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石油化工智能製造

為了解決lims系統的問題，作者覃偉中，謝道雄，趙勁松等 這樣論述：

《石油化工智慧製造》系統總結了中國石化九江石化建設“石化智慧工廠”和“綠色製造示範工廠”的先進經驗以及國家自然科學基金委員會重大項目“煉油生產過程全域優化運行的基礎理論與關鍵技術”系列成果，全面闡述了以智慧化為手段實現企業經濟效益化的卓越運營路徑，系統描述了基於預知預防的安全環保和設備管理等智慧化應用領域，詳細講述了石油化工智慧製造的基礎設施和保障條件，明確提出了實現智慧製造所必需的體制機制與管理創新。 《石油化工智慧製造》是作者及其團隊多年來的一線研究成果，是國內外首部系統論述石油化工企業智慧製造的專著，緊緊圍繞“經濟效益化”和“本質安全環保”兩個目標，系統論述了石化企業智慧製造路徑、方法

和策略。本書的出版將為石油化工行業節能降耗、提質增效、轉型發展，貫徹實施“中國製造2025”戰略和“互聯網+協同製造”行動計畫，建設智慧工廠、綠色工廠等提供具體指導。 《石油化工智慧製造》可供石油化工企業和研究機構的管理人員、資訊化科研人員和生產技術人員閱讀，也可供鋼鐵、冶金、食品、電力等流程型企業科技人員和高等院校相關專業師生學習參考。 第一章緒論1 第一節國內外石化工業的現狀及發展趨勢1 一、石化工業新格局1 二、中國石化工業發展趨勢7 第二節新一代資訊化技術的發展趨勢10 一、網路與通信10 二、工業物聯網15 三、雲平臺與大資料19 四、虛擬/增強現實24 五、人

工智慧27 第三節石化工業智慧製造現狀及面臨挑戰32 一、石化工業特點及智慧製造進展32 二、國內外重點石化企業資訊化建設進展33 三、新一代通信技術用於工業環境42 四、石化過程數位化建模的複雜性49 五、石化流程企業智慧化升級挑戰53 參考文獻54 第二章以經濟效益大化為目標的卓越運營56 第一節石化敏捷生產的關鍵要素56 一、原料與產品市場價格快速變化56 二、原料油性質的快速與準確評價58 三、採購性能價格比高的原料油59 四、大化產出原料油每餾分價值63 五、成品油及石化產品的品質效益64 第二節石油化工生產裝置建模與優化66 一、石化生產裝置的數學模型66 二、機理建模與資料驅動

建模67 三、石化生產裝置與過程類比83 四、石化裝置建模與優化方法84 第三節以月為時間尺度優化生產86 一、經濟效益大化排產方案求解86 二、單裝置模型修訂計畫排產參數88 三、生產裝置未知工況下收率預測90 四、生產裝置案例庫自動搜索匹配94 五、計畫排產與生產執行閉環回饋106 六、更短週期優化排產可行性112 第四節即時優化與先進程序控制115 一、即時優化及應用115 二、先進程序控制及應用122 三、計畫調度與操作集成125 第五節工業大資料優化技術及應用127 第六節工藝技術與能源管理智慧化137 一、工藝技術管理智慧化137 二、能源管理智慧化143 第七節原油與成品油線上自

動調和147 一、原油線上自動調和147 二、成品油線上自動調和154 參考文獻160 第三章基於預知的安全環保和設備管理163 第一節報警儀及工業視頻集中管理163 一、全廠報警設施集中管理163 二、全廠工業視頻集中管理165 三、報警儀與工業視頻聯動167 四、生產裝置工藝報警管理169 第二節施工及作業票證管理174 一、基於管控的作業備案管理174 二、面向作業管控的許可票證管理178 三、基於安全資格培訓的門禁管理182 四、基於現場監管的無線視頻監控184 第三節危險與可操作性分析(HAZOP)186 第四節企地聯動應急指揮平臺194 第五節生產裝置現場巡迴檢查204 第六節全

