智能工厂建设从理念到实践的探索

摘 要：以信息系统的深化应用来提高炼化企业的经济效益，改进管理运营模式已经成为企业提升自身竞争力的一个重要手段和有效支撑。中国石化为此提出了信息化发展的“十六字方针”，即：“集中集成、创新提升、共享服务、协同智能”。以此为指导，中国石化九江分公司开展了智能工厂的建设工作，本文结合智能工厂建设和信息系统的深化应用，着重从智能工厂的科学设计以及信息系统的使用者这两个方面，并插入事实案例来介绍如何有效发挥信息系统的作用，达到增加企业效益、改进企业管理的目标。

关键词：智能工厂建设；信息系统；科学设计；使用者

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

作为传统能源行业中的巨头——中国石化如何提高企业竞争力打造世界一流能源企业，除了不断改进工艺、产品升级、挖潜增效，科学技术尤其是信息技术领域的创新和应用将发挥巨大作用。为此中国石化在信息化建设方面多年来一直不断投入和应用，建成了以ERP、MES为核心的一大批信息系统，也培养了大量专业的信息化人才队伍，为中国石化整体效益的提升发挥了重大作用。

2 中国石化九江分公司信息系统应用现状（Present

situation of the application of information system）

中国石化九江分公司是20世纪80年代建成投产的大型炼油化工企业，原油通过沿江铺设的原油管道进厂，成品油通过管道和铁路等方式发运出厂。目前原油综合加工能力是500万吨/年，2013年销售收入328亿元，上缴税费57亿元，均创历史新高，对于九江地区几乎就是中国石化之于全国的缩影。

对于这样一个大型国有企业，其生产装置、生产辅料众多，各种生产设备型号复杂，人员组织分工明细，如何有效地管理起来确实难度很大。通过多年的工作实践，九江分公司运用信息化手段来加强企业管理，挖潜增效已成为提升企业软实力，建设九江石化特色管理工作模式的重要支撑[1]。

2.1 信息化工作建设理念

九江分公司提出了在“十二五”期间建设千万吨级国际一流炼化企业的发展目标，整体规划为“打基础、上台阶、争一流”的三步走路线图，明确了“绿色低碳”和“智能工厂”两大核心战略，启动了以“卓越文化”为引领，以“信息化”为支撑，以“一体化、科学化、精细化”为主要内容的九江石化特色管理模式塑造工作。明确了智能工厂建设为两大核心战略之一，可以看出九江分公司对于运用信息化手段实现企业发展目标重要性的认识。

2.2 现有信息系统概况

目前九江分公司建成投用的信息系统主要分为四个方面：一是办公类系统，包括门户、OA、E文件系统，业务公开等；二是经营管理层面的信息系统，包括ERP、合同管理、统计信息、内控管理等；三是生产管理层面的信息系统，包括MES[2]、LIMS、实时数据库系统、计量管理系统等；四是其他小型应用系统，如水电管理、网上订餐、员工卡等，总计52个。这些信息系统采用了比较先进的设计和技术理念，基本满足了各级用户的应用需要，但是也存在一些不足，主要表现为两个方面：一是各个信息系统之间各自为政，缺少横向联系，数据交流共享不足。二是对于大量信息进行提炼并用于综合展示的功能不强，有时用户需要登录多个不同系统来获得所需信息。

3 智能工厂建设（Intelligent plant construction）

信息系统的建设和使用是一个进化的过程，首先要有用户的需求，其次有为了满足需求而产生的系统建设，系统建成投用后，满足了用户的需求，接着用户又有了更高的需求：希望数据交换共享、形象展示。系统又继续改进提高以适应新的需求。一个信息系统的成败与否决定于是否能满足用户的需求。这是一个很简单的道理，用户需要一个系统帮助他解决实际问题，提高工作效率，减轻劳动强度，才会认真的使用系统，一个系统才会有存在的价值和意义。中国石化九江分公司的智能工厂建设正是在这一目标下开始实施建设的。

