打造智能化工廠新樣板——陜西公司智能化工廠建設見聞

陜西公司規(guī)劃建設360萬噸/年甲醇、135萬噸/年聚烯烴項目，分兩期建設。目前，一期180萬噸/年甲醇、60萬噸/年聚烯烴項目已經(jīng)投產(chǎn)。

化工一期自2012年進入建設期后，陜西公司同步啟動智能化工廠建設，通過提高自動化控制水平保證了裝置的平穩(wěn)運行，建成了國內(nèi)技術領先、覆蓋全廠的自動化控制系統(tǒng)，使多套裝置自控率保持在98%以上，裝置運行平穩(wěn)率達95%以上。2015年投產(chǎn)后，裝置保持107%高負荷運行，質量合格率100%，與同等規(guī)模、同類裝置的煤制烯烴項目相比，減少了人員編制500多人，人均生產(chǎn)率提高近40%，能耗降低10%以上，每年降低人員成本1億多元。這些成績的取得，與中煤集團倡導新型煤化工企業(yè)、推進智能化工廠建設，運用科技和信息化手段提質增效、瘦身健體是密不可分的，陜西公司執(zhí)行董事、總經(jīng)理姜殿臣表示。

現(xiàn)場無人化，真正做到“無人”工廠

在陜西公司化工裝置現(xiàn)場，筆者觀察了半個多小時，沒有看見一個人影，再回到諾大的中央控制室，發(fā)現(xiàn)員工也是“寥寥無幾”。

筆者正在納悶的時候，生產(chǎn)指揮中心副主任王宇飛告訴筆者，原來是他們已經(jīng)建成的覆蓋全廠、國內(nèi)領先的控制系統(tǒng)，自控投用率、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動數(shù)采率均達到95%，對提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)投入，穩(wěn)定產(chǎn)品質量，減少操作人員，推進無人值守發(fā)揮著極為重要的作用。另外，在關鍵生產(chǎn)裝置、要害部位安裝了457個攝像頭以及紅外線周界等監(jiān)控設施，將報警信息統(tǒng)一整合集成到報警管理系統(tǒng)，四大生產(chǎn)中心可實現(xiàn)對全廠生產(chǎn)區(qū)域24小時在線監(jiān)控，并可根據(jù)報警級別在第一時間安排人員進行處理。此時，又有一名值班主任告訴筆者：“外操人員在裝置現(xiàn)場利用手持終端、RFID射頻標簽和智能巡檢系統(tǒng)，對現(xiàn)場65條巡檢路線、2852個關鍵設備設施、上萬巡檢項目實現(xiàn)了智能化管理;顯著加強了巡檢業(yè)務執(zhí)行過程的監(jiān)管力度，系統(tǒng)僅上線1個月內(nèi)，各中心的巡檢漏檢率接近于零，極大地促進了外操巡檢工作的開展，確保設備穩(wěn)定運行。全廠一個橫大班外操人員一共才30余人，再加上我們自動化程度高，信息化系統(tǒng)也幫助了我們不少工作，這樣在這個2.5*3平方公里的裝置現(xiàn)場自然就看不到多少人了”。

生產(chǎn)過程透明化，智能“神經(jīng)”系統(tǒng)

8月2日早8點，在陜西公司中央控制室二樓，生產(chǎn)指揮中心值班主任周明向筆者展示了MES平臺和橫大班內(nèi)部市場化平臺。每天早上6點，指揮中心值班主任鼠標一按就會將調(diào)度日報在系統(tǒng)中進行平衡查詢、分析和發(fā)布，8點調(diào)度會議之前，全廠前一天數(shù)據(jù)準確無誤地呈現(xiàn)在領導面前，實現(xiàn)了對生產(chǎn)情況進行及時查找差異并進行優(yōu)化，且到每月的最后一天準時核算出當月成本，報表準確無誤地提交公司財務管理部，這樣“日清月結”高效的MES利用水平在全國絕對算的上是數(shù)一數(shù)二的了。