廠三維立體人員定位209 第七節全過程環境監測與管控219 一、石化企業多層級環境保護體系221 二、從源頭到結果全過程環境管控225 三、基於4GLTE移動可燃氣檢測229 第八節設備管理智慧化238 一、基於預知的設備維護維修240 二、設備與資產的全生命週期管理245 參考文獻250 第四章石油化工智慧製造的基礎設施252 第一節石化流程型企業資訊物理252 一、資訊物理的定義及應用252 二、石化流程企業資訊物理254 三、構建流程工業資訊物理257 第二節複雜工業環境移動寬頻專網260 一、移動寬頻網路：智慧製造高速路260 二、4G企業專網及4G運營商公網266 三、構建複雜工業

環境移動寬頻網路267 四、多種制式下的語音視頻融合通信272 第三節窄帶無線低功耗企業廣域網路278 一、無線低功耗廣域網路：智慧製造的重要基礎278 二、NB-IoT在工業企業應用：eLTE-IoT282 第四節分子級原（料）油物性表徵288 一、原（料）油的常規物性表徵方法288 二、原（料）油分子級物性快速表徵292 三、分子級物性快速表徵資料的應用298 第五節消除各類“孤島”實現集中集成302 一、企業級中央資料庫304 二、企業服務匯流排（ESB）311 第六節品質計量設施自動化智慧化318 一、LIMS支撐智能化升級318 二、樣品採集送檢標準化智能化325 三、計量資料獲取自

動化智慧化328 第七節工控與資訊安全性原則及設施339 一、工控與資訊安全分析339 二、工控與資訊安全性原則設計340 三、工控與資訊安全基礎設施342 參考文獻346 第五章智慧製造的體制機制與管理創新349 第一節管理模式與業務流程優化349 一、典型石化企業的管理體制與運行機制349 二、從分散走向集中：智慧製造關鍵一步350 三、從“煙囪”到“矩陣”：推動智慧化升級353 四、面向未來：從集中管控邁向智能管控354 第二節面向智慧製造的運行維護358 一、“管、建、維”分離運行體制機制358 二、各類軟硬體的運行維護管理361 第三節工程全數位化交付與數位化重建368 一、工程建

設的全數位化交付368 二、以應用需求為導向的數位化重建374 第四節石化企業智慧製造決定因素377 一、植入智慧製造基因378 二、避免若干認識誤區379 三、“人”是決定性因素379 參考文獻380 致謝381 石油化工是國民經濟支柱產業。加快推進智慧製造，是順應時展的迫切需要，是落實黨中央戰略部署的具體行動，也是企業轉方式調結構、提質增效升級的內在需求。當前，石油化工行業除面臨生產運行自身特點帶來的挑戰外，市場競爭加劇、能源供應轉變、生產方式變化、地緣政治等因素也給企業生產運行帶來重大挑戰。主要表現在：一是受氣候及環境因素制約，產品品質升級、節能減排、綠色低碳成為能源

生產與消費主流；二是能源多元化、葉岩氣（油）、煤基燃料化工等石油替代產業快速發展，推動了替代能源的迅速發展；三是原油價格波動、市場需求放緩、煉油產能過剩、產品結構不合理、市場化改革方向等導致國內外市場競爭加劇；四是資訊技術發展、資訊化與工業化深度融合以及新商業模式等，對能源生產供應及消費方式產生深刻影響。 特別是，以資訊技術為龍頭的新一輪科技，引起了各國政府的高度重視。發達國家紛紛制定以重振製造業為核心的再工業化戰略，加快推進智慧製造進程，重塑競爭優勢；發展中國家抓住產業鏈重組和調整機遇，積極參與產業再分工，開啟智慧製造進程，力求掌握更多主動權。2012年，美國政府和一些跨國企業利用其互聯網

優勢提出“工業互聯網”概念，通過人機連接，結合軟體和大資料分析，升級關鍵工業領域；2014年啟動以先進感測器、工業機器人、先進製造和測試設備等為代表的智慧製造，力圖重塑其製造業的競爭優勢。2013年，德國基於其製造業基礎發佈的《實施“工業4.0”戰略建議書》和路線圖，將虛擬網路——資訊物理（CPS）定義為工業4.0，智慧製造是其重點內容之一。2014年，印度提出物聯網策略，打造“印度製造”和“數位印度”。與此同時，日本、英國、法國、韓國等都相繼推出了各自的製造業智慧製造計畫，以期實現傳統產業的轉型或開拓新興產業，佔領產業競爭的制高點。2015年，中國政府發佈《中國製造2025》綱要，進一步推進

