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1、专题策划 聚焦智能工厂应用体 系研究 2 0 1 4年 在Z - 业和信息化部的支持和指导下中国石油和化学工业联合会开展 了石化行业智能Z - 厂课题研 究Z - 作 中国化J - 经济技术发展 中心作为执行单位 联合行业重点企业、信息技 术服务单 位，在调研重点企业 、听取专家意见、参阅国内外智能制造材料的基础上，于 2 q l 1 5年 4月完成了 石 化行业智能Z - 厂研 究报告 ( 下称” 报告 ” ) 该报告首次提 出了石化行业智能5 - 厂总体架构对智 能Z - 厂的概念、应用范围、发展 目标、构成要素以及智能工厂的发展 阶段和路线图等内容进行了深入 阐述初步解决 了智能工厂是什
2、 么的问题 为进一步贯彻落实 中国智造 2 ( ) 2 5 指导意见推动石化 行业智能工厂应用落地 ，解决智能工厂怎 么干的问题中国石化联合会 于 2 ) 1 5年立项继续开展 石 化行业智能工厂应用体系 ( 下称” 体 系 )研究工作 ， ( 1 1 n年 j月经专家评 审通过 ，并在 9月召 开的行 业 两化融 合推进 大会上进 行 了发布 该 体系j于2 5年 7月立项 以 报告 为基础 联合 了中煤陕西榆林能源化工有限公司等行 业 不同类型重点企业、信息技 术服务单位及相关研 究机构 ，邀请 了国家信息化专家委 、重点科研机 构、行业企业及信 息技术服务公 司等单位的专家，调研走访 了
3、2 ( 1 多家石化重点企业 ，历时一年 完戍 石化行业智能工厂应用体系研究 制造业是我国国民经济的基础和 支柱产业 也是国家经济实力和竞争 力的重要标志 当前 新一轮科技革 命和产业变革正在孕育兴起 与我国 工业转型升级形成历史性交汇 为在 新一轮产业和技术革命 中抢 占先机 我国制定了促进工业由大 变强的指导 性 战略 中国 制造 2 0 2 5 ，明确 提 出了要加快推动新一代信息技术与 制造技术融合发展 把智能制造作为 两化深度融合的主攻方向推进生产 过程智能化 。培育新型生产方式、产 业形态 、商业模式和经济增长点 全 面提升企业研发 、生产、管理和服务 的智能化水平 形成 以信息物
4、理 系统 为基础的智能工厂新型制造模式 以 推动行业发展和产业变革 我 国石化工业经过 3 0多年的快 速发展 。目前已从高速增长的历史阶 中国石油和化学工业联合会智能工厂应用体系研究课题组 段进入 中高速增长的 “ 新常态” 在 增速下降、产能过剩矛盾突出、要素 推动日益减 弱、资源环境约束进一步 强化 的新形 势下 ，落实 中国制 造 2 0 2 5 的战略 目标和要求成为石化行 业转型升级 实现可持续发展的重要 推动力 为推进智能工厂建设和应用 落地 促进行 业转 型升级 和创新 发 展 ，在工业和信息化部的指导下中 国石油和化学工业联合会联合重点单 位开展了石化行业智能工厂应用体系 研
5、究 通过总结提炼行业两化融合发 展基本规律 、企业业务发展现状、管 理模式和新技术发展趋势等 。形成行 业智能工厂建设应用方法体系 引导 石化企业智能工厂建设完成从理论到 应用实践的过渡 智能工 厂的 建设是 一项 系统 工 程 。涵盖的面 比较广 ，涉及管理 、信 息技术 、业务发展 、数据应用、标准 化等众多内容 同时不同类型、不同 规模和不同两化融合发展水平的企业 智能工厂建设的路径不尽相 同、基于 此 本体 系试 图提供一套企业建设智 能工厂的通用方法 以满足各类企业 的需 求， 、智能工厂体系架构分为四个 部分 一是建立与企业战略一致 的智 能工厂建设规划 包括战略分解、业 务发展
