流程型智能制造注重制造過程的在線優(yōu)化和精細(xì)化管理，是智能制造重點(diǎn)發(fā)展方向之一。九江石化作為目前全國首批智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)，從2013年開始建設(shè)智能工廠，形成了可推廣的智能工廠應(yīng)用框架和建設(shè)模板，成為流程型行業(yè)特別是石化行業(yè)智能化改造的樣本。在當(dāng)前我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)效益下行、結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型升級(jí)全面推進(jìn)的背景下，總結(jié)并學(xué)習(xí)九江石化的智能制造經(jīng)驗(yàn)，對(duì)推動(dòng)我國流程型企業(yè)由大變強(qiáng)具有重要意義。

九江石化的智能工廠建設(shè)過程

九江石化，全稱為中國石油化工股份有限公司九江分公司，屬于中等規(guī)模的燃料型煉廠，智能工廠建設(shè)歷經(jīng)三年，初步形成了智能工廠基本框架，體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。　

體制機(jī)制重組調(diào)整。2010年以來，九江石化完成了一系列組織機(jī)構(gòu)的重組與職能調(diào)整。構(gòu)建了矩陣式集中管控新模式。建立了生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化、三維建模等一系列專業(yè)團(tuán)隊(duì)。充實(shí)信息化管理、開發(fā)及運(yùn)維力量，建立關(guān)鍵用戶激勵(lì)機(jī)制。

集成平臺(tái)和標(biāo)準(zhǔn)化。九江石化建設(shè)了企業(yè)級(jí)中央數(shù)據(jù)庫，突破了此前業(yè)內(nèi)普遍采用的“插管式”集成方式的限制。中央數(shù)據(jù)庫集成了13個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，為9個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供有效數(shù)據(jù)。通過“采標(biāo)、擴(kuò)標(biāo)、建標(biāo)”方式，完成了與中國石化標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的對(duì)接。

建設(shè)生產(chǎn)管控中心。2014年7月，九江石化智能工廠神經(jīng)中樞——生產(chǎn)管控中心建成投用。生產(chǎn)管控中心集經(jīng)營優(yōu)化、生產(chǎn)指揮、工藝操作、運(yùn)行管理、專業(yè)支持、應(yīng)急保障“六位一體”功能，生產(chǎn)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)由單裝置操作向系統(tǒng)化操作、管控分離向管控一體的轉(zhuǎn)變。

三維數(shù)字化應(yīng)用。九江石化基于工程設(shè)計(jì)的三維數(shù)字化平臺(tái)現(xiàn)已集成120萬噸/年連續(xù)重整等15套生產(chǎn)裝置，以企業(yè)級(jí)中央數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了工藝管理、設(shè)備管理、HSE管理、操作培訓(xùn)、三維漫游、視頻監(jiān)控等六大類深化應(yīng)用。

建設(shè)全流程優(yōu)化平臺(tái)。九江石化應(yīng)用自主開發(fā)的全流程優(yōu)化平臺(tái)提升了PIMS、RSIM、ORION、SMES一體化聯(lián)動(dòng)優(yōu)化功效，實(shí)現(xiàn)了煉油全流程優(yōu)化的閉環(huán)管理，提升了生產(chǎn)經(jīng)營優(yōu)化的敏捷性和準(zhǔn)確性。2015年1至8月，九江石化賬面利潤和噸油利潤均列沿江5家煉化企業(yè)首位。

HSE管理及應(yīng)急指揮。九江石化通過HSE管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全員全過程HSE管理。施工備案系統(tǒng)對(duì)當(dāng)天每項(xiàng)作業(yè)實(shí)行“五位一體”有效監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)了各類報(bào)警儀、視頻監(jiān)控實(shí)現(xiàn)集中管理、實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。環(huán)保地圖系統(tǒng)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)各類環(huán)境信息，異常情況及時(shí)處置、閉環(huán)管理。

2012年，九江石化被列入中國石化首批4家智能工廠試點(diǎn)建設(shè)企業(yè)之一。2014年，九江石化列入工信部“兩化”融合管理體系貫標(biāo)試點(diǎn)企業(yè)、江西省“兩化”融合示范企業(yè)。2015年7月，入選工信部智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)。

