智能制造是基于工業(yè)技術(shù)和新一代信息技術(shù)的深度融合,是新時(shí)代、新技術(shù)、新工藝的融合。“十三五”期間,國家在智能制造的各個(gè)行業(yè)都取得了長足的進(jìn)步,各制造企業(yè)主動(dòng)擁抱和推進(jìn)數(shù)字化和智能化的轉(zhuǎn)型,智能制造試點(diǎn)示范已經(jīng)走深向?qū)崱?/p>
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),在“十三五”期間,石油化工行業(yè)中有50多個(gè)園區(qū)都在推進(jìn)自動(dòng)化和數(shù)字化的轉(zhuǎn)型,在2015年到2018年,有27家企業(yè)先后納入國家智能制造試點(diǎn)示范,包括智能煉廠 、智能煉化一體化器、智能煤化工、智能油氣田等。石油化工行業(yè)的智能制造有三個(gè)重要的轉(zhuǎn)變。第一,智能制造的理念已經(jīng)深入人心,已經(jīng)成為推進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的內(nèi)動(dòng)力,數(shù)字化轉(zhuǎn)型是石油化工行業(yè)升級(jí)的必由之路。第二,企業(yè)把智能制造作為未來的發(fā)展戰(zhàn)略,智能制造是一個(gè)發(fā)展的過程,從信息化到兩化融合到智能制造,企業(yè)從重視管理層面的信息化到制造的智能化,體現(xiàn)了對(duì)智能制造本質(zhì)的重視。第三,智能制造是系統(tǒng)工程,加之流程工業(yè)本身就是系統(tǒng)工程,在信息化時(shí)代,要消除信息孤島,讓數(shù)據(jù)共享,面向流程制造的智能制造要求必須是一體化、 一致性。
2012年,中石化開始探索自動(dòng)化轉(zhuǎn)型,最早提出建設(shè)智能工廠,通過智能工廠的建設(shè),走到行業(yè)前列。九江石化是石油化工行業(yè)第一家被認(rèn)定為智能制造試點(diǎn)示范的企業(yè),九江石化在2012年開始部署智能制造轉(zhuǎn)型,提出綠色低碳智能工廠的企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。九江石化的智能制造轉(zhuǎn)型有兩個(gè)重要的特征。第一,優(yōu)化一體化。由于產(chǎn)品不止一個(gè),如何讓原油資源得到充分利用,需要進(jìn)行深度優(yōu)化。九江石化通過智能工廠建設(shè),利用工程機(jī)理進(jìn)行建模,優(yōu)化后效益得到提高。第二,安全和環(huán)保一體化。石油化工是易燃易爆、有毒有害的行業(yè),因此安全環(huán)保是運(yùn)行的基礎(chǔ)。若有事故發(fā)生,也需將影響降到最低,九江石化通過自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)進(jìn)行阻防,目前已經(jīng)能夠?qū)Χ鄶?shù)情況進(jìn)行預(yù)警。另外,九江石化的地理位置對(duì)環(huán)保提出了更高的要求,因此,在智能工廠建設(shè)中,構(gòu)建了環(huán)保管控系統(tǒng),在全廠建立環(huán)保地圖,利用環(huán)保地圖實(shí)現(xiàn)全場排污口的實(shí)時(shí)監(jiān)控。通過智能工廠的建設(shè),結(jié)合企業(yè)自身特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)安全和環(huán)保一體化。
“十三五”期間,石油化工企業(yè)在信息化系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、優(yōu)化系統(tǒng)等方面的建設(shè)已經(jīng)全面啟動(dòng),取得了長足的進(jìn)步,為邁向智能制造奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。
《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中提出,標(biāo)準(zhǔn)對(duì)智能制造具有引導(dǎo)、領(lǐng)航作用,制造需要在標(biāo)準(zhǔn)的引領(lǐng)下,走向大規(guī)模的工業(yè)化。2021的12月,國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)發(fā)布了《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》(以下簡稱《指南》),《指南》更加符合智能制造的特殊場景需要,更加能夠體現(xiàn)制造的核心內(nèi)涵。
我國一直在推進(jìn)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè),石油化工行業(yè)作為典型的制造行業(yè),在最初智能制造建設(shè)中,缺少相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。從2016年開始,通過與智能制造試點(diǎn)示范的結(jié)合,探索相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定。但一個(gè)完整的標(biāo)準(zhǔn)化體系的形成是需要實(shí)踐的,在共性的、個(gè)性的特征被提煉出來后,石油化工行業(yè)的智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)主要分兩個(gè)方向進(jìn)行。第一,完善行業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn),在智能制造的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),比如感知的問題,數(shù)據(jù)處理的問題、應(yīng)用架構(gòu)的問題等,需要不斷完善各個(gè)環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)以形成完整的標(biāo)準(zhǔn)體系。第二,推進(jìn)智能工廠的實(shí)踐,推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)建設(shè)中的實(shí)踐,在實(shí)踐過程中不斷完善標(biāo)準(zhǔn)體系,使標(biāo)準(zhǔn)和系統(tǒng)相互推進(jìn)。
