石化企业5G时代智能化工厂

马显峰

随着德国工业4.0计划出台，我国也发布了《中国制造2025》宏伟蓝图，智能制造己成为未来工业发展的核心驱动力。工业互联网通过计算机程序把生产装置、设备、供应商、客户紧密地连接联系起来，助力企业形成跨系统、跨设备、跨厂区、跨地区的互联互通，把各种要素资源能够有机结合起来，创造更多的经济效益，从而提高企业生产效率，实现生产体系智能化。

石化企业作为典型的流程型行业，具有工艺复杂，产品多样性的特点。5G作为信息高速公路，也是工业互联网的核心，石化企业借助5G通讯与智能化平台可实现经济效益最大化、节能环保、高质量绿色发展;目前，工业互联网受限于IP地址数量不够和高时延等诸多因素，影响了炼油企业生产过程高效应用。但随着5G时代和IPv6的到来，工业互联网应用必将产生质的飞跃。

1.工业互联网应用现状

1.1工业互联网局限性

网上购物颠覆了我们的生活消费模式，消费者足不出户，可在千千万万网店里可以购买到物美价廉的商品。 消费互联网与工业互联网不同之处有三点：一是共性化与个性化，消费互联网是共性的，全球的销售物流是相同的;工业互联网对不同企业需求不同，目前物流不能应用到石化企業的汽柴油等产品的销售环节。 二是技术门槛高低不同，消费互联网相对简单，个人使用手机就能网上购物，工业互联网对设备与软件要求较高，目前工业上应用程度较低。三是安全稳定性要求不一样，消费互联网可满足人们基本需求，不会导致人身安全事故，消费者可以接受目前互联网现状;石化企业生产流程非常复杂，要求互联网具有较高稳定性和可靠性。目前海尔集团创造了私人定制的消费模式，消费互联网连接着消费者、设计者和生产者，生产者连接着企业内部生产的全过程，但工业互联网发展仍较为滞后。

1.2流程型石化企业特点

石化企业是国民经济的基础行业，是流程型企业，具有工艺复杂，加工流程长，产品种类多，生产过程大都是化学物理反应，产品为易燃易爆危险化学品，炼油操作系统为DCS集散控制系统，特点是对生产系统信息综合管理。工厂设备制造类的生产一般是将单独的零部件组成最终成品，属于离散型工业生产，工厂在生产经营过程中具有以下几个特点：生产计划的制订与生产任务的管理任务繁重，主要从事单件、小批量生产，产品的工艺过程经常变更，由于主要是按订单组织生产。离散型、流程型企业对互联网要求不同：一是安全性、稳定性要求不同，流程型工厂工业要求互联网安全、高速、稳定，离散型工厂要求一般;二是防火防爆要求不一样，流程型工厂原料、中间过程物料或产品大都是流动的液体，易燃易爆，消费终端不能是普通设备，必须是防爆防静电设备，而离散型工厂安全风险较低。

2.石化企业工业互联网的现状与需求

经过近十几年的发展，工业互联网与石化企业的生产结合越来越紧密，石化企业通过工业互联网控制生产与设备操作，因应用层次较低，仅限DCS系统和有线网络进行控制与操作，以后要连接企业办公、应急管理、安全管理、销售等环节。

5G网络具有广接入、大带宽、低时延的特征，2019年国家发放了5G牌照，一线城市正加快布局5G网络。随着5G网络快速发展，石化企业会从以下几个方面进行深度应用：一是实现移动终端的高效率办公与管理工作;二是实现生产操作智能化应用，做到精准、精益管理;三是实现与装置现场的图像、视频、语音等多终端远程互联互通，提高生产精准指挥;四是实现生产与销售紧密衔接，销售市场瞬息万变，通过5G网络可快速获得产品库存与市场销售信息，及时调整企业生产组织与产量。

3.石化企业5G智能化工厂

石化企业是工艺复杂、技术资金密集化的行业，需要稳定的无线互联网和防爆设备高效配。为此，基于5G核心的工业互联网工程建设，就显得尤为重要。今后生产现场的仪表、语音和视频等各类数据，可不经过运营商的计费网关，数据主要依靠5G技术的传输信息，实现免费使用和安全运行。石化企业可从生产运行智能化、设备管理数字化和企管管理信息化三类业务域进行业务全流程贯通、数据全过程共享的顶层架构。

着重以下方面推进：一是从计划、调度、执行、物料平衡到量值绩效闭环反馈;二是电脑运算大数据，及时更新生产组织方案。三是实现两个智能闭环，公司级管理层通过网络实现生产、管理、财务、销售等互联互通，实现第一个智能闭环;车间的管理层通过网络指挥操作人员完成生产任务，完成了第二个智能闭环。

在线分析仪表通过5G互联网，可实现操作人员、技术人员和仪表人员与外包人员的设备管理的数据共享与高效协同;通过系统自动巡检代替现场巡检，解决了人工巡检的时差和非实时性问题，做到问题早发现早处理，仪表维护人员工作量也会大大降低。

石化企业设备管理坚持“全生命周期管理”，依据新建项目管理规定，实行从立项、设计、采购、施工、验收的工程项目的全过程管理，装置交付生产试运行，工程模型交付三维数字工厂，在装置现场通过工业互联网，现场人员能及时发现操作异常，通过工厂模型数据和运行历史信息，做到现场能及时调整操作，提高了装置运行平稳率。

通过5G互联网实现产品预约和二维码提货，实现产品从包装、输送、出入库、装车销售，做到客户、操作人员、销售人员、现场设备的互联互通，客户提货等候时间由原来1天缩短至2小时以内，客户物流综合成本费用降低15%;预约提货为客户提供了公开透明的平台，从源头上避免了“暗箱操作”。

优化企业管控体系，以“流程”为核心的任务管理系统和以“价值”为核心的绩效管理系统，打破部门职能，业务流程管理实现线上审批，通过移动终端实现待办事项定时办理，真正做到“让人少跑、让数据多跑”，提高企业办公效率。

严格执行承包商单位管理，从人员安全教育、门禁入厂、违章纪录考核等全业务流程，实现施工作业人员全方位集成管控，如承包商安全教育在线培训、移动考试、自动阅卷等“一键式”管理，减少安全工程师日常工作量，提升安全作业教育效果。

目前石化企业处于智能化工厂升级阶段，需要建立机理模型、研究大数据算法，进一步优化生产组织流程，这是最关键最困难的阶段，需要我们开拓创新，统筹推进，早日实现石化行业的智能化工厂。