6、目标 、现阶段企业两化融合发 展阶段 和水平 等 ：二是 智能工 厂应 用的基本保 证 包括领导的推动力、 制度 文件 的建 立 、基础保 障等 ：三 是智 能工厂 的策划实施 过程 围绕 业务 、数 据和技 术三个 核心要 素展 开 包 括智能 工厂 的策划 、实施 运 行 、过 程监控 和评估诊 断等 ：四是 智能 工厂的评 审与改进 从管理 和 业务应用的角度 评价智能工厂与企 中 国 石 油 和 化 工 经 济 分 析 2 6川 2 1 专题策划 聚焦智能工厂应用体 系研究 业战略和业务 目标的一致性。 一 适用范围 本 体 系确立 了石化企 业 系统建 立 、实施、运行、评估和改进智
7、能工 厂的通用方法 旨在保证企业顺利推 进智能工厂建设进程 形成可持续竞 争能力 支撑企业战略落地 本体系适用于石油炼制和化工生 产型企业 包括不同类型 、不 同规模 和两化融合不 同发展阶段 的企业 为 致力于推动智能工厂建设的企 业提供 参考指南 通过体系的有效应用和流 程的持续性改善 提升生产经营管理 效率 获取在 信息化 和工业 化融合 ( 以下简称 “ 两化融合” )环境下的持 续竞争优势。 二 、体系架构 石化行业智能工厂应用体系总体 架构如图 1 所示 包括建立支撑企业 战略实现的智能工厂总体规划、智能 工厂应用基础保证、智能工厂策划与 实施 以及评审与改进 四个部分 由智 图
8、1 石化行业智能工厂啦片 体系总体架构 一 22 中国石油和化学工业联合会 、 、 r w 、 v i m 弼 与运行 能 工厂规 划 、体系 文件 、领导 与承 诺 、基础保障 、策划实施和评审改进 六部分内容组成 智能 工厂规 划是在 分析 国家政 策 、企业战略 、业务需求和 目标 、企 业两化融合发展阶段的基础上根据 企业 自身的发展特 点提 出智能工厂 的方针和目标 从企业战略 、信息技 术、业务应用 、数据开发利用、资金 投入、项 目安排等 方面建立支撑企业 战略实现的智能工厂总体规划 、 体系文件部分提出了应用体系达 到的总体要求和文件要求 明确了体 系的方针、目标 、研究范围和
9、研究过 程 明确 了相 关责任人的职责和考核 要求并形成系列的体系性记录和文 件 以确保智能工厂实施过程的连续 性和可控性 领导与承诺部分 明确了企业最高 管理者 、管理者代表的职责和权限 企业智能工厂建设是一把手_T程 。需 要最高管理者亲力亲为提 出智能工 厂的方针和 目标策划智能工厂的实 施过程 。定期组织管理评审 ，监督 、 监视、评估 、持续推进智能工厂建设 进程。 基础保障部分为智能工厂实施运 行提供基础条件 包括资金投入 、人 才培养、信息资源 、设备设施和信息 安全。 策划与实施过程是智能工厂建设 的核心 根据企 业战略 、业务需 求、 两化融合发展现状、信息技术发展趋 势 、
10、内外部信息资源等 ，以促进企业 发展要求 为输入 围绕 数据 、技术 、 业务三大要素 策划智能工厂的实施 应 用过程 以安全平稳 、效益提升 、 管理创新为输 出目标 提 出智能工厂 需要提升 的重点业 务和 关键核心 指 标 通过监督控制、监视测量、评估 诊 断等过程 确保智能工厂按照既定 的标准和要求进行建设 评 审改进部分 企业最高管理者 需对智能工厂规划、领导与承诺 、基 础保障、策划实施等过程 按照工作 要求 。定期进行管理评审 评价各个 过 程的战 略一致 性和业务 目标 一致 性 对不符合或者潜在不符合的内容 进行改进 以持续提升智能工厂建设 水平。确保智能工厂 目标的实现 三
11、 策戈 lj 实施要素 围绕业务、数据和技术三个维度 构建智能工厂策划实施模型 如图 2 所示。业务涵盖 了企业价值链 的所有 环节。描述了产 品生产制造到销售全 过程。是智能工厂建设 的主线 包含 采购 、生产、储运 、销售和协 同五个 基本要素 数据是企业所有经营活动的真实 反映 数据采集应用过程也是智能工 厂逐步实现的过程 数据维度包括采 集、共享 、分析 、预警预测和智能处 理 五个 要 素 、 技术是提升业务发展水平的基本 手段和工具 是为满足业务的发展和 需要而产生的 本体系中的技术泛指 信息技术 。包括具体技术 ( 如先进控 制技术 )和系统 ( 如生产执行系统 ) ， 专题 策
