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寧夏寧東能源化工基地規(guī)劃建設(shè)方案研究 |
| 來源:中機院 時間:2021-05-07 點擊:2082 |
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| 多數(shù)園區(qū)集中建設(shè)了煤化工、煤制油、煉油、化肥、丙烯、甲醇等數(shù)個大型現(xiàn)代化工項目,隨著化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)化發(fā)展,形成了許多產(chǎn)業(yè)集群、技術(shù)集中、人才集聚的大型綜合重點經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),在傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)向高端延伸的同時,智慧園區(qū)建設(shè)越來越成為行業(yè)趨勢,這種重型綜合園區(qū)的 |
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目前,國內(nèi)大型化工及煤化工園區(qū)均為國家級重點綜合能源企業(yè)戰(zhàn)略投資區(qū)域。多數(shù)園區(qū)集中建設(shè)了煤化工、煤制油、煉油、化肥、丙烯、甲醇等數(shù)個大型現(xiàn)代化工項目,隨著化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)化發(fā)展,形成了許多產(chǎn)業(yè)集群、技術(shù)集中、人才集聚的大型綜合重點經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū),在傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)向高端延伸的同時,智慧園區(qū)建設(shè)越來越成為行業(yè)趨勢,這種重型綜合園區(qū)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化規(guī)劃建設(shè)成為園區(qū)規(guī)劃建設(shè)的重點課題。論文通過智慧園區(qū)建設(shè)實踐分析,總結(jié)教訓(xùn),分享經(jīng)驗,供信息技術(shù)從業(yè)者參考。
一、前言
寧東能源化工基地是國家級7個重點能源化工基地之一,基地規(guī)劃以技術(shù)創(chuàng)新為支撐、管理創(chuàng)新為手段,優(yōu)化融合產(chǎn)業(yè)要素,向共享、協(xié)同、智能應(yīng)用方向發(fā)展。在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的進程中,完成了國家智能工廠示范項目的建設(shè),正在進行化工基地智慧園區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)。
寧東能源化工基地內(nèi)除甲醇廠、烯烴廠、煤制油廠等重要化工生產(chǎn)工廠以外,一般設(shè)有公共服務(wù)機構(gòu)或單位,如安裝檢修工廠、質(zhì)量檢驗中心、研發(fā)中心、公用工程管理中心、公共污水處理廠等輔助單位。其中化工生產(chǎn)廠按照生產(chǎn)執(zhí)行層功能設(shè)計智能工廠已經(jīng)有較為成熟的實踐經(jīng)驗和示范項目,而即使每個生產(chǎn)廠都完成了智能工廠的建設(shè),園區(qū)的綜合管理仍是阻礙各廠與輔助單位高效運行的一大難題,如何高效發(fā)揮好化工園區(qū)管理的協(xié)調(diào)、溝通、指揮、調(diào)度、應(yīng)急、救援的功能與作用,是每個化工園區(qū)亟待解決的系統(tǒng)性問題[1]。
二、智慧園區(qū)建設(shè)是頂層設(shè)計
(一)智慧園區(qū)功能定位。
如果智能工廠定位于管控中心和成本中心,實現(xiàn)生產(chǎn)組織、過程管控、成本控制等功能;那么智慧園區(qū)則定位于產(chǎn)業(yè)協(xié)調(diào)、專業(yè)保障,是園區(qū)的決策中心和利潤中心,實現(xiàn)價值體現(xiàn)。因此智慧園區(qū)的規(guī)劃是頂層設(shè)計,它包含了智能工廠的設(shè)計,除對園區(qū)的生產(chǎn)廠在人、財、物、產(chǎn)、供、銷方面給予協(xié)調(diào)、管理保障外,還需要在應(yīng)急救援、指揮調(diào)度、倉儲物流、檢維修化驗和工程項目管理等方面進行協(xié)調(diào),并具有營運智能(OI)和商務(wù)智能(BI)的功能。因此,在頂層規(guī)劃時需要綜合考慮調(diào)度指揮、應(yīng)急救援、倉儲物流、環(huán)境監(jiān)測、三廢處理及檢維修等專業(yè)化管理功能。智慧園區(qū)規(guī)劃圖如下圖1所示。