九江石化智能工廠整體上分為三個(gè)層次：一是管理層。以資源管理系統(tǒng)（ERP）應(yīng)用為主，包括實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）、原油評(píng)價(jià)系統(tǒng)、計(jì)量管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，主要是對(duì)生產(chǎn)中的人、物、數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。二是生產(chǎn)層。包括生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）、生產(chǎn)計(jì)劃與調(diào)度系統(tǒng)、流程模擬系統(tǒng)，并生成企業(yè)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，管理層的原油評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，以及各項(xiàng)目標(biāo)在這一層轉(zhuǎn)換成具體操作指令。三是操作層。包括產(chǎn)品生命周期（PLM）、流程模擬（RSIM）、Orion，具體主要根據(jù)周、日的排產(chǎn)計(jì)劃，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)設(shè)備負(fù)荷、儀器儀表運(yùn)行、采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

流程型制造的工藝過程是連續(xù)進(jìn)行，不能中斷。為此，九江石化在生產(chǎn)煉化環(huán)節(jié)建立生產(chǎn)管控中心，該中心集生產(chǎn)運(yùn)行、全流程優(yōu)化、環(huán)保監(jiān)測(cè)、DCS 控制、視頻監(jiān)控等多個(gè)信息系統(tǒng)于一體。通過應(yīng)用先進(jìn)信息、通信及工程技術(shù)，實(shí)時(shí)匯集傳遞生產(chǎn)、安全、環(huán)保、工藝、質(zhì)量等信息，通過數(shù)據(jù)分析，制定出精細(xì)化的生產(chǎn)安排，整個(gè)生產(chǎn)流程不再局限于單一的生產(chǎn)，而是一個(gè)數(shù)字化的操作集成。

流程型制造要保障生產(chǎn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和及時(shí)反饋。為此，九江石化通過內(nèi)外聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了中控室與生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)操作及時(shí)互通。當(dāng)數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息異常或者在日常檢查中發(fā)現(xiàn)設(shè)備問題時(shí)，外出的操作人員就能及時(shí)將異常信息通過移動(dòng)終端反饋到中控室，中控室再根據(jù)整個(gè)生產(chǎn)流程的運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備信息等綜合數(shù)據(jù)做出評(píng)判，給出解決方案，并向現(xiàn)場(chǎng)操作人員發(fā)出指令，進(jìn)而解決問題。該聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)借助了移動(dòng)終端設(shè)備、數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)等數(shù)字化設(shè)備。通過內(nèi)外聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，能夠大幅提高流程型制造企業(yè)的操作效率，保障生產(chǎn)安全和設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

流程型制造企業(yè)的產(chǎn)品往往因重量、安全等因素，比如各種腐蝕性化學(xué)品等，對(duì)倉儲(chǔ)要求較高。為此，九江石化利用物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，建成了智能化的立體閥門倉庫，倉儲(chǔ)作業(yè)、配貨送貨效率顯著提升。產(chǎn)品出廠發(fā)貨實(shí)現(xiàn)了鐵路裝車自動(dòng)定位、密閉灌裝、流量遠(yuǎn)程控制。通過建設(shè)智能倉庫，實(shí)現(xiàn)倉儲(chǔ)、配貨、灌裝、發(fā)貨流程無人化，既保障了化學(xué)物品管控的安全性，也大大提高了倉儲(chǔ)管理效率。

九江石化積極引入ERP、MES、先進(jìn)過程控制等管理方式，對(duì)管理層、生產(chǎn)層進(jìn)行信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)生產(chǎn)運(yùn)營過程的數(shù)字化管控，極大地提升了對(duì)各項(xiàng)生產(chǎn)指標(biāo)的預(yù)測(cè)、預(yù)警，以及動(dòng)態(tài)分析與輔助決策能力。通過數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化的運(yùn)營管理模式，生產(chǎn)優(yōu)化能力由局部?jī)?yōu)化提升為一體化優(yōu)化，由月度優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)時(shí)在線優(yōu)化。

九江石化智能工廠建設(shè)，大幅提升了油品煉化質(zhì)量和生產(chǎn)、管理效率，在保障安全生產(chǎn)等方面都做出了行業(yè)表率，成效顯著。

效益是企業(yè)生存的根本。九江石化通過采用自主開發(fā)的煉油全流程一體化優(yōu)化平臺(tái)，加快智能化、信息化設(shè)備的應(yīng)用，優(yōu)化配置資源，開展加工路線比選、單裝置優(yōu)化等，實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)測(cè)算127個(gè)案例。九江石化通過智能工廠的建設(shè)，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高10%以上，2014年累計(jì)增加經(jīng)濟(jì)效益2.2億元，助推公司加工噸原油邊際效益在沿江5家企業(yè)排名逐年提升。九江石化采用內(nèi)外聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，使操作平穩(wěn)率提高5.3%，操作合格率從90.7%提升至100%。

