數(shù)據(jù)加持 應用發(fā)力 孿生協(xié)同

　　11月28日，廣東石化智能工廠順利通過國內(nèi)制造企業(yè)目前最高等級——國家智能制造能力成熟度(CMMM)四級評估，這對已經(jīng)入選國家智能制造示范工廠的廣東石化來說，有最高等級智能制造的加持和發(fā)力，加快了廣東石化綠色、智能、效益型世界一流煉化企業(yè)建設(shè)步伐。

　　走進廣東石化，全廠覆蓋的4G5G無線網(wǎng)絡讓人立即感受到數(shù)智化的無限“魅力”......基于全域共享數(shù)據(jù)和智能化模型打造的數(shù)字化調(diào)度指揮、智能物料平衡、數(shù)字孿生應用、智能巡檢、智能物流、智能立體庫、現(xiàn)場作業(yè)管控、設(shè)備腐蝕檢測和預防性維護等數(shù)智化應用場景，實現(xiàn)了數(shù)數(shù)串聯(lián)、點點對接、全域共享，在數(shù)智化的不斷發(fā)力下，這座南海“石化明珠”發(fā)展的越發(fā)耀眼。

　　云原生技術(shù) 建無信息“孤島” 企業(yè)

　　廣東石化作為新建煉化企業(yè)，在項目建設(shè)過程中，頂層設(shè)計上就將智能工廠與工程項目同步建設(shè)，采用云原生技術(shù)創(chuàng)新實現(xiàn)了新一代 MES、企業(yè)生產(chǎn)指揮、數(shù)字孿生工廠、企業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫等智能化應用，實現(xiàn)全業(yè)務域數(shù)據(jù)集成共享，使廣東石化成為集團公司第一家無信息孤島的企業(yè)，建成中國石油煉化企業(yè)首家采用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建的云原生智能工廠。

　　智能工廠通過對業(yè)務流程進行梳理優(yōu)化，形成計劃調(diào)度、生產(chǎn)運行、工藝技術(shù)、能源管控與優(yōu)化、供應鏈協(xié)同、經(jīng)營管理、設(shè)備全生命周期管理、安全環(huán)保管控、數(shù)字化接收與應用等9個端到端流程，實現(xiàn)業(yè)務、數(shù)據(jù)與應用的融合和貫通。

　　智能化數(shù)據(jù)猶如水和血液一樣，不斷循環(huán)流動且確保身體細胞獲得必要的氧氣和營養(yǎng)，發(fā)揮最大價值。然而，煉化企業(yè)工藝流程復雜，具有流程連續(xù)性強、裝置關(guān)聯(lián)度高、數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)關(guān)系紛繁復雜等特點，普遍面臨數(shù)據(jù)“孤島”問題。

　　12月5日，廣東石化數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)運維人員陳鍇斯打開綜合數(shù)據(jù)庫平臺(簡稱“數(shù)據(jù)中臺”)進行巡檢。他迅速打開采集管理選項，進入到任務調(diào)度欄中，對接口進行立即執(zhí)行一次，幾秒鐘就能完成數(shù)據(jù)采集工作。通過“零代碼、可視化、向?qū)健钡呐渲媒缑?，陳鍇斯4步操作展示了創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)源接口的“數(shù)據(jù)秒開”。

　　除了“數(shù)據(jù)秒開”，數(shù)據(jù)共享也是數(shù)據(jù)中臺的一大“特色”。陳鍇斯說：“我們完成的某一個數(shù)據(jù)后，就會傳送到數(shù)據(jù)目錄里進行保存，需要的部門就可以直接在數(shù)據(jù)中臺拉取有效數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)共享的最大作用就是為跨域跨業(yè)務數(shù)據(jù)交互提供統(tǒng)一‘語言’，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享?！?/p>

　　廣東石化數(shù)據(jù)中臺基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺微服務體系架構(gòu)和企業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)管理工具，提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)服務能力，為全廠智能化各業(yè)務領(lǐng)域應用系統(tǒng)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)服務，全面消除數(shù)據(jù)孤島。

