打造智能化工廠新樣板——陜西公司智能化工廠建設(shè)見聞

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

化工一期自2012年進(jìn)入建設(shè)期后，陜西公司同步啟動(dòng)智能化工廠建設(shè)，通過提高自動(dòng)化控制水平保證了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，建成了國內(nèi)技術(shù)領(lǐng)先、覆蓋全廠的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，使多套裝置自控率保持在98%以上，裝置運(yùn)行平穩(wěn)率達(dá)95%以上。2015年投產(chǎn)后，裝置保持107%高負(fù)荷運(yùn)行，質(zhì)量合格率100%，與同等規(guī)模、同類裝置的煤制烯烴項(xiàng)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(tuán)倡導(dǎo)新型煤化工企業(yè)、推進(jìn)智能化工廠建設(shè)，運(yùn)用科技和信息化手段提質(zhì)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(chǎng)無人化，真正做到“無人”工廠

在陜西公司化工裝置現(xiàn)場(chǎng)，筆者觀察了半個(gè)多小時(shí)，沒有看見一個(gè)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(shí)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(lǐng)先的控制系統(tǒng)，自控投用率、生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)自動(dòng)數(shù)采率均達(dá)到95%，對(duì)提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)投入，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，減少操作人員，推進(jìn)無人值守發(fā)揮著極為重要的作用。另外，在關(guān)鍵生產(chǎn)裝置、要害部位安裝了457個(gè)攝像頭以及紅外線周界等監(jiān)控設(shè)施，將報(bào)警信息統(tǒng)一整合集成到報(bào)警管理系統(tǒng)，四大生產(chǎn)中心可實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠生產(chǎn)區(qū)域24小時(shí)在線監(jiān)控，并可根據(jù)報(bào)警級(jí)別在第一時(shí)間安排人員進(jìn)行處理。此時(shí)，又有一名值班主任告訴筆者：“外操人員在裝置現(xiàn)場(chǎng)利用手持終端、RFID射頻標(biāo)簽和智能巡檢系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)65條巡檢路線、2852個(gè)關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施、上萬巡檢項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了智能化管理;顯著加強(qiáng)了巡檢業(yè)務(wù)執(zhí)行過程的監(jiān)管力度，系統(tǒng)僅上線1個(gè)月內(nèi)，各中心的巡檢漏檢率接近于零，極大地促進(jìn)了外操巡檢工作的開展，確保設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。全廠一個(gè)橫大班外操人員一共才30余人，再加上我們自動(dòng)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(gè)2.5*3平方公里的裝置現(xiàn)場(chǎng)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(diǎn)，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(tái)和橫大班內(nèi)部市場(chǎng)化平臺(tái)。每天早上6點(diǎn)，指揮中心值班主任鼠標(biāo)一按就會(huì)將調(diào)度日?qǐng)?bào)在系統(tǒng)中進(jìn)行平衡查詢、分析和發(fā)布，8點(diǎn)調(diào)度會(huì)議之前，全廠前一天數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤地呈現(xiàn)在領(lǐng)導(dǎo)面前，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)情況進(jìn)行及時(shí)查找差異并進(jìn)行優(yōu)化，且到每月的最后一天準(zhǔn)時(shí)核算出當(dāng)月成本，報(bào)表準(zhǔn)確無誤地提交公司財(cái)務(wù)管理部，這樣“日清月結(jié)”高效的MES利用水平在全國絕對(duì)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(shí)……輕點(diǎn)鼠標(biāo)，8月1日的雙聚產(chǎn)品產(chǎn)量、能耗和物耗等實(shí)時(shí)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(chǎng)價(jià)格數(shù)據(jù)對(duì)接，利潤情況一目了然。一方面能夠及時(shí)對(duì)班組的投入產(chǎn)出情況進(jìn)行分析，指導(dǎo)班組做出生產(chǎn)優(yōu)化調(diào)整，實(shí)現(xiàn)“增產(chǎn)增效，節(jié)能降耗”;同時(shí)做到了橫大班勞動(dòng)競(jìng)賽結(jié)果的及時(shí)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(gè)人榮譽(yù)感、成就感和自豪感，推助班組團(tuán)結(jié)協(xié)作。