安全生產(chǎn)是石化企業(yè)的重中之重。九江石化通過智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)、智能工廠等自動(dòng)化廠房設(shè)備，始終將安全生產(chǎn)的工作準(zhǔn)則放在工作優(yōu)先位置。實(shí)現(xiàn)了整個(gè)工廠的850臺(tái)可燃?xì)鈭?bào)警器、1000余處火災(zāi)報(bào)警器、585套視頻監(jiān)控的一體化聯(lián)動(dòng)管理。能夠有效減少安全隱患，支撐安全、環(huán)保、健康(HSE)管理由事后管理向事前預(yù)測(cè)和事中控制轉(zhuǎn)變。為此，九江石化連續(xù)5年獲評(píng)中國石化安全生產(chǎn)先進(jìn)單位。

管理是企業(yè)發(fā)展的核心。管理直接關(guān)系到整個(gè)企業(yè)資源的高效運(yùn)作和優(yōu)化配置，可以說，管理方式和管理水平是企業(yè)內(nèi)在文化積淀的關(guān)鍵所在。九江石化借助各類信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了公司的扁平化、矩陣式管理，使業(yè)務(wù)流程進(jìn)一步優(yōu)化，管理效率持續(xù)提升。實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)行由單裝置操作向系統(tǒng)化操作的轉(zhuǎn)變，由管控分離向矩陣式管控一體的轉(zhuǎn)變，有效提升了企業(yè)管理水平，增強(qiáng)了企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。實(shí)現(xiàn)了工作班組減少13%，人員減少12%，降低了人工成本。

信息是智能工廠的關(guān)鍵。九江石化通過基于企業(yè)級(jí)中央數(shù)據(jù)庫的集中集成，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)運(yùn)營主數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、企業(yè)級(jí)全場(chǎng)景三維數(shù)字化平臺(tái)及深化應(yīng)用，應(yīng)用了工業(yè)企業(yè)移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)及音視頻通信融合、大數(shù)據(jù)分析及優(yōu)化等一系列先進(jìn)技術(shù)，很多技術(shù)都是首次在國內(nèi)石化企業(yè)使用。通過對(duì)信息的監(jiān)測(cè)和協(xié)同應(yīng)用，企業(yè)控制率提高10%，數(shù)據(jù)自動(dòng)采集率超過90%，實(shí)現(xiàn)了100%對(duì)污染排放的自動(dòng)監(jiān)控。

在取得積極成果后，九江石化下一步繼續(xù)完善相關(guān)的智能化設(shè)備，探索更加高端、先進(jìn)的智能制造經(jīng)驗(yàn)。

目前，九江石化借助智能設(shè)備和信息化手段，已經(jīng)構(gòu)建了智能工廠的基本框架。下一步，九江石化將建設(shè)升級(jí)版的智能工廠。九江石化已經(jīng)與上海交通大學(xué)等5所高校以及北京郵電大學(xué)、浙江中控、石化盈科等ICT廠商簽訂了九江石化智能工廠產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟4個(gè)框架協(xié)議，規(guī)劃設(shè)計(jì)并啟動(dòng)建設(shè)石化智能工廠升級(jí)版，將借助全三維數(shù)字化煉廠、集中集成平臺(tái)和大數(shù)據(jù)技術(shù)等，建立各類預(yù)測(cè)及優(yōu)化模型，分析、改造、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，不斷提高各環(huán)節(jié)實(shí)時(shí)感知能力、機(jī)理分析能力、模型預(yù)測(cè)能力、優(yōu)化協(xié)同能力，持續(xù)提升安全環(huán)保、經(jīng)濟(jì)效益和綜合管理水平，打造國家級(jí)智能制造試點(diǎn)示范企業(yè)，努力實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)煉化企業(yè)的提質(zhì)增效和轉(zhuǎn)型升級(jí)。

隨著互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用，生產(chǎn)型企業(yè)正在逐步向服務(wù)化轉(zhuǎn)型，由傳統(tǒng)的提供產(chǎn)品的企業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)樘峁┌óa(chǎn)品、服務(wù)、設(shè)計(jì)等在內(nèi)的綜合服務(wù)提供商。為此，九江石化下一步將在建設(shè)智能工廠的同時(shí)，積極推動(dòng)生產(chǎn)方式、商業(yè)模式、服務(wù)模式的創(chuàng)新，建立集約化、一體化的經(jīng)營管理新模式和數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的生產(chǎn)運(yùn)營新模式，轉(zhuǎn)變以單一產(chǎn)品為主的商業(yè)模式，逐步構(gòu)建以客戶為中心、互聯(lián)網(wǎng)為載體的石化商業(yè)新業(yè)態(tài)。

