建设智能工厂 激发提质增效新动能

□ 本刊记者 宋玉春 龙泰良 周一兵 王群伟 通讯员 卞江岐 刘丽婷

从新概念到新常态，“智能化”在过去的5年中已经逐步渗透到企业生产经营的各环节。

天津石化炼油部联合八车间员工在调整装置操作。张辉 摄

3月16日，茂名石化正式启动ESP-iSYS实时数据库系统推广应用项目，这个项目预计9月上线运行。届时，该公司目前多套分散的数采系统将完成整合，数据库点数容量由10万点扩容到20万点，实现生产工艺全流程动态监测、历史趋势显示、自定义报表、LIMS 数据集成、报警信息管理等功能，形成较为完备的企业生产数据平台。这是茂名石化智能工厂建设的一项新进展。

目前，以“创新”和“智能”为引领，积极培育发展新动能，推进中国“制造”向“智造”转变已经成为中国经济发展方向，推进智能制造、绿色生产，是石化企业实现提质增效、转型升级的必由之路。2013年，中国石化选择镇海炼化、茂名石化、燕山石化和九江石化4家企业作为首批智能工厂试点企业，经过5年的建设，4家企业初步形成了数字化、网络化、智能化的生产运营模式，提升了企业系统优化和分析预测能力，促进了企业提质增效和内涵发展。

打造生产优化智能平台 实现经济效益最佳

生产运行是炼厂的主要价值链，也是智能工厂建设的主战场，智能化能够消除生产运行中的低效环节。“智能化”在过去的5年中已经逐步渗透到企业生产经营的各环节，生产优化智能平台的建设运用，最大限度提升了生产经营的准度、精度和效率。

生产组织以调度为中心，镇海炼化生产执行系统分为调度指令模块，物料模块、能源模块。通过指令线上管理、一键下达、量值反馈，指令效率提高15%，调度日报编制从1小时变成10分钟。通过生产技术月报结构化编制、工艺卡片指标实时数据与月报、台账监控统计的自动关联等，促进工艺管理更加规范和高效，同时有效件减少技术人员工作量，编制时间由8小时缩短到2小时，解放了技术人员的案头工作，从而将更多的精力投入现场管理中去。

4月2日，镇海炼化在线分析仪监控管理模块进入试运行阶段。该模块主要包括工艺监控管理、设备运维管理、业务管理等功能。镇海炼化现已陆续建成15套装置APC并正常投用。2017年，镇海炼化生产经营优化团队利用RSIM、SPYRO、Aspen等软件优化测算，为公司优化原料、优化生产运行、解决生产问题提供了技术支持。全年利用各类软件共测算单装置模型优化案例108项，创效3553万元。

茂名石化生产计划协同优化平台主要集成了金凯讯、ERP等多个系统，是茂名石化生产优化智能平台的一部分。2017年8月，茂名石化建立了日优化模型，初步实现优化指令的量化和从指令下发到执行反馈的自动评价，做到“日平衡、日调整，日优化、日提升”。近一年来，通过日优化平台开展的105项专项优化，为企业增效9066万元。

除了日优化平台系统的广泛应用，茂名石化还应用先进控制技术（APC）提高生产装置运行平稳性和安全性，实现装置关键参数的“卡边”操作，降本增效。近一年来，茂名石化11套生产装置APC相继投用，主要生产装置APC覆盖率达到89%，累计信息化优化增效10.95亿元，裂解装置APC利用在线SPYRO对裂解炉的裂解深度进行模拟计算，获得最优的运行参数，通过先进控制器对COT控制回路控制优化，裂解深度、产物分布得到有效控制，年可增加效益4194万元。

燕山石化结合企业具体实际，坚持“需求驱动，业务主导”，重点突出效率和效益，积极推进智能工厂建设。目前，公司智能工厂建设着重于乙烯工厂和炼油一厂的全业务、全范围的智能化。通过生产过程的全自动感知、全过程优化，已经初步实现全工厂的无人驾驶操作，以及计划、生产、安全、环保等全业务的智能化运行。在生产优化方面，2013年乙烯工厂同步应用实时优化（RTO）技术和先进过程控制（APC）系统。APC系统根据原料情况，自动将装置总处理量推向最大；RTO技术在每个生产周期内，计算出一套优化的控制参数，并进行实时调整，最终实现以效益为核心的闭环优化运行，使乙烯和丙烯收率大幅提高，平均年创效2500万元。2010年，炼油一厂全厂APC与核磁共振（NMR）在线分析仪实现集成应用，自动将航煤抽出推向最大化，平均年创效4000万元。