　　通過基于微服務體系架構(gòu)開發(fā)的全廠物料移動和物料平衡功能，改變“數(shù)據(jù)不及時、計算易出錯、信息傳遞慢”的模式，數(shù)據(jù)自動采集時間節(jié)省30%以上，物料平衡模型求解時間小于10秒，全廠物料平衡業(yè)務操作時間縮短到0.5小時以內(nèi)，提升調(diào)度平衡工作效率50%以上。

　　目前，廣東石化在數(shù)據(jù)中臺賦能下，智能化工廠實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集58萬余點、裝置在線數(shù)據(jù)采集率100%、關(guān)鍵機組/機泵在線監(jiān)測覆蓋率100%，數(shù)據(jù)對接與集成效率提升80%。

　　數(shù)智化賦能 實現(xiàn)安穩(wěn)長滿優(yōu)

　　在廣東石化公司中控室二樓，生產(chǎn)指揮中心管理人員不停地調(diào)換調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)上的產(chǎn)品走向、原材料、中間產(chǎn)品罐存和全廠裝置畫面等，實時采集裝置運行、罐區(qū)監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、安全監(jiān)控、能源管理、進出廠、油品調(diào)合等生產(chǎn)全過程數(shù)據(jù)。

　　生產(chǎn)運行部(總調(diào)度室)主任王恒說：“智能工廠徹底改變了我們生產(chǎn)運行傳統(tǒng)的工作方式，像我們這種規(guī)模的煉化企業(yè)只需要12名調(diào)度人員，負責41套主要生產(chǎn)裝置，這在過去是很難想象的?！?/p>

　　生產(chǎn)指揮系統(tǒng)以全廠生產(chǎn)事件為驅(qū)動，對生產(chǎn)計劃、裝置運行、罐區(qū)監(jiān)控、環(huán)保監(jiān)測、安全監(jiān)控、能源管理、進出廠、油品調(diào)和、應急指揮等全業(yè)務流程進行監(jiān)控。此外MES系統(tǒng)里，可以查看5900余幅與DCS 1:1的實時流程圖畫面，實時查看罐存量、可收量、可付量，機泵狀態(tài)、閥門狀態(tài)等信息，為生產(chǎn)指揮決策、運行管理和工藝技術(shù)分析提供了智能化的分析手段。

　　王恒介紹，例如石腦油、柴油、蠟油、渣油、乙烯等關(guān)鍵組分全廠物料實時平衡模型，就可實時監(jiān)控物料平衡狀態(tài)，自動計算不平衡量，跟蹤倒罐、切罐等生產(chǎn)事件，指揮調(diào)度作業(yè)，在中石油煉化企業(yè)中首次實現(xiàn)“班跟蹤、日平衡”，建立起“自上而下的生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化一體化管控”模式。同時，預警功能還能及時提示潛在問題，真正實現(xiàn)了問題導向，事件驅(qū)動，大大降低了調(diào)度人員的工作強度，穩(wěn)坐駕駛艙。

　　化工二部工藝工程師胡剛對于“自上而下的生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化一體化管控”模式深有體會。“料倉數(shù)據(jù)和化驗分析數(shù)據(jù)都可以自動提取和查詢，單據(jù)傳遞時間由30-60分鐘縮短為10秒以內(nèi)，不僅節(jié)省了時間，統(tǒng)一了批次號，生產(chǎn)、化驗、包裝業(yè)務也在線上協(xié)同起來，現(xiàn)在都不用打電話了，節(jié)約人力的同時，還有效避免人工操作失誤?！?/p>