(二)智慧園區(qū)層建設(shè)內(nèi)容。
智慧園區(qū)規(guī)劃建設(shè)ERP系統(tǒng)(人、財、物、供、銷)、生產(chǎn)調(diào)度、應(yīng)急指揮、安監(jiān)環(huán)保一體化平臺、工程項目、倉儲物流、檢化驗等專業(yè)化管理平臺。配套的專業(yè)化服務(wù)支持內(nèi)容,包含私有4G/5G專網(wǎng)建設(shè)、智慧云平臺建設(shè)。集成ERP人、財、物、產(chǎn)、供、銷各系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過主數(shù)據(jù)標(biāo)準化、數(shù)據(jù)倉庫及智慧云平臺建設(shè),形成大數(shù)據(jù)基礎(chǔ),實現(xiàn)園區(qū)各生產(chǎn)單位與服務(wù)單位的互聯(lián)互通、協(xié)同共享。
通過BI系統(tǒng)(商務(wù)智能)和OI系統(tǒng)(營運智能),進行數(shù)據(jù)挖掘及系統(tǒng)性分析形成決策依據(jù),指揮基地內(nèi)生產(chǎn)單位和專業(yè)化服務(wù)公司的生產(chǎn)和經(jīng)營活動,統(tǒng)籌協(xié)調(diào)產(chǎn)供銷人財物產(chǎn)業(yè)鏈,打造以利潤為中心的智慧園區(qū)。具體如圖2所示。
(三)智慧園區(qū)建設(shè)策略。
按照園區(qū)、工廠、車間系統(tǒng)化設(shè)計,分步實施,效益優(yōu)先、重點突破的原則,運用4G/5G專網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息化技術(shù),研發(fā)自主可控智能裝備、智能檢測、智能操作、智能運營等關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng),實現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準化、現(xiàn)場數(shù)字化、管理實時化,建設(shè)創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享的智慧園區(qū)。按照“集成共享、高效敏捷、創(chuàng)新驅(qū)動、協(xié)同智能”的工作方針,從生產(chǎn)業(yè)務(wù)關(guān)鍵價值鏈出發(fā),從基礎(chǔ)設(shè)施改造提升、供應(yīng)鏈倉儲物流、生產(chǎn)運營調(diào)度指揮、安防環(huán)保一體化、集團決策支持各個業(yè)務(wù)鏈條,實現(xiàn)“智慧企業(yè)”的五個特征即自動化、可視化、信息化、數(shù)字化和智能化。
三、智能工廠的建設(shè)是核心
(一)智能工廠建設(shè)內(nèi)容。
包括工程設(shè)計數(shù)字化移交、過程控制自動化控制系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、先進控制優(yōu)化系統(tǒng)、生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)、能源管理系統(tǒng)、實驗室信息管理系統(tǒng)、設(shè)備運行管理系統(tǒng)、安全風(fēng)險分級管控與安全應(yīng)急指揮系統(tǒng)、目標(biāo)傳導(dǎo)式績效管理系統(tǒng)這十大典型智能工廠系統(tǒng),建立基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)倉庫的智能服務(wù)總線,實現(xiàn)生產(chǎn)、安全、能源、設(shè)備、質(zhì)量、績效等智能管理系統(tǒng)的集中集成、互聯(lián)互通。
(二)智能工廠建設(shè)原則。
智能工廠層基于企業(yè)服務(wù)數(shù)據(jù)總線和數(shù)據(jù)標(biāo)準化,實現(xiàn)異構(gòu)系統(tǒng)多智能體的互聯(lián)互通應(yīng)用集成。集合生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)、各業(yè)務(wù)系統(tǒng)生產(chǎn)動態(tài)數(shù)據(jù)及數(shù)字化移交的設(shè)計、采購、施工等靜態(tài)數(shù)據(jù),建立工廠可視化數(shù)據(jù)模型,并形成工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)中心。
