導語

石油化工是國民經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)，在新舊動能轉換及疫情因素影響下，面臨提質增效與轉型升級的新要求。依托工業(yè)物聯(lián)、工業(yè)數(shù)字化、工業(yè)大數(shù)據(jù)和AI、工業(yè)實時優(yōu)化四個核心引擎，圍繞石化行業(yè)“生產(chǎn)管控一體化、供應鏈協(xié)同一體化、資產(chǎn)全生命周期管理”三條業(yè)務主線，聚焦安全環(huán)保、生產(chǎn)管控、資產(chǎn)管理、運營優(yōu)化等重點場景，石油和化工工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ProMACE形成了一系列行業(yè)應用，支撐石化行業(yè)的數(shù)字化轉型與智能化發(fā)展。

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行業(yè)背景

自工業(yè)革命以來，石化工業(yè)一直在世界經(jīng)濟轉型中發(fā)揮著關鍵作用，滿足全球人類的衣、食、住、行、醫(yī)需要。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，我國石化工業(yè)已覆蓋石油產(chǎn)品、合成樹脂、合成纖維、合成橡膠、化肥等領域，石化產(chǎn)業(yè)的規(guī)模、產(chǎn)量和能力都有了大幅度提升，產(chǎn)業(yè)規(guī)模已躋身世界石化大國前列。2021年，我國煉油總能力達到9.1億噸，乙烯總產(chǎn)能4168萬噸，PX總產(chǎn)能達到3127萬噸，我國已連續(xù)12年位居世界第二石化大國和世界第一化工大國；我們擁有自主知識產(chǎn)權的千萬噸級煉油和百萬噸級乙烯煉化一體化、清潔油品生產(chǎn)、重油輕質化、芳烴生產(chǎn)、煉油環(huán)境保護等成套技術，國際影響力顯著提高。然而，石化工業(yè)與綠色發(fā)展、高質量發(fā)展的要求相比，還有一定差距。

當前，新一輪工業(yè)革命正在全球范圍內(nèi)孕育興起，制造業(yè)正邁向動力變革、體系重構、范式遷移的新階段。以物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等為代表的新一代信息技術與運營技術、制造技術深度融合，建設面向行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推進傳統(tǒng)行業(yè)的數(shù)字化轉型正加速推進。利用石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，推動新一代信息技術與石化工藝技術深度融合，應對本質安全、本質環(huán)保、提質增效的發(fā)展需求，實現(xiàn)行業(yè)的數(shù)字化轉型與智能化發(fā)展，是我國石化工業(yè)高質量發(fā)展的關鍵。

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重點突破

石油化工行業(yè)是流程工業(yè)的代表，物質流、能量流、信息流的協(xié)同統(tǒng)一是其重要特征。但是，也因此產(chǎn)生了工藝流程復雜、生產(chǎn)過程建模難度高、生產(chǎn)工況波動大、能耗物耗高、安全環(huán)保壓力大等突出問題。同時，因產(chǎn)業(yè)鏈長且布局分散，實現(xiàn)資源整體優(yōu)化面臨著巨大挑戰(zhàn)。企業(yè)需要利用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，進行工業(yè)知識的沉淀、復用和重構，加快“數(shù)實融合”，推進行業(yè)的數(shù)字化、高效化、綠色化發(fā)展和一體化協(xié)同發(fā)展，實現(xiàn)提質增效與轉型升級，推動我國石油和化工行業(yè)綜合實力邁向高端。

石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在PaaS層主要包括工業(yè)物聯(lián)、工業(yè)數(shù)字化、工業(yè)大數(shù)據(jù)和AI、工業(yè)實時優(yōu)化四大核心引擎。工業(yè)物聯(lián)引擎具有現(xiàn)場數(shù)據(jù)接入、工業(yè)協(xié)議適配解析、邊緣計算、邊云協(xié)同及自組態(tài)物聯(lián)應用等功能，對終端設備實施全生命周期管控，并為終端到云端提供安全保障；工業(yè)數(shù)字化引擎基于資產(chǎn)數(shù)字化模型和工廠本體數(shù)據(jù)治理、統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型構建、多維可視化交互等工具，為企業(yè)建立與物理工廠同步的數(shù)字化工廠；工業(yè)大數(shù)據(jù)與AI引擎提供大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲、實時計算、高速并行計算等功能，并具有生產(chǎn)運行、工藝分析、設備健康等領域豐富的專業(yè)算法和業(yè)務組件；工業(yè)實時優(yōu)化引擎具備覆蓋企業(yè)級、工廠級、裝置級的優(yōu)化模型與測算工具，可基于企業(yè)實時總線和實時計算框架及時捕獲生產(chǎn)現(xiàn)場的事件信息。

石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺在SaaS層主要包括石化工廠三條業(yè)務主線：

一是面向石化工廠的生產(chǎn)管控一體化，實現(xiàn)生產(chǎn)管理到自動化控制的縱向一體化。通過客戶服務、經(jīng)營管理、生產(chǎn)執(zhí)行和過程控制各層級的信息集成與共享，在保證安全、環(huán)保、質量及能源、設備、工藝穩(wěn)定運行的前提下，實現(xiàn)全廠的縱向一體化管控。由分段式、專業(yè)化管理轉變?yōu)榧s式、一體化管理，實現(xiàn)市場需求、生產(chǎn)計劃、調度作業(yè)、現(xiàn)場操作和自動控制的雙向信息聯(lián)動和實時績效反饋，實現(xiàn)全過程數(shù)字化管控。