面對(duì)國內(nèi)持續(xù)低迷的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)、較低的油價(jià)和大量新建煤制烯烴企業(yè)的投產(chǎn)，造成產(chǎn)品價(jià)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(xì)化管理的水平，而通過建設(shè)MES平臺(tái)和推行橫大班勞動(dòng)競(jìng)賽正是公司提升精細(xì)化管理的手段和基礎(chǔ)。MES平臺(tái)對(duì)生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)度、裝置、罐區(qū)、倉儲(chǔ)、進(jìn)出廠等六大生產(chǎn)業(yè)務(wù)的協(xié)同，還對(duì)全廠的能耗介質(zhì)等公用工程資源的生產(chǎn)和消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、平衡、統(tǒng)計(jì)、分析，給生產(chǎn)部門提供能源系統(tǒng)的運(yùn)行狀況、裝置能源動(dòng)力的消耗情況信息，并進(jìn)行智能化的自動(dòng)平衡，實(shí)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(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。生產(chǎn)指揮中心副主任王宇飛介紹。

在質(zhì)量管理部，郭兆銀副經(jīng)理向筆者展示了LIMS和質(zhì)量管理平臺(tái)：授權(quán)用戶登錄LIMS系統(tǒng)，便可第一時(shí)間了解原料、半成品、關(guān)鍵生產(chǎn)點(diǎn)以及產(chǎn)品的全流程質(zhì)量信息，并對(duì)質(zhì)量信息進(jìn)行跟蹤及時(shí)調(diào)整生產(chǎn)，通過與物料管理系統(tǒng)中的實(shí)物量、批次等信息進(jìn)行自動(dòng)匹配，做到產(chǎn)品質(zhì)量可追溯、質(zhì)量事故可認(rèn)定，為進(jìn)一步優(yōu)化生產(chǎn)工藝提升產(chǎn)品質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

監(jiān)控?zé)o死角，提升監(jiān)控預(yù)警能力

智能工廠應(yīng)該是本質(zhì)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(duì)煤化工企業(yè)易燃易爆、有毒有害的特點(diǎn)，我們?cè)趶S區(qū)可能產(chǎn)生有毒有害氣體和可能泄露可燃?xì)怏w的部位安裝了816臺(tái)固定式報(bào)警儀，在關(guān)鍵生產(chǎn)裝置、要害部位安裝了40000余臺(tái)火災(zāi)探測(cè)器、457個(gè)攝像頭以及紅外線周界等監(jiān)控設(shè)施，并在乙烯罐區(qū)安裝激光氣體探測(cè)裝置五套，建立自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)站一套，全廠高點(diǎn)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(zāi)、爆炸、中毒等重大事故3項(xiàng)，為企業(yè)減少和避免了高額的經(jīng)濟(jì)損失。另外，基于應(yīng)急指揮情況下的移動(dòng)和應(yīng)急聯(lián)動(dòng)，給相關(guān)人員配備了1000張人員定位卡、70多臺(tái)智能移動(dòng)設(shè)備以及單兵作戰(zhàn)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠生產(chǎn)區(qū)域24小時(shí)在線監(jiān)控，并通過安防聯(lián)動(dòng)平臺(tái)將報(bào)警信息統(tǒng)一整合集成到報(bào)警管理系統(tǒng)，并可根據(jù)報(bào)警級(jí)別在第一時(shí)間安排人員進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)了固話、手機(jī)、無線對(duì)講及擴(kuò)音廣播等通訊方式高度融合，結(jié)合GIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全廠危險(xiǎn)源、?；返目梢暬O(jiān)控，加強(qiáng)了現(xiàn)場(chǎng)安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控能力，利用已搭建完成的全廠4G覆蓋網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)人員行為、設(shè)備運(yùn)行、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境情況監(jiān)控的移動(dòng)化，提升生產(chǎn)管理人員對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控預(yù)警能力，為智能工廠建設(shè)提供基礎(chǔ)保障，并進(jìn)一步提升了應(yīng)急響應(yīng)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(shù)水平已達(dá)國際先進(jìn)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(yīng)急救援指揮中心領(lǐng)導(dǎo)的高度認(rèn)可。”唐懷江補(bǔ)充道。