標(biāo)準(zhǔn)的完善是循序漸進(jìn)的過程,要一步一實(shí)踐,從團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)到國家標(biāo)準(zhǔn)甚至國際標(biāo)準(zhǔn),中國智能制造相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未來一定能在國際上占據(jù)地位。
智能制造是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,伴隨著新事物的生成,面向復(fù)雜生產(chǎn)系統(tǒng)、控制系統(tǒng),是新技術(shù)、新工藝與智能裝備、工業(yè)軟件多方位的生態(tài)融合?!丁笆奈濉敝悄苤圃彀l(fā)展規(guī)劃》的提出,為創(chuàng)新生態(tài)的進(jìn)一步融合提供了溫床,新技術(shù)的發(fā)展為智能制造的實(shí)現(xiàn)開辟了全方位的融合之路。智能裝備和工業(yè)軟件作為智能制造不可缺少的兩個(gè)環(huán)節(jié),對(duì)石油化工行業(yè)來說,在智能制造裝備領(lǐng)域已經(jīng)取得長足的進(jìn)步。工業(yè)軟件始終存在一些卡脖子的問題,需要進(jìn)一步努力。在石油化工行業(yè),目前主要的成績有以下幾個(gè)方面。第一,我國目前自主可控的智能裝備非常值得信賴,像石化行業(yè)的智能化倉儲(chǔ),絕大部分都是采用國產(chǎn)化的裝備。第二,在流程工業(yè)方面,傳感器的感知能力、可靠性、邊緣計(jì)算能力等快速發(fā)展。比如感知物料固性的質(zhì)量分析儀表、視覺檢測等。第三,機(jī)器人在石化工業(yè)的應(yīng)用非常有效,比如使用機(jī)器人檢測硫化氫。第四,管控系統(tǒng)應(yīng)用已經(jīng)十分成熟,在保證質(zhì)量前提下,調(diào)和環(huán)保和安全各方面的管控要求。第五,石油化工行業(yè)工業(yè)軟件已經(jīng)有很多可以和國外的先進(jìn)軟件相媲美,但還有努力的空間。另外,石油化工行業(yè)在新技術(shù)、新工藝上有很多有意義的探索,例如,擁有完全自主產(chǎn)權(quán)的乙烯制造工藝。在此基礎(chǔ)之上,基于數(shù)字孿生的智能制造,將工藝和裝備進(jìn)行融合,占據(jù)智能制造裝備的制高點(diǎn),也是今后需要努力的方向。
工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是真正在解決工業(yè)的問題,是生態(tài)合作的成果,人工智能、大數(shù)據(jù)正在緊密的和制造業(yè)相結(jié)合。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是智能制造重要的基礎(chǔ)設(shè)施,是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要途徑。針對(duì)石油化工行業(yè)環(huán)保要求,要實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的流動(dòng),需要能源的消耗,而能源的消耗一定會(huì)帶來排放的限制,這些內(nèi)在聯(lián)系需要通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行結(jié)合與制衡,形成智能制造的生態(tài)。因此,從石油化工行業(yè)的角度來看,工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)推進(jìn)智能制造尤為重要。
《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》的提出,在頂層設(shè)計(jì)上給我們指明了方向。制造業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)石油化工行業(yè)提出了明確的要求,需要從五個(gè)方面去重視。第一,補(bǔ)齊短板,大力發(fā)展工業(yè)軟件。通過扎實(shí)理論基礎(chǔ)和工藝基礎(chǔ),再結(jié)合產(chǎn)學(xué)研用,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)生態(tài)的融合。第二,穩(wěn)固裝備,提升裝備基礎(chǔ)性作用。對(duì)石化行業(yè)來說,流程的整個(gè)過程都需要裝備,并且需要對(duì)裝備進(jìn)行感知檢測,預(yù)知風(fēng)險(xiǎn),防范風(fēng)險(xiǎn)。第三,決策優(yōu)化,形成智能制造創(chuàng)新生態(tài)。對(duì)石化行業(yè)來說,數(shù)據(jù)之間是有關(guān)聯(lián)的,需要通過建模將其鏈接,形成一個(gè)有機(jī)的整體。
第四,完善標(biāo)準(zhǔn),引領(lǐng)行業(yè)整體發(fā)展。標(biāo)準(zhǔn)作為一種頂層設(shè)計(jì),在推進(jìn)智能制造的進(jìn)程中,可以參照《國家智能制造標(biāo)準(zhǔn)化體系建設(shè)指南》,建立各個(gè)行業(yè)的細(xì)分標(biāo)準(zhǔn)。第五,加強(qiáng)示范,推廣實(shí)踐應(yīng)用。推進(jìn)行業(yè)的場景化應(yīng)用,推廣行業(yè)智能制造試點(diǎn)示范的實(shí)踐效應(yīng)。
對(duì)于石油化工行業(yè)來說,“智造”已初具規(guī)模,未來應(yīng)推動(dòng)“智造”升級(jí),以新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新模式實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的新動(dòng)能,大力發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng),實(shí)施智能制造工程和制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型行動(dòng),推動(dòng)工業(yè)化與信息化深度融合。石油化工企業(yè)應(yīng)依據(jù)自身發(fā)展的不同特點(diǎn),聚焦具有本地優(yōu)勢和特色的智能制造細(xì)分產(chǎn)業(yè)發(fā)展,結(jié)合工藝水平的提升,在特定應(yīng)用場景進(jìn)行突破,石油化工行業(yè)的智能制造定能實(shí)現(xiàn)。