資訊化和工業化深度融合，這是增強綜合國力、提升競爭力，推動中國製造向中國創造轉變、中國速度向中國品質轉變、中國產品向中國品牌轉變，實現從製造大國向製造強國邁進的重大戰略部署。國家工信部以此推出了智慧製造試點示範專項行動計畫，在各行業企業大力推進數位化、網路化、智慧化製造，遴選試點示範企業，實施創新發展戰略，加快經濟轉型升級。 “十二五”以來，石油化工行業認真落實黨的“十八大”戰略部署，積極推進“兩化”深度融合，以智慧製造為重要抓手，有效應對經濟新常態下麵臨的各種挑戰，特別是中石化、中石油、中海油等中央企業及其下屬單位，將先進的資訊技術與傳統石化流程型工業的核心業務緊密結合，湧現了一批石油化工

智慧製造典型企業。中石化“十二五”期間在九江石化、鎮海煉化、茂名石化、燕山石化開展石化智慧工廠試點建設，取得了較好的應用效果，圍繞生產運行核心業務建成投用的煉化一體化全流程優化平臺大幅提升了資源優化和調度指揮水準，提高了經濟效益；“環保地圖”即時線上監測廢水、廢氣排放和環境空氣，確保了清潔生產；安全管理實現生產的“全員、全過程”安全管理，提升了安全管理水準和應急指揮能力；能源管理和優化有效推進了節能減排工作；設備狀態監測和性維護維修支撐裝置設備安全穩定可靠運行；新增各類實現了集中集成和標準化，有效減少了“資訊孤島”和“業務孤島”現象。中石化九江石化2015年被國家工信部評為全國石化智慧工廠試點

示範企業，2017年被國家工信部評為全國首批綠色工廠、“兩化”融合管理體系貫標示範企業。 石油化工行業智慧製造是一項複雜的工程，涉及面廣、流程長、內容多。本書以石油化工企業的智慧工廠試點建設為主要切入點，結合高校院所、石油化工行業集成商、國內知名自動控制供應商以及ICT(資訊通信技術)廠商相關理論與經驗，梳理、總結“十二五”以來圍繞企業發展、經濟效益、安全生產、環境保護以及企業管理等核心業務建設智慧工廠的一些具體做法和經驗，編撰成書。 本書是“十三五”國家重點出版物出版規劃專案並獲得化學工業出版社出版基金資助出版。本書編寫的目的，是為持續推進石油化工行業數位元元化、網路化、智慧化製造的發展

，可為高等院校、科研院所、工業企業、ICT企業的研究人員、工程技術人員或管理人員提供借鑒和參考。 本書由覃偉中、謝道雄、趙勁松、羅重春等編著。章由覃偉中、馬健、羅敏明、覃水負責編寫；第二章由覃偉中、謝道雄、鄒聖武、邱彤、宋光、王濤、袁志宏、何愷源、鄭京禾、餘偉勝、雷凡負責編寫；第三章由覃偉中、羅重春、王敏、薑積群、趙勁松、楊小珺、帥海平、王振東、唐安中、劉華強、鄒志斌負責編寫；第四章由覃偉中、劉平、馬健、何愷源、徐燕平、康偉清、劉長鑫、王琤、舒勇、李代青、龔劍、鄭朝陽、孫偉、武金倫、何輝、朱彤負責編寫；第五章由覃偉中、仲建文、王海松、袁健、劉平、鄭欣、沈七三、劉志忠負責編寫，全書由覃偉中定稿

。全書為完整體系，各章也可獨立閱讀；書中配有二維碼，通過掃描可觀看智慧工廠、智慧巡檢、三維數位元元化工廠等六個視頻動畫以及部分彩色圖片，方便讀者深入瞭解。 由於作者水準和時間有限，書中難免疏漏和不妥之處，懇請讀者批評指正，以期日後的不斷修訂和提高。 編著者 2018年5月30日