如何使九江分公司智能工厂建设发挥的作用最大化并具有强大的生命力，主要在于以下两个方面：一是前期的综合科学设计；二是充分发挥人的因素，即加强系统使用者对系统的深化应用以及加强系统运维人员对系统的深度拓展。

3.1 科学设计

九江分公司的智能工厂建设采用了比较先进的设计理念[3]。

首先是需求调研，了解最终用户的需求。只有充分了解掌握用户的需求才能设计出好的、满足应用的信息系统，系统的建设才会有的放矢。在贯穿于整个系统的建设周期中也要及时和用户沟通，将开发好的系统功能演示给用户看，看看设计者做出来的东西符不符合用户的要求，使用习惯是否贴近于实际工作场景，及时更正设计者与使用者对于需求理解的偏差，在以后的系统建设中也可以少走一些弯路。这样经过反复沟通，反复修正的系统将会拥有用户要求的全部功能及应用，用户就会使用它，那么这个信息系统的成功就是一件水到渠成的事。

其次是顶层设计，从全局的角度出发，综合现有的信息系统，补充没有或者比较薄弱的环节，将所有的信息系统整合在一起，以发挥最大的效果。

最后，是根据角色的不同而展现相应的数据。以生产层面为例，生产管理人员从生产指挥、生产管控与优化、能源管理与优化、HSE、设备管理与运维、先进控制与优化等几个方面综合应用集成，将生产过程及其所有相关信息完整的予以展现、综合分析、预判、指示，真正实现工厂的智能化生产。

3.2 人的因素

信息系统建成后，人的因素即使用者的应用水平也非常重要。再好的系统如果不会使用、不认真使用那也仅仅是个摆设。一个信息系统应用的好坏涉及两类人：一是应用者，也可以叫关键用户；二是信息系统运维人员。他们在信息系统中的应用程度直接决定了一个信息系统是否能充分发挥作用的关键。

（1）关键用户吃透系统功能，深化系统应用。关键用户直接面对信息系统，其日常工作几乎就是信息系统的完整应用过程，一个信息系统的效率与否、友好程度，他们最有发言权，如果用起来得心顺手，提高了工作效率，那么可以说这个信息系统建设是成功的。而通过系统的应用能发现问题改进工作更是一件锦上添花的事情。

（2）运维人员的拓展应用。信息系统运维人员担负着维护信息系统正常运行的责任，没有系统的正常运转就谈不上应用，可以说是信息系统的基础。如果一个系统失灵了没有数据了，应用者（关键用户）就成了瞎子、聋子了，指导生产就成了一句空话。一方面信息系统运维人员不仅要做到维持系统正常运转，另一方面还要利用自身信息技术方面的优势结合信息系统本身的功能，和应用者加强沟通，开发出更好更便捷的信息应用来提高工作水平。

4 应用案例分析（Application of case analysis）

4.1 案例一

以九江分公司智能工厂建设中的子系统——生产调度指挥系统为例，具体说明信息系统之间如何加强横向联系、强化综合展示以满足企业生产工作需要。

在没有信息化手段与技术支撑的传统生产调度指挥模式是一种简单的结果管理。生产管理人员坐在中心调度室里既无法掌握实时生产动态数据并找到生产异常的原因，也无法预测将来的生产情况，生产数据传递到生产管理人员手中主要依靠各个下级生产车间的定时电话汇报实现，造成对于生产的管理掌控比较被动，发生问题时也只能是事后进行处理应对，不符合现代化生产管理的要求。而智能工厂的生产调度指挥系统采用了先进的信息技术，变传统的结果管理为全过程管理。

