石化行业智能工厂场景库构建研究

以石化行业智能工厂建设为载体，针对石化企业资源与能源利用率偏低、高端制造水平亟待提高、安全环境压力大等问题，在对国家及石化行业智能场景建设指南、国内外智能场景发展现状分析的基础上，结合新一代信息技术，提出石化行业智能工厂场景库构建方法，对智能场景进行分类与分级，对场景模板进行设计与编制，对场景内容进行汇总与筛选。加快智能场景的沉淀、复制与推广，为石化行业智能化高质量发展提供支撑。     

数字孪生技术助力石化智能工厂

数字孪生技术的应用已经在多个领域发挥着越来越重要的作用,我国工业和信息化部《“十四五”智能化制造发展规划》中也强调了数字孪生技术的重要性。本文阐述了数字孪生技术在石油石化行业的应用现状,并介绍了石化智能工厂全生命周期数字孪生平台框架。该框架以工业互联网平台为支撑,以石化企业复杂的工艺与装置为核心,可以提供石化智能工厂的数字化交付、智能建设服务、智能运行模拟以及智能维护等服务。同时,本文还规划了基于数字孪生的智能工厂生产调度可视仿真、基于增强现实的智能工厂设备智能巡检和基于虚拟现实的智能工厂沉浸式培训与安全演习三个应用场景。最后,本文分析了数字孪生技术在石油石化行业的应用挑战与措施,为数字孪生技术在智能工厂应用提供了指导建议。本文的研究成果对于推动数字孪生技术在石油石化行业的应用具有重要意义,同时也为数字孪生技术在智能工厂应用提供了新的思路和方法。     

建立在智能工厂基础上的企业数字孪生体

当前,智能制造热度高企,石化、钢铁、机械装备制造、汽车制造、航空航天、飞机制造等行业纷纷开始探索建设智能工厂。《中国制造2025》明确提出要推进制造过程智能化,在重点领域试点建设智能工厂数字化车间,这必将加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。预计未来3～5年,全国将涌现出一批智能工厂。     

流程工业智能工厂建设的再思考

新一代信息技术的发展日新月异,工业化和信息化的融合不断走向纵深,建设智能工厂已经成为流程工业转型升级的主要抓手。智能工厂建设是一项长期、复杂、创新的工程,相关理论、标准、技术及应用仍处在不断的研究与探索之中。本文对流程工业智能工厂建设策略从工厂本体认知、智能化方案、评估体系、核心支撑要素等维度进行了深入的思考和分析,研究了基于工厂全生命周期数字化资产模型的企业信息化规划建设思路,对数字化资产模型应用的技术条件进行了探讨。基于从数据、模型到应用的综合考虑,设计了流程工业企业信息化系统顶层设计功能架构。从制造企业是主角、以价值创造为导向、人才和组织的跨界与融合、支撑企业发展战略以及智能工厂建设应避免的误区等方面,提出了智能工厂建设的几点建议。最后,对流程工业智能工厂建设的发展趋势等进行了展望。     

数字孪生智能乙烯工厂研究与构建

数字孪生被认为是实践智能制造与工业互联网等战略、实现信息世界与物理世界交互集成的有效技术手段,备受学术界和企业界的关注,尤其数字孪生的落地应用更是关注热点。基于中国石化数字孪生智能乙烯工厂的开发及工业应用工作,首先阐述了石化数字孪生智能工厂的定义及总体架构。其次,基于复杂原料百万吨级乙烯成套技术,研究提出了“成套技术成果软件化、工程建设交付数字化、石化工厂运营智能化”融合创新的数字孪生智能乙烯工厂构建思路以及相应的关键技术。数字孪生智能乙烯工厂为中国石化智能工厂3.0建设提供了宝贵经验,为进一步推广到芳烃产业链、煤化工产业链、炼油产业链的核心装置,推动石化工业的高质量发展奠定了基础。     

石化智能工厂研究与构建

智能工厂作为实现智能制造的重要抓手,为制造企业数字化转型提供了有效途径。文章阐述了国内外石化企业智能工厂建设历程及建设内容,分析国家智能制造能力成熟度评估模型与评估方法,结合石化企业业务特点,进行中国石化行业智能工厂业务环节的能力成熟度评估与能力特征总结。基于对中国石化行业智能工厂的阶段性判断,对下一代石化智能工厂业务特征进行了预测分析,提出了建设思路与重点建设内容,为我国石化智能工厂的建设提供支撑。     

基于工业互联网的水泥行业智能制造数字化转型

开展数字化转型,全面建设标准化、数字化、智能化的智能水泥工厂势在必行。文章提出了水泥行业信息化发展现状及数字化转型目标,介绍了该平台的总体规划方案和构架。以水泥行业工业互联网平在两个全新万吨线水泥工厂投入使用情况为基础,分析了该平台的实施效果。     