目前，石化智能工廠在世界范圍內(nèi)尚沒有明確統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和定義，九江石化建設(shè)智能工廠的成效具有樣本意義，可供流程型企業(yè)參考。

頂層設(shè)計(jì)是核心。流程型企業(yè)打造智能工廠，要站在全局、整體層面進(jìn)行深入研究，把握智能工廠的建設(shè)規(guī)律，結(jié)合各自企業(yè)的流程生產(chǎn)特點(diǎn)，制定個(gè)性化的智能系統(tǒng)。按照“簡(jiǎn)潔易用”的原則，制定能夠滿足企業(yè)自身需求的智能化改造方案，會(huì)涉及人員高效管理、設(shè)備自動(dòng)化、煉化技術(shù)等方面。同時(shí)，必須依托自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備等硬件設(shè)施，應(yīng)用ERP管理、生命周期管理、企業(yè)數(shù)據(jù)庫等軟件，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程型生產(chǎn)系統(tǒng)的全過程智能化改造。為此，智能化改造的頂層設(shè)計(jì)尤為重要，通過制定個(gè)性化的智能制造頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)流程到管理運(yùn)作的全方位應(yīng)用、全過程管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)子系統(tǒng)的高效運(yùn)作，更要實(shí)現(xiàn)各系統(tǒng)之間的密切協(xié)作。

數(shù)據(jù)集成是關(guān)鍵。為此，企業(yè)需要建立數(shù)據(jù)中心，以及服務(wù)于數(shù)據(jù)中心的信息化基礎(chǔ)設(shè)施，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、企業(yè)數(shù)據(jù)庫、信息采集設(shè)備、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)等。生產(chǎn)一線的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，通過PLC等設(shè)備采集到之后，再由傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，形成企業(yè)數(shù)據(jù)庫，這一整套系統(tǒng)正是企業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化改造所要建設(shè)的數(shù)據(jù)中心。其中，數(shù)據(jù)的采集是重點(diǎn)，要建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)規(guī)范，包括設(shè)備型號(hào)、材料的尺寸、特性、大小、時(shí)間等，只有統(tǒng)一數(shù)據(jù)口徑，才能采集到真實(shí)可用的數(shù)據(jù)，進(jìn)而指導(dǎo)生產(chǎn)。流程型企業(yè)建設(shè)需提早謀劃，在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)備、生產(chǎn)建設(shè)的規(guī)劃時(shí)，就應(yīng)充分考慮到生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的采集與應(yīng)用。

智能裝備是支撐。流程型企業(yè)建設(shè)智能工廠需應(yīng)用大量的智能化設(shè)備和系統(tǒng)，包括物聯(lián)網(wǎng)、智能終端、大數(shù)據(jù)等。它要求流程型制造企業(yè)不論是新建工廠還是在原有基礎(chǔ)上改造，都要主動(dòng)應(yīng)用和完善智能化設(shè)備，滿足生產(chǎn)智能化的需要。同時(shí)，還應(yīng)主動(dòng)升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備、通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心，滿足智能化要求。對(duì)于不具備條件的，可通過技術(shù)改造，升級(jí)現(xiàn)有設(shè)備，配置相應(yīng)的智能化監(jiān)控、操作模塊，最終實(shí)現(xiàn)智能化。

流程優(yōu)化是手段。智能工廠的建設(shè)就是利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，分析內(nèi)外部數(shù)據(jù)，形成決策，在減少人員干預(yù)的條件下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化生產(chǎn)，最終完成工廠智能化運(yùn)作。為此，必須建立基于流程生產(chǎn)設(shè)備、信息技術(shù)的規(guī)范管理體系，保障各項(xiàng)設(shè)備的正常運(yùn)行，以及數(shù)據(jù)信息的安全可控。同時(shí)，還要積極建立與智能工廠相匹配的企業(yè)理念與文化，智能工廠的管理模式要與企業(yè)文化、企業(yè)管理者戰(zhàn)略保持一致，它會(huì)涉及到企業(yè)轉(zhuǎn)變生產(chǎn)經(jīng)營方式、組織變革、人員素質(zhì)提高等各個(gè)方面。