PE料粒1256噸、PP料粒1275噸、硫磺150噸、消耗原料煤9080噸、新鮮水42464噸、電331萬千瓦時……輕點鼠標，8月1日的雙聚產(chǎn)品產(chǎn)量、能耗和物耗等實時數(shù)據(jù)就在筆者面前展現(xiàn)了出來，并能與成本、銷售數(shù)據(jù)和市場價格數(shù)據(jù)對接，利潤情況一目了然。一方面能夠及時對班組的投入產(chǎn)出情況進行分析，指導班組做出生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)整，實現(xiàn)“增產(chǎn)增效，節(jié)能降耗”;同時做到了橫大班勞動競賽結果的及時更新，使員工每天都能看到自己的工作成果，看到自己班組的排名，看到企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的效果，增加個人榮譽感、成就感和自豪感，推助班組團結協(xié)作。

面對國內(nèi)持續(xù)低迷的經(jīng)濟形勢、較低的油價和大量新建煤制烯烴企業(yè)的投產(chǎn)，造成產(chǎn)品價格持續(xù)降低，企業(yè)生產(chǎn)利潤正在逐步被壓縮，公司提出向管理要效益，通過管理創(chuàng)新，提升精細化管理的水平，而通過建設MES平臺和推行橫大班勞動競賽正是公司提升精細化管理的手段和基礎。MES平臺對生產(chǎn)計劃、調(diào)度、裝置、罐區(qū)、倉儲、進出廠等六大生產(chǎn)業(yè)務的協(xié)同，還對全廠的能耗介質等公用工程資源的生產(chǎn)和消耗數(shù)據(jù)進行采集、平衡、統(tǒng)計、分析，給生產(chǎn)部門提供能源系統(tǒng)的運行狀況、裝置能源動力的消耗情況信息，并進行智能化的自動平衡，實現(xiàn)了能流可視化、能效最大化和能耗可優(yōu)化，大幅降低產(chǎn)品單耗，節(jié)約總能源成本，使企業(yè)目前的物耗水平、能源利用率達到國內(nèi)領先水平。生產(chǎn)指揮中心副主任王宇飛介紹。

在質量管理部，郭兆銀副經(jīng)理向筆者展示了LIMS和質量管理平臺：授權用戶登錄LIMS系統(tǒng)，便可第一時間了解原料、半成品、關鍵生產(chǎn)點以及產(chǎn)品的全流程質量信息，并對質量信息進行跟蹤及時調(diào)整生產(chǎn)，通過與物料管理系統(tǒng)中的實物量、批次等信息進行自動匹配，做到產(chǎn)品質量可追溯、質量事故可認定，為進一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝提升產(chǎn)品質量奠定基礎。

監(jiān)控無死角，提升監(jiān)控預警能力

智能工廠應該是本質安全的。陜西公司副總經(jīng)理、化工分公司總經(jīng)理唐懷江介紹說，針對煤化工企業(yè)易燃易爆、有毒有害的特點，我們在廠區(qū)可能產(chǎn)生有毒有害氣體和可能泄露可燃氣體的部位安裝了816臺固定式報警儀，在關鍵生產(chǎn)裝置、要害部位安裝了40000余臺火災探測器、457個攝像頭以及紅外線周界等監(jiān)控設施，并在乙烯罐區(qū)安裝激光氣體探測裝置五套，建立自動氣象監(jiān)測站一套，全廠高點監(jiān)控2套，發(fā)現(xiàn)安全、環(huán)保和消防等各專業(yè)類型問題900多條，避免了由于火災、爆炸、中毒等重大事故3項，為企業(yè)減少和避免了高額的經(jīng)濟損失。另外，基于應急指揮情況下的移動和應急聯(lián)動，給相關人員配備了1000張人員定位卡、70多臺智能移動設備以及單兵作戰(zhàn)等設備實現(xiàn)對全廠生產(chǎn)區(qū)域24小時在線監(jiān)控，并通過安防聯(lián)動平臺將報警信息統(tǒng)一整合集成到報警管理系統(tǒng)，并可根據(jù)報警級別在第一時間安排人員進行處理。實現(xiàn)了固話、手機、無線對講及擴音廣播等通訊方式高度融合，結合GIS系統(tǒng)實現(xiàn)對全廠危險源、?；返目梢暬O(jiān)控，加強了現(xiàn)場安全監(jiān)測監(jiān)控能力，利用已搭建完成的全廠4G覆蓋網(wǎng)絡，實現(xiàn)人員行為、設備運行、現(xiàn)場環(huán)境情況監(jiān)控的移動化，提升生產(chǎn)管理人員對生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控預警能力，為智能工廠建設提供基礎保障，并進一步提升了應急響應與指揮能力，控制并減少突發(fā)事件造成的危害和損失，更好地保障企業(yè)的安全生產(chǎn)。“系統(tǒng)的管理理念和整體技術水平已達國際先進水平，并受到4月份來訪的國家安監(jiān)總局、國家安全生產(chǎn)應急救援指揮中心領導的高度認可。”唐懷江補充道。