二是面向石化價值鏈的供應鏈協(xié)同一體化，實現(xiàn)采購、生產(chǎn)、銷售到配送的橫向一體化。通過跨組織、跨專業(yè)協(xié)同和全局優(yōu)化，實現(xiàn)企業(yè)效益最大化。由于石化行業(yè)自身的特點，供應鏈優(yōu)化的邊界條件多而復雜，智能工廠建設具有較強的復雜性。在空間維度上，針對單元、裝置、工廠、企業(yè)各層次，需要基于生產(chǎn)計劃管理、調度管理、裝置操作情況進行動態(tài)優(yōu)化和閉環(huán)管理。在時間維度上，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)營條件進行日、旬、月度的計劃優(yōu)化與協(xié)調統(tǒng)一。在月度生產(chǎn)計劃、庫存及原油進廠計劃的基礎上，應用煉油、化工的調度優(yōu)化模型，實現(xiàn)日調度優(yōu)化。根據(jù)裝置模型進行影響因素分析，實現(xiàn)裝置級、分鐘級實時優(yōu)化，并對單元控制回路實施秒級先進過程控制。

三是面向石化工廠全生命周期的設計運營一體化，實現(xiàn)項目籌建、工程設計、建造交付、工廠運行、設備維護到資產(chǎn)報廢退出的資產(chǎn)全生命周期端到端一體化。從總體設計、基礎設計、詳細設計、施工到中交、試車的工廠設計建設全過程，建立與實物裝置信息高度一致的數(shù)字工廠，實現(xiàn)數(shù)字化管理和數(shù)字化交付。從運行生產(chǎn)、檢維修、改擴建到報廢的工廠運營期，建立資產(chǎn)模型，集成和融合工藝、質量、環(huán)保等各專業(yè)的工廠運營監(jiān)控數(shù)據(jù)，利用設備特征及故障診斷分析知識庫，實現(xiàn)設備信息自動采集、狀態(tài)監(jiān)控、異常預警報警、故障診斷、檢維修和實績分析，進一步提高設備資產(chǎn)的可靠性，從傳統(tǒng)的事后故障處理轉變?yōu)轭A知性維修，實現(xiàn)數(shù)字工廠與實體工廠的虛實共變、管控聯(lián)動，提高資產(chǎn)利用率，提升工廠“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行水平。

03

行業(yè)應用

在安全管理方面，通過裝置報警管理、安全生產(chǎn)風險監(jiān)測預警、面向作業(yè)過程安全管理的施工作業(yè)管控、圖像識別人員行為分析、協(xié)同應急指揮、?；穬\等重點應用，強化過程安全及風險防控，打造安全生產(chǎn)一體化防控新能力。

在環(huán)保管理方面，通過環(huán)保監(jiān)控地圖、廢氣網(wǎng)格化及溯源等應用，對生產(chǎn)企業(yè)重點污染源排放點進行實時監(jiān)控、超標報警和趨勢分析，實現(xiàn)源頭削減、過程管控、末端治理的一體化管理。

在生產(chǎn)管控方面，利用人工智能、大數(shù)據(jù)技術和數(shù)字員工、報警管理等應用，構建企業(yè)全要素、全鏈條信息匯聚的智能運營中心——“石化智腦”，實現(xiàn)裝置工藝平穩(wěn)操作、效益動態(tài)測算優(yōu)化、全業(yè)務鏈異常監(jiān)測預警、生產(chǎn)調度與應急指揮一體化協(xié)同。

在資產(chǎn)管理方面，整合內(nèi)外部專家資源，利用大數(shù)據(jù)技術和機理模型、設備知識庫，建立以維修策略、備品備件、檢修優(yōu)化為核心的設備可靠性管理，實現(xiàn)設備健康管理和核心設備、大型機組的實時監(jiān)控。通過故障的風險預測和快速診斷，減少非計劃停工，保障設備長周期運行。

在運營優(yōu)化方面，實現(xiàn)裝置操作參數(shù)和目標產(chǎn)品的在線實時優(yōu)化和計劃、調度、裝置、控制的一體化優(yōu)化，通過降低原料采購成本，統(tǒng)籌優(yōu)化資源配置，實現(xiàn)供應鏈全過程的效益最大化。

04

未來展望

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺作為新的網(wǎng)絡體系、新的平臺載體和新的分析工具，是推進石化工業(yè)高質量發(fā)展、實現(xiàn)智能制造的關鍵使能技術和新型基礎設施。作為石化工業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈解決方案和產(chǎn)品提供商，石化盈科按照“研究一代、研發(fā)一代、推廣一代”的策略構建了工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺ProMACE，以數(shù)據(jù)和模型為驅動，實現(xiàn)云邊端應用協(xié)同、服務協(xié)同和資源協(xié)同。平臺獲得專利授權80余項，支持油氣勘探開發(fā)、煉油化工、煤化工、鹽化工、精細化工、生物化工、管道運輸、城市燃氣、現(xiàn)代物流等多個行業(yè)，榮獲10余項國家試點示范。展望未來，石化盈科將加快構建網(wǎng)絡為基礎、平臺為中樞、數(shù)據(jù)為要素、安全為保障、產(chǎn)業(yè)為支撐、應用為牽引的石化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)生態(tài)體系，不斷釋放工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在降本、增效、提質、綠色、安全方面的賦能作用，為建設石化強國作出更大的貢獻。

審核編輯 ：李倩