全流程优化平台是九江石化以经济效益最大化为目标，自主开发的面向数字化、网络化、智能化制造的核心平台，它通过中央数据库（ODS）与LIMS、SMES、ERP等系统共享数据，提升PIMS、RSIM和ORION一体化联动优化功效，实现闭环管理。2013年，全流程优化平台在国内同行中首次上线运行后，九江石化充分发挥其作用，深入开展资源配置优化、加工路线比选、单装置优化等工作，不仅实现了月计划—周调度—日平衡的双闭环管理，提升了炼油全流程优化的准确性和敏捷性，而且最大限度提升了企业的经济效益。

打造安全管控智能平台 保障生产稳定运行

安全是石化生产不可忽视的组成部分，智能技术在保障化工行业安全方面发挥日益重要的作用。这4家企业利用大数据分析和挖掘来解决生产、运维中的深层次问题，构建安全管控智能平台，实现了安全生产智能管理。

九江石化员工对现场仪表进行维护。王群伟 摄

2017年5月，中国石化首家试点工程建设管理信息系统，在镇海炼化通过了专家审核。该系统实现了工程项目从立项、采购、施工、验收的项目建设全过程管控，填补了工程建设领域信息化的空白。在POX装置建设现场，承包商人员通过手机签到进入工地，每台工机具上也都有一个二维码，检查人员只要扫描二维码就可以获取工机具的具体信息和实物图片。智能化的手段进一步加强了施工现场的人机具管理，保证进场人机具全部处于受控状态，基于移动端提升现场质量问题整改、闭环处理，使安全质量问题从结果性管理变为过程管理。

镇海炼化还建设投用了电气集控中心，通过遥信、遥视、遥测等智能化手段，对200多座变配电所和全公司电网进行实时监控，实现了智能“五防”、智能故障分析，可有效防止误操作，保障电力系统安全可靠运行；“就地+集中”值班方式的改进，使夜间值班人数由21人减少为13人。建立了统一的设备监控平台，及时掌握58台大机组的运行状态，大大提升对现场设备的在线监控水平。

2017年11月，镇海炼化重整装置现场开出了首张“电子火票”，标志着作业票证管理迈入电子化时代。2017年12月，承包商属地安全教育首次实现移动终端大批量在线培训、移动考试、自动阅卷，缓解今年大修2万多名外来施工人员的安全考试压力。2018年4月4G无线网络投入试运行并开展施工过程安全作业票证签发、小神探智能巡检等试点应用，通过移动应用实现各个专业现场管理下沉，提高安全管控水平和现场作业效率。

茂名石化以全面提升安全风险防控和应急处置能力为目标，致力打造安全环保管控智能平台，创建生产现场管理可视化系统，实现风险实时监控及预警，促进安稳生产。针对拥有数百公里长、沿途环境复杂输油管道的实际，该公司通过建成地理坐标、管线和周边环境信息、视频监控、三维应用、智能巡检为一体的智能管线管理平台，使长输管线安全管控由单一的参数监控转变为全景三维立体监控，油气长输管线安全管控能力大幅提升。近年来，他们还以此平台为依托，积极推进现场施工作业视频监控，不断推动“增强感知能力”的视频监控系统升级，先后将分散的1300多路工业视频监控点集成到统一系统集中管控，投用6套移动无线4G视频监控、2套厂区全景高点视频设备，对所有现场作业区实施实时监控，不仅能第一时间发现和处置问题，还使作业人员增强了自律性。

燕山石化在乙烯厂和炼油一厂建成了操作报警智能管理系统，可以智能分析出主要报警、无效报警及形成原因，使生产装置的报警数下降93%；发现异常工况与快速问题分析系统，实现了对生产过程风险的动态监测、评估和管控，降低了人为操作的失误率。加上智能巡检、工艺过程的能源优化等，使两个工厂初步实现全业务、全范围的智能化。

近日，燕山石化自主研发的火灾智能识别系统实测成功。这是该公司在工业视频智能分析领域取得的新成就，对该公司智能工厂建设在大数据与视频应用方面具有里程碑式意义。该系统是以大数据分析为基础，运用专利技术，通过实时采集数千路视频摄像数据，第一时间智能识别火灾及火前烟雾，精准定位火灾地点并发出声光报警。不仅为火灾应急救援争取了宝贵时间，还因为无须人工盯屏，从而有效避免了传统的工业视频人工巡检工作的疏漏和延迟应急等问题。