智能化建設對生產(chǎn)現(xiàn)場的監(jiān)控預警能力無處不在，帶來的顯性和隱性效益也非?？捎^。機械動力部負責人告訴筆者：“我們利用在線狀態(tài)檢測、大機組監(jiān)測系統(tǒng)加強設備運行監(jiān)控，提高裝置產(chǎn)能。避免了兩次因機組故障造成的停車事故，避免了直接損失近100萬元、間接損失上千萬。另外，結合設備管理實現(xiàn)了對全廠13241臺關鍵設備進行全生命周期的數(shù)字化管理，提高生產(chǎn)設備的可利用率及可靠性，延長設備壽命周期”。熱電中心負責人告訴筆者：“通過原煤管控系統(tǒng)，最大限度地減少煤炭在運輸、稱重、化驗等環(huán)節(jié)的人為干預，每年將降低潛在損失200萬元”。

采用國產(chǎn)技術，實現(xiàn)車間物聯(lián)網(wǎng)、可視化

“下一步建設，基于華為最先進的4G無線技術開展無線數(shù)采、無線巡檢、應急救援、倉儲管理、人員定位等物聯(lián)網(wǎng)應用，我們要將工廠關鍵物理資源接入網(wǎng)絡，使之具有計算通信、精確控制、遠程協(xié)調(diào)等功能，從而實現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡世界與現(xiàn)實物理世界的融合。”負責公司信息化建設的陜西公司副總經(jīng)理張宏偉說。

“我們最終追求的不是最高的技術，而是最實用、最高效、節(jié)能、最可靠和最安全，從自動化到數(shù)字化、信息化，到目前廣受熱議的智能化，技術不斷更迭，但在生產(chǎn)者看來初衷始終如一。如果不追求技術制高點，就注定會落后于人。”信息管理部經(jīng)理馬春雷表示。產(chǎn)品的更新?lián)Q代仍在繼續(xù)。在現(xiàn)有基礎上，陜西公司的信息化團隊瞄準了三維可視化工廠系統(tǒng)。他們將致力于搭建國內(nèi)首家覆蓋全廠生產(chǎn)裝置、系統(tǒng)管廊與地下管線的可視化智能模型，并通過全熱點管理和應用，將傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式與三維幾何空間模型結合起來，實現(xiàn)生產(chǎn)、安全、資產(chǎn)、設計圖紙、設備屬性等各類資源無縫鏈接，真正實現(xiàn)數(shù)字化、可視化工廠管理。該項目的研發(fā)的技術儲備、模型建立、數(shù)據(jù)導入以及應用開發(fā)已基本完成，數(shù)據(jù)整合將于近期啟動，預計最早今年10月份完成項目驗收。

筆者了解到，目前，陜西公司已基本完成第一階段的建設內(nèi)容，形成了智能工廠基本框架。智能工廠第二階段，該公司將依據(jù)智能工廠建設路線、策略，開展關鍵業(yè)務的深化智能應用，完成具有自動化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化特征的智能工廠建設工作。第三階段，到2018年后將打造智能工廠升級版，實現(xiàn)智能感知、移動物聯(lián)、實時決策等多種智能應用，支撐陜西公司達到世界一流煤化工企業(yè)的目標。

有耕耘，就會有收獲。近年來，陜西公司先后榮獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會、中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會的兩化融合優(yōu)秀企業(yè)等榮譽以及智能工廠應用、標準體系等成果。2016年，被國家工信部評定為煤化工行業(yè)唯一的“智能工廠試點示范”企業(yè)。不僅是陜西公司，筆者近日在中煤集團其他煤化企業(yè)發(fā)現(xiàn)，信息化技術正在為這批新建煤化企業(yè)注入可持續(xù)發(fā)展的重要動力，比如蒙大化工公司正在熱火朝天開展MES系統(tǒng)、4G全廠覆蓋等系統(tǒng)建設。中煤集團煤化工企業(yè)將在信息化、工業(yè)化“兩化”融合的推動和轉型發(fā)展中，智能化工廠建設的大幕也正在徐徐拉開。