四、數(shù)字車間建設(shè)是基礎(chǔ)
(一)建設(shè)過程控制系統(tǒng)。
主要包含DCS、SIS、FAS、CCS等過程控制系統(tǒng),以及輔助生產(chǎn)操作的三維數(shù)字化移交系統(tǒng)、現(xiàn)場作業(yè)集成系統(tǒng)、操作員培訓(xùn)系統(tǒng)等。DCS、SIS、CCS、PLC、電氣自動控制等系統(tǒng)用于全廠的生產(chǎn)裝置、公用工程及輔助設(shè)施開停車,實現(xiàn)全廠生產(chǎn)運行自動化,為工廠管理信息化及管控一體化打下堅實的基礎(chǔ)。
(二)建設(shè)生產(chǎn)輔助系統(tǒng)。
通過SCADA、FAS、GDS、CCTV、在線分析、機組狀態(tài)監(jiān)測、安防門禁、擴音對講、計量等系統(tǒng)輔助生產(chǎn)運行,提供工廠實時狀態(tài)監(jiān)測、報警等功能。通過將設(shè)計院的PDMS模型建模,將設(shè)計、采購、施工等靜態(tài)數(shù)據(jù)和采自控制系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)與三維模型進行關(guān)聯(lián),打造出和物理車間/工廠一模一樣的三維數(shù)字化車間/工廠。在三維模型及控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,建立仿真操作員培訓(xùn)系統(tǒng)OTS和外操培訓(xùn)系統(tǒng),提升內(nèi)外操的技術(shù)水平以及應(yīng)變能力,保障裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運行[2]。
同時,將所有涉及生產(chǎn)、安全等方面現(xiàn)場作業(yè)統(tǒng)一集成到現(xiàn)場作業(yè)集成平臺(FOIS),提高現(xiàn)場作業(yè)效率,提升生產(chǎn)安全管理水平。
數(shù)字車間層通過建立由生產(chǎn)過程控制網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)等異構(gòu)系統(tǒng)通訊與共享,實現(xiàn)全面感知,為實時數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)中心提供數(shù)據(jù)源。
五、智慧園區(qū)規(guī)劃建設(shè)的幾點體會
(一)做好頂層規(guī)劃,是長遠高效發(fā)展的基石。
智慧園區(qū)頂層規(guī)劃,是大型集團級企業(yè)實現(xiàn)精細化、扁平化、透明化管理的重要手段,能夠有效打破園區(qū)專業(yè)管理的壁壘和條塊限制,實現(xiàn)從彈性管理向剛性管理轉(zhuǎn)變,大幅提高園區(qū)管理的整體性和協(xié)同性。因此智慧園區(qū)的頂層設(shè)計,需要有前瞻性、科學(xué)性和可操作性,一要切實可行,二要保證執(zhí)行。很多非常好的規(guī)劃,最終沒能按規(guī)劃的設(shè)計走完甚至走偏,要么是規(guī)劃的遠景太虛,不接地氣。要么就是企業(yè)由于各種原因沒有切實按規(guī)劃實施,這種情況在國有企業(yè)特別常見,需要引以為鑒。
(二)做好數(shù)據(jù)治理,是實現(xiàn)業(yè)務(wù)協(xié)同的保障。
頂層規(guī)劃需要對企業(yè)的數(shù)據(jù)治理進行專項分析與調(diào)研,多數(shù)集團級系統(tǒng)的目標(biāo)是達到集團級管控,其管控范圍延伸不到基層的精細化業(yè)務(wù)與流程,難以管到子分公司的礦、廠內(nèi)部生產(chǎn)和經(jīng)營業(yè)務(wù)。這給操作層和執(zhí)行的信息化帶來很多不便,產(chǎn)生了子分公司、礦、廠的信息孤島,不能實現(xiàn)與上層系統(tǒng)的互聯(lián)互通、集成共享,造成多次采集、多點輸入,形成多頭數(shù)據(jù),在不同業(yè)務(wù)部門之間,在不同專業(yè)化服務(wù)公司之間不可復(fù)用,難以實現(xiàn)業(yè)務(wù)的協(xié)同,同時給企業(yè)的數(shù)據(jù)分析帶來嚴峻挑戰(zhàn)。(作者：王玉芹)
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