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上海石化以两化融合为核心的智能工厂建设实

发布时间:2022/10/11 20:18:51   

中国石化上海石油化工股份有限公司(以下简称上海石化)通过开展与企业发展战略相匹配的信息化环境建设策划,提升企业精益高效的炼化一体化生产组织管控能力、敏捷优质的产品供应服务能力、精准卓越的经营投资决策能力、安全可靠的健康、安全、保障和环境体系(HSSE)保障能力和相互支持的产业链协同发展能力。

1构建智能工厂建设的需求与实践

1.1识别信息化环境下智能工厂建设的需求

应用政治、经济、社会及技术(PEST)和基于内外部竞争环境和竞争条件下的态势分析(SWOT)方法,通过商业模式、上海基地规划、周边产业集群效应及外部竞争加剧、新能源技术进步等内外部环境和优劣势分析,优化确定“改进产品价值增值链经营模式”“完善经营投资决策模式”“改进传统营销模式”及“加大HSSE风险控制能力建设”等新阶段的战略举措。结合企业战略目标和年度工作目标,组织支持战略目标实现的核心业务流程的诊断,编制核心业务流程实现方案,明确各核心业务流程的优化措施和能力需求。

1.2构建智能化工厂建设工作机制

以信息化作为企业发展的内生要素,在信息技术和工业技术不断演进、变革与交叉渗透的环境下,夯实工业自动化基础,推进产品研发设计、生产制造、经营管理和营销服务的优化提升,推动业务系统综合集成、企业间业务协同以及发展理念和模式的创新,以提升创新能力、能源资源优化配置水平和利用效率,实现创新发展、智能发展和绿色发展,形成可持续发展竞争能力的过程。

以智能化工厂为目标,信息技术为依托,找准定位,明确方向,充分发挥信息化、智能化的作用,坚持提升“五大能力”,建立生产经营、生产运营、基础设施“三大平台”,将智能化涵盖于企业管理的每一项环节中,以信息技术(IT)服务指导生产经营和运营全过程,有力地促进了经济效益和社会效益的提升。依据企业战略目标,确定上海石化的战略体系,明确“低成本与差异化兼顾、规模化和精细化并重”的经营战略,以及“国内领先、世界一流”的能源化工及新材料公司目标;确定“质优量足、客户满意,健康安全、造福员工,节能减排,贡献社会,两化融合、追求卓越”的管理方针。

1.3智能化工厂建设实践

1.3.1提升生产管控能力

以信息技术、大数据辅助生产经营,为生产经营提供技术支撑,引领和把握未来发展是时代所需。近年来,上海石化强化信息化建设,依托先进过程控制(APC)、环保管理、设备管理、地理信息(GIS)可视化平台、生产过程信息集成等信息系统,不断提升企业的自动化控制水平,提升产品质量和运行效率,实现炼化生产一体化优化(包括计划生产协同优化、效益测算、一体化优化支持等),全面实现炼化生产集成管控(包括运行监控、预测分析、生产预警报警、智能处置、调度指令和日常生产管理等)。运用APC系统、炼油装置全流程优化系统、工艺过程信息集成、质量管理等系统,根据生产运行变化,动态调整运行参数,在确保生产运行平稳的前提下,实现效益最大化。完成了分布式控制系统(DCS)报警系统扩展、业务流程统一管理平台等7个项目的建设和验收。DCS报警管理信息系统在12套主要装置试点成功,无效报警平均减少55%,APC应用覆盖28套主要生产装置,应用PetroSim软件建成39套单装置模型和一套全流程模型。

(1)运用APC控制系统

APC系统将整个生产装置或者某个工艺单元作为一个整体研究对象,通过现场测试,量化描述各变量之间的相互关系,建立过程多变量控制器模型。利用该模型可以预测装置的变化,提前调节多个相关的操作变量,降低操作人员对生产的监测和干预强度,提高装置运行的平稳性。利用成本因子,计算优化控制方案,使装置处于最优操作点附近运行,就是在工艺约束的基础上实现卡边操作,从而最大限度地提高目的产品的产率、装置的处理量,降低原料、燃料、蒸汽消耗量,增加经济效益。APC研发团队在19套装置研发实施先进控制,投用率保持99%以上,增效1.6亿元。公司主要装置都配置了控制系统,实现了kt/a以上化工装置APC应用全覆盖,关键装置已经完成了单装置的优化。

(2)运用装置报警管理(DCS报警系统)