走进九江石化生产管控中心，犹如置身航天发射中心，成为许多人对九江石化智能工厂的第一印象。作为智能工厂神经中枢，这里集中集成了经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支持、应急保障“六位一体”的功能定位，同时建立环保实时监控和应急指挥平台，集HSE管理、环保数据实时监测、119接处警、各类可燃有毒有害气体实时联网及视频监控联动、应急指挥等系统于一体，1968个有毒有害及可燃气体报警、4048个火灾报警点、1299个视频监控摄像头统一管理、实时联动，应用达到国际先进水平；生产过程实时感知能力全面提升，2万余个实时数据采集点，使得主要装置自动化控制率、数据采集率达95%，各类温度、压力、流量监测（计量）仪表实时联网，覆盖率100%。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，大幅提升了企业的生产运营管控水平。

打造节能减排智能平台 促进绿色低碳生产

石化行业要实现绿色低碳生产，石化装备的智能化是基础。各企业积极利用智能技术和智能装备打造节能减排智能平台，使企业的绿色低碳生产迈上新台阶。

茂名石化建立了环保风险预测预警信息化体系，积极应用物联网、三维模型和地理信息技术，对全厂污染排放点进行实时动态监控和预警，保证了“三废”达标排放。他们还通过建立LDAR系统，全面开展密封点监测和漏点修复工作，近一年来，VOCs（挥发性有机物）综合减排28吨，提高了环保防控能力。该公司连续三年在广东省重点污染源环境保护信用评级中挂绿牌。在此基础上，茂名石化还建立了全厂能量平衡、蒸汽管网等优化模型，确保能源系统实现最优运行。通过利用MES系统，结合生产实际，实现了对系统物料包括氢气、瓦斯、酸性气等生产数据的精确统计和情况跟踪。如对氢气管网，通过MES系统将不同氢气压力拆分为低压氢气、高中压氢气两个等级，建立了管网平衡模型，有效跟踪了各等级氢气的产耗、互串情况。今年以来，他们还应用能源数字化管理体系，有效降低了原油加工损失率，今年1～5月，茂名石化原油加工损失率达到0.335%的历史同期最好水平，相当于减少原油损耗近10万吨。

燕山石化建成了环境在线与智能分析平台，实时监控现场水、大气、烟气等环境数据，实时集成VOCs，LDAR（泄漏检测与修复）等动态信息，实时预警，实时报告，是集自动采集、可视化监控、环保地图及污染物自动溯源于一体的环保管理平台。该平台不仅将工厂内的环境数据实时对社会公布，而且充分通过数据分析溯源，有针对性地驱动环境治理。该平台的自动集成技术拥有自主知识产权，很受现场职工欢迎。在燕山石化安全生产指挥中心，环保场景通过燕山石化环境在线与智能分析平台，能够展示国控源数据（污染源烟气在线自动监测实时数据）、空气质量数据、VOCs网格化管理、LADR管理、臭氧、废水管理、气相检测等信息。

2018年5月，镇海炼化储运部分储罐VOCs治理项目“一罐一线一炉”按期顺利完成开车投用。储运部分储罐VOCs治理项目是镇海炼化一项重要的“碧水蓝天”环保工程，总投资4800万元。通过“柴油吸收+蓄热氧化”工艺，对储罐内废气进行密闭回收集中处理，非甲烷总烃等处理率超过97%。同步投用的VOCs在线监测系统能够将废弃排放口的数据同步传输到网上，向社会实时公示。目前镇海炼化已有包括VOCs、氮氧化物、二氧化硫等29套在线监测的外排口环保数据及厂界环境数据实时向社会公示。

2014年，九江石化率先在石化行业开发投用“环保地图”（智能HSE环境监测系统），把分布在全厂各处的在线环保监测仪表集中集成、统一管理，强化预警功能，实现了环保管理的可视化、智能化和一体化。环保地图如同管理人员的眼睛，每天实时监控环保数据，自动把关键环保数据生成环保日报，以短信形式发送给公司领导及相关管理人员；一旦有异常，系统提前预警，第一时间自动将数据以短信发送至九江石化负责人及相关人员手机，使各管理层级能够及时掌握污染物及其相关生产信息的变化，形成整体最优调整指令或决策，并在1小时内查清原因、排除问题，大大提升了环保管理效率，促进外排达标污水COD、氨氮指标达到业内领先水平。