流程企业智能制造实践与探讨

流程企业是制造业的重要组成部分,也是国民经济的支柱产业之一。本文以流程企业中炼油化工企业为例,阐述了其生产特点以及开展智能制造的必要性,并结合九江石化智能工厂建设实践体会,对炼油化工企业智能制造关注的重点内容,特别是生产过程中的实时感知能力、机理分析能力、模型预测能力、优化协同能力和智能化应用进行了分析和探讨,以期对流程企业智能制造有借鉴作用。     

信息物理系统在石化智能工厂建设中的应用

随着世界经济体制改革,我国《中国制造2025》提出智能工厂建设的战略部署是推动石化行业生产改革前行的重要动力。认为智能工厂建设是一项系统工程,基于信息物理系统(CPS),综合运用信息技术、工业技术、管理技术等手段,建成企业统一的集中集成平台,可以实现生产全业务流程闭环优化管理,实现动态平衡、最优生产、效益最佳的卓越运营目标。本文浅谈了石化CPS含义及智能工厂建设情况,并举例给出当前全球石化行业智能工厂建设实例。     

流程工业卓越智能炼化建设的研究与实践

流程工业炼化产业今后发展的瓶颈与挑战,可以归纳为"资源、能源、环境和安全"所带来的约束问题,其解决之道归根结底是实施、加快推进炼化产业的智能化发展与转型升级,即流程工业的智能工厂建设,而其成功的关键则在于卓越的智能炼化建设的实施。提出了智能炼化的定义,阐述了实施智能炼化建设的整体思路(包括总体目标、顶层设计、建设策略、具体实施路线和实施方法论以及卓越智能炼化建设的要求)。以生产全流程协同管控平台建设为例介绍了相关建设内容,以期实现"资源高效化转化、过程低碳绿色化"目标,促进炼化企业向新一代智能制造模式的转型。     

智能石灰工厂在建材行业的应用

新一代信息技术的广泛应用,促进了工业自动化全面升级,为石灰生产智能化奠定了坚实的基础。以智慧炉窑为主体的石灰工厂得到快速发展,特别是人工智能AI技术在物料储运智能控制、石灰燃烧控制模型上的应用,让具有“自感知、自学习、自训练、自诊断、自决策、自执行”的智能专家系统逐步代替人为的“经验专家”,根据数智进行石灰生产。     

石油化工流程模拟软件现状与发展趋势

流程模拟软件是石油化工行业的核心研发设计软件,其应用已贯穿于技术研发、工程设计、生产优化等全生命周期业务环节。我国石油化工行业使用的商业流程模拟软件90%为国外产品,基本被国外垄断。本文从商业软件的角度,首先对化工流程模拟技术和早期的软件发展进行了回顾,分析了近年来跨国流程工业巨头收购兼并案例和启示。在对石油化工企业和软件供应商调研的基础上,分析了国内流程模拟软件的市场应用情况和自主流程模拟软件的成熟度,阐述了流程模拟软件技术发展的五大趋势：遵循CAPE-OPEN软件接口规范、基于分子级表征和反应动力学建模、数据驱动与工艺机理联合建模、三大集成建模和数字孪生应用等。石化产业需求和市场规模以及科研基础是发展自主流程模拟软件的有利条件,但构建工业软件政产学研用产业生态链,形成产品化和市场化为导向的健康产业环境尤为关键。     

合成生物系统构建与绿色生物“智”造

微生物细胞工厂生产化学品是解决能源和环境问题的有效方式之一。越来越多的化合物可通过合成生物系统实现在微生物中的合成,但菌株的生产能力和鲁棒性仍需进一步提高。提高细胞工厂的智能化,实现生物“智”造过程,将是解决菌株发酵生产能力不足和鲁棒性差的重要途径。本文从蛋白质设计的智能化、生物传感器的智能化、代谢调控的智能化、菌株进化的智能化以及发酵过程智能化等五个层面对生物“智”造的研究现状进行介绍。生物“智”造的发展将为提高工业生物过程的生产水平和过程节能减排做出重要贡献。     

Synthetic biological system construction and green intelligent biological manufacturing

The production of chemicals in microbial cell factories is one of the effective ways to solve energy and environmental problems. Many chemical products have been produced by synthetic biology, but production ability and robustness of the strains still needs to been improved. Development of intelligent cell factory and realizing intelligent biological manufacturing is an important approach to improve the production and robustness. This review introduces the research status of intelligent biological manufacturing from five following aspects: protein design, biosensor, metabolism regulation, strain evolution and fermentation process. The development of biological “intelligence” will make an important contribution to