智能化建設(shè)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控預(yù)警能力無處不在，帶來的顯性和隱性效益也非常可觀。機(jī)械動(dòng)力部負(fù)責(zé)人告訴筆者：“我們利用在線狀態(tài)檢測(cè)、大機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)加強(qiáng)設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控，提高裝置產(chǎn)能。避免了兩次因機(jī)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(jié)合設(shè)備管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)全廠13241臺(tái)關(guān)鍵設(shè)備進(jìn)行全生命周期的數(shù)字化管理，提高生產(chǎn)設(shè)備的可利用率及可靠性，延長設(shè)備壽命周期”。熱電中心負(fù)責(zé)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(yùn)輸、稱重、化驗(yàn)等環(huán)節(jié)的人為干預(yù)，每年將降低潛在損失200萬元”。

采用國產(chǎn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車間物聯(lián)網(wǎng)、可視化

“下一步建設(shè)，基于華為最先進(jìn)的4G無線技術(shù)開展無線數(shù)采、無線巡檢、應(yīng)急救援、倉儲(chǔ)管理、人員定位等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，我們要將工廠關(guān)鍵物理資源接入網(wǎng)絡(luò)，使之具有計(jì)算通信、精確控制、遠(yuǎn)程協(xié)調(diào)等功能，從而實(shí)現(xiàn)虛擬網(wǎng)絡(luò)世界與現(xiàn)實(shí)物理世界的融合。”負(fù)責(zé)公司信息化建設(shè)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(shù)，而是最實(shí)用、最高效、節(jié)能、最可靠和最安全，從自動(dòng)化到數(shù)字化、信息化，到目前廣受熱議的智能化，技術(shù)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(shù)制高點(diǎn)，就注定會(huì)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(chǔ)上，陜西公司的信息化團(tuán)隊(duì)瞄準(zhǔn)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(diǎn)管理和應(yīng)用，將傳統(tǒng)的生產(chǎn)管理方式與三維幾何空間模型結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、安全、資產(chǎn)、設(shè)計(jì)圖紙、設(shè)備屬性等各類資源無縫鏈接，真正實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可視化工廠管理。該項(xiàng)目的研發(fā)的技術(shù)儲(chǔ)備、模型建立、數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及應(yīng)用開發(fā)已基本完成，數(shù)據(jù)整合將于近期啟動(dòng)，預(yù)計(jì)最早今年10月份完成項(xiàng)目驗(yàn)收。

筆者了解到，目前，陜西公司已基本完成第一階段的建設(shè)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(shè)路線、策略，開展關(guān)鍵業(yè)務(wù)的深化智能應(yīng)用，完成具有自動(dòng)化、數(shù)字化、模型化、可視化、集成化特征的智能工廠建設(shè)工作。第三階段，到2018年后將打造智能工廠升級(jí)版，實(shí)現(xiàn)智能感知、移動(dòng)物聯(lián)、實(shí)時(shí)決策等多種智能應(yīng)用，支撐陜西公司達(dá)到世界一流煤化工企業(yè)的目標(biāo)。

有耕耘，就會(huì)有收獲。近年來，陜西公司先后榮獲中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)、中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)的兩化融合優(yōu)秀企業(yè)等榮譽(yù)以及智能工廠應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)體系等成果。2016年，被國家工信部評(píng)定為煤化工行業(yè)唯一的“智能工廠試點(diǎn)示范”企業(yè)。不僅是陜西公司，筆者近日在中煤集團(tuán)其他煤化企業(yè)發(fā)現(xiàn)，信息化技術(shù)正在為這批新建煤化企業(yè)注入可持續(xù)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，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(shè)。中煤集團(tuán)煤化工企業(yè)將在信息化、工業(yè)化“兩化”融合的推動(dòng)和轉(zhuǎn)型發(fā)展中，智能化工廠建設(shè)的大幕也正在徐徐拉開。