　　生產(chǎn)必須安全，安全才能出大效益。廣東石化還打造安全環(huán)保管控、雙重預防、智能巡檢等系統(tǒng)，夯實“智能+安全”基座。

　　“在工藝技術(shù)、動設(shè)備管理等方面開展公司風險分級管控、隱患排查治理雙重預防機制構(gòu)建，通過風險分級管控排查出近1600風險點，在雙重預防系統(tǒng)中實現(xiàn)動態(tài)管控，跟蹤閉環(huán)管理，極大程度的保障了公司安全生產(chǎn)。”廣東石化安全環(huán)保部副經(jīng)理馮勇感慨道。

　　數(shù)字孿生 助力優(yōu)質(zhì)發(fā)展

　　廣東石化數(shù)智化已走在了中國石油煉化企業(yè)的前列，智能工廠帶給廣東石化的不僅是提高效率、高效管理等，更能做到遇事不驚、迅速解決問題，這還得益于廣東石化的數(shù)字孿生工廠。

　　呂斌介紹，煉化企業(yè)在生產(chǎn)運行容不得一絲差錯，在不改變原有裝置的情況下，運用數(shù)字孿生技術(shù)和機理建模，克隆出與之對應的虛擬工廠，不斷對生產(chǎn)進行調(diào)優(yōu)，使得決策更加助力于實際生產(chǎn)運行。

　　為此，廣東石化基于數(shù)字化交付構(gòu)建的數(shù)字孿生工廠是物理工廠的數(shù)字化、模型化表達，是以工廠對象為中心，形成包含三維模型、智能PID、各類關(guān)聯(lián)關(guān)系等技術(shù)資料、運行狀態(tài)與歷史記錄等多源數(shù)據(jù)的聚合信息模型，并對上層應用系統(tǒng)提供模型和數(shù)據(jù)服務。

　　三維數(shù)字化工廠基于工廠對象，集成MES、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)，在與現(xiàn)實工廠完全一致的三維虛擬數(shù)字化工廠環(huán)境里呈現(xiàn)出工廠的生產(chǎn)運行、現(xiàn)場環(huán)境等信息，提供信息融合直觀展示。

　　系統(tǒng)集成全廠重點關(guān)注生產(chǎn)工藝指標數(shù)據(jù)1700個，重點區(qū)域視頻接入共1815路，可在三維場景中快速定位、直觀展示廠內(nèi)生產(chǎn)情況和現(xiàn)場情況，當工廠出現(xiàn)異常狀況時，提供設(shè)備快速定位及信息獲取功能，支持故障快速處理。

　　在工程建設(shè)期，廣東石化通過全廠管線抽離功能，實現(xiàn)直觀展示目前已配置64種介質(zhì)的全廠管線的分布和位置的情況，解決了過去只有通過瀏覽圖紙和到現(xiàn)場查看才能掌握管線分布情況的問題，大大提高了決策效率，支撐了火炬點火等工作部署。

　　如今，廣東石化數(shù)字孿生工廠已向診斷、預測、自適應階段升級。比如，在進行動土作業(yè)時，可通過動土作業(yè)開挖，可以快速查看地下管線和電纜，避免出現(xiàn)挖斷電纜和誤傷管線等問題；通過斷面分析快速知道管線泄漏介質(zhì)及周邊高風險介質(zhì)管線分布情況，實現(xiàn)斷面分析功能。

　　盲板管理功能是數(shù)字孿生工廠中其中一個場景，通過盲板臺賬線上管理，弄清家底，保證裝置安全投料試車?；ひ徊扛苯?jīng)理王宏全說：“之前，我們每次都是現(xiàn)場手填盲板信息，費事不說還容易出錯，時間久了還容易字跡模糊、信息不清楚等，無可追溯查找?，F(xiàn)在，通過盲板臺賬、變動記錄、三維標注和移動端應用，在三維模型上快速解現(xiàn)場盲板位置、分布、盲板的通盲狀態(tài)和詳細信息，實現(xiàn)一次盲板標注，后續(xù)僅需上傳盲板臺賬，通過盲板移動端及時更新盲板臺賬，實現(xiàn)現(xiàn)場與臺賬一致?！?/p>