首先在系统总体设计上，充分调研生产管理人员需求，将其关心的所有生产数据进行收集整理最后集成到调度指挥系统当中，其数据来源包括MES数据库、HSE数据库、LIMS数据库，实时数据库及其他生产相关专业系统的数据库，这些数据的提取均由系统自动完成，中间不受人为影响，这样可以如实反映生产活动的真实情况。正是通过这些系统之间的数据横向联系贯通，才产生了生产调度指挥系统应用的庞大数据基础，使得对于生产的全过程监控管理成为可能。建成后的生产调度指挥系统在生产指挥方面，集成了进厂、生产、出厂各生产环节数据，同时还获取了工艺、质量、设备、安全环保、公用系统等各专业领域信息，实现了对生产全过程的监控和分析，不但可以直接提前发现生产异常，还可以通过数据建模预测未来的生产趋势。

其次构建了多系统联动应用，集成消防通讯指挥系统、应急指挥系统等，提高生产调度人员对生产突发事件的应急处置水平，通过配套大屏幕硬件设施，实现了生产调度指挥的可视化。系统大量采用直方图、趋势图、饼图等多种方式直观展示生产运行情况并投射到大屏幕之上，使生产管理人员一目了然，对于过去传统的按班次手写的纸质调度日志和调度台账也实现了电子化操作，减轻了劳动强度，降低了人为错误的发生。

生产调度指挥系统基于前期科学的设计，充分综合了生产相关的各个信息系统的数据，使得生产管理人员能够实时

感知企业生产运营的各种信息和变化，提前预判生产的未来趋势走向，实现了生产计划调度的智能化，提高了生产管理人员对于生产过程的全局掌控能力。

4.2 案例二

以实时数据库系统深层应用于计量中心和安环处为例：九江分公司的实时数据库系统基本采集了全公司所有装置、罐区的生产相关数据，并存储了一定时间范围内的生产历史数据，通过在局域网上用流程图的方式展现给生产经营部和各个车间作业部相关人员使用。在实时数据库建设投用过程中，计量中心并没有提出使用的需求，当系统建成以后，信息人员发现实时数据库中的某些数据能满足计量中心监控相关计量仪表的需要，经过和计量中心用户沟通后，信息人员利用实时数据库软件绘制发布了相应的数据展示web页面，计量中心用户只要通过局域网就能监控相关计量仪表的实时数据，改变了以前需要打电话，下现场了解数据的工作方式，提高了工作效率，减轻了人员的劳动负担。针对安环处需要监控外排环境数据的要求，信息人员从实时数据库中提取相关数据，应用编程软件建设了一个环境数据监测网站，集成了更多的功能，并将发生的数据报警信息通过短信平台自动推送到相关责任人手机上，实现监控的及时性，较之以往的监控手段有了长足的提高。

实时数据库系统最初是为了满足生产调度人员监控生产情况的需要而建成投用，投用以后，由于其海量丰富的数据形成了一个大型的数据存储仓库，以这些数据为基础，实现更多更高层次的应用成为可能，当需要的应用部门提出需求，再经过信息系统运维人员的主动出击，在了解需求基础上订制开发，实现了实时数据的信息共享拓展，满足了用户的需求，扩大了系统的应用范围，一个系统衍生出了多个的深层应用及扩展功能，实现了信息系统投资回报的效益最大化。

5 结论（Conclusion）

信息系统已经成为炼化企业日常生产管理不可或缺的重要支撑，在充分了解用户需求的基础上对信息系统科学设计，强化各个信息系统之间的横向联系，发挥使用者、运维人员的主观能动性，人与系统充分互动、完美结合必使得信息系统具有强大生命力并对炼化企业的生产全过程有效发挥作用。

参考文献（References）

[1] 罗敏明.迈向服务于生产经营的管控一体化[J].中国制造业信 息化，2006（06）：77-78.

[2] 罗敏明.MES在石化企业中的应用[J].数字石油和化工，2009 （03）：01-02.

[3] 黄体强.信息技术在新型炼化企业发展中的应用[J].石油化工 管理干部学院学报，2012（01）：45-49.

作者简介：

黄体强（1980-），男，硕士，工程师.研究领域：系统软件开发.