通过引进DCS报警管理技术,提高各装置操作效率,保证装置在线运行时间和装置安全,降低由于操作失误导致的不必要的经济损失。在各装置搭建报警数釆系统,设计并实施数据釆集系统的信息安全防护,实现生产装置报警数据的安全采集。在目前报警系统状况的基础上,评估与合理化改进报警系统,制定合理的报警策略,提高操作人员对报警的响应能力。形成一套持续改进报警性能的方法,确保报警系统的可靠性,并周期性循环进行报警系统的评估与改进,提高报警系统的性能,确保装置稳定运行。具备完整的客户培训与系统维护,提高操作人员对报警处理的能力。

(3)运用质量管理系统

对原油(原辅料)釆购运输、生产加工、产品出厂、产品运输与销售等环节以及工程、服务、检修、物资釆购等质量进行全方位监控,实现各专业板块质量管理的全覆盖,为提升中国石化整体质量管理水平提供支撑。建设覆盖生产全过程的质量管理系统,从原辅料进厂、生产过程到成品出厂进行全过程管控,实现对过程质量和质量风险的闭环管理,形成一个可推广的质量管理标准模板,支撑企业全面质量管理,防控质量风险,促进提质增效。

(4)运用工艺过程信息集成系统

系统以工艺流程图为基础,集成了实时数据库系统、实验室信息管理(LIMS)系统、APC监控系统、DCS报警系统等与生产过程强相关的信息系统的数据,完成数据交互,实现生产过程监控、多业务系统集成分析功能。该系统通过集成公司现有生产业务系统的数据,实现对生产过程数据的统一访问和灵活应用。生产管理人员可以利用实时数据和历史数据,对生产过程进行综合在线分析,及时发现生产过程中的问题和隐患,帮助装置操作人员快速作岀判断,使生产过程处于良好的运行状态。

(5)建设大型机组三维培训平台

炼化行业中,最关键的设备是大型机组,大型机组的稳定运行直接关系到装置的生产负荷,是企业正常生产运行的基础,一旦出现问题或发生故障,对本装置乃至整个生产流程上的多套装置都会造成影响,轻则降低生产负荷,重则导致非计划停工。维护大型机组安全运行是保证装置经济效益的重要环节,也是保障装置安全生产的重要手段。做好炼化企业大型机组的管理工作,是炼化企业设备管理工作的重点内容。大型机组三维培训平台是优化大型机组培训工作、提高培训效率、提升培训质量和效果、减少培训成本和员工学习时间的重要工具。系统主要针对两台试点压缩机组构建机组工艺仿真平台、开展本体及附属设施三维建模、研发机组培训相关业务应用,实现应用新技术提高企业机组培训的整体效果。包括机组培训应用、机组仿真平台、三维建模等内容。

1.3.2提升供应服务能力

供应服务是企业运营的一个重要环节。以“信息精确、产品精准、服务精细”为目标,开展新产品市场调研,提升客户服务水平和质量,加强新产品市场开拓。密切与专业销售公司沟通,重点加强对腊纶、涤纶、塑料等品种和牌号的产销计划衔接,进一步以市场引导生产。以性价比最优的设备,投入生产装置;以最少的库存,实现生产成本最低化;以向客户提供最优质的服务为目标,增加产品客户黏性,都是供应服务的重要内容,有助于提升企业的经济效益。以智能化提升供应服务能力,运用设备全生命周期管理等数据,为采购物资提供依据。运用智能卡(IC)自助提货系统、客户服务系统等,给客户提供更周到的服务。

(1)应用智能物资管理

针对企业的整个物资供应过程,集成企业资源计划(ERP)、LMIS、易派客等系统,利用射频识别(RHD)手持终端等移动互联技术,建设智能物资管理,实现物资从实物移动到财务记账的全生命周期痕迹管理,提高企业物资管理的效率,降低库存资金的占用。实现仓储货位标准化管理,库存清晰可视;实现实物流转过程痕迹管理,业务规范透明可控;与ERP、LMIS、EPEC、CMIS等系统紧密集成,使物流与信息流准确一致;信息快速采集,实时共享。智能物资主要在物资供应全过程进行跟踪分析管理,即在需求计划跟踪、采购过程跟踪、供货执行管理、仓库管理、配送管理、综合分析预测、消息预警等方面建立智能物资管理模型,通过物资识别技术、货位标准化、无线技术、移动应用、大数据等信息技术与管理制度有机结合,实现信息快速采集、传递、共享,实现物资需求、管理、供应各部门协调、各阶段协调,提高快速反应能力,满足企业重点工程及检修单位的保供工作。

(2)应用自助提货系统

自助提货系统具有在线预约、自助制单、排队叫号、扫描

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