)網+先進制造業(yè)戰(zhàn)略部署的創(chuàng)新實踐。隨著全球化條件下石化行業(yè)市場競爭日益加劇，“數(shù)字化、網絡化、智能化”對石化企業(yè)轉型升級和持續(xù)發(fā)展的重要性不斷凸顯。為此，惠州石化將積極貫徹落實“十九大”精神，堅持綠色智能發(fā)展之路，在前期智能工廠探索實踐的基礎上，加快推進互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能與生產運營的深度融合和集成創(chuàng)新，努力構建一體化、柔性化、智能化的新型工廠，為建設國際一流煉化企業(yè)提供強勁動能。