12、划 聚焦 智能工厂应 用体 系研 究 技术维度包括互联 、集成 、控制、优 化和决策五个要素 一 l业务要素 智能 工厂 实施 以业务 要素 为核 心 ，沿着企业价值链方 向，对采购 、 生产、储运 、销售、业务协同环节 的 关键重点业务进行分解， 、图 3给出了 业务要素细分架构 每项业务作 了三 级分解 ，采购 包括 原辅料 、备 品备 件、库存和供应 商管理要素 生产包 括工艺质量 、能源管理 、生产 管理、 设备 管理、安全环保、过程控制等要 素，储运包括计划管理 、库存管理和 物流管理等要素销售包括客户管理 和外部市场 业务协 同包括内部协 同 和外部协 同 原则上各业务要素从纵 向
13、维度应分解到最底层的业务细分点 每一个业务点可 以作为一项指标进行 考核和量化 横向维度应关注业务之 间的协 同和集 成 包括 内部 的协 同 ( 产供销)和外部的协 同 ( 与客户和市 场协 同 ) 。重 点分析业务 间的逻辑 关 系 业务要素细分指标可以对企业智 能工厂建设情况及发展阶段进行综合 评估 同时为两化融合不同发展阶段 的企业提供智能工厂实施路线图 、 二1数据要素 智能工厂数据要素架构 ，如图 4 沿着数据的生成、转化利用和挖掘处 理这一链条 将数据 要 素 分 为 采 集 、共 享、分析、预警预测 和智能处理五个连续 过程 数据采集是指 从传感器和其它待测 设备等模拟和数字被
14、 测单元实现全部数据 自动采集或者手动录 入的过程 包括基础 数据采集、生产运行 数据采集、经营管理 剖2 能工J 策划吱施 要象模 型 捷未 麓 数据采集等 ：共享是将通过采集获取 的数据 经过标准 化处理 、综合 集成 后实现企业 内和企业间数据的互联 互通和共享 ：分析是将集成的数据按 照装 置、系统 、经 营等 主题模型分 类。与标准化数据库、模型库实时对 比分析判断的过程 ：预警预测是将数 据分析结果与专家知识库 、模型库结 合起来对生产经营管理过程进行预 警预测 。自动生成对应 的消除措施 、 生产优化方 案和经 营决策方 案的过 程 ：智能处理是根据预测预警过程提 出的处理措施和
15、解决方案。进行 自动 处理的过程 可对生产执行过程进行 自我评价 、自动记录和控制 数据从采集、共享到分析 企业 可以全面实时监控和分析经营管理和 生产运行情况 此阶段可定义为数字 工厂发展阶段 预警预测和智能处理 是实现智能化的基本过程 也是智能 工厂建设的重点 、 三 1技术要素 智能工厂技术要素分为互联、集 成、控制、优化和决策五类 如图 5 所示。 互联是将人 、机器、设备、感应 系统连接 起来 建立起信 息传输通 道 ，通过有线 、无线等通信技术 实 现设备之 间、设备与控制系统之 间、 系统与系统之 间的互联互通 包括传 ； 中 国 石 油 和 化 工 经 济 分 析 2 ()16
16、 川 2 3 箕 联 羹 摹 析 游 理 互 鬻 共 计 辑 她 据 僻 数 专题策划 聚焦智能工厂应用体 系研究 感技术 、通信技术、网络技术、物联 网技术和标准化技术等 ：集成是指通 过二维码、射频识别、软件等信息技 术集成原材料 、零部件、能源 、设备 等各种资源 各类系统和技术实现无 缝集成 ，实现数据 的集中和共享 包 括数据库技术 、云存储、虚拟化和信 息安全等 ：控制是通过可编程逻辑控 制器( P L C) 、数据 采集与监视控制 系统( S C A D A) 、分 布式 控 制 系统 ( D C S )和现场总线控制 系统( F C S ) 等 ，实现对生产过程的实时控制包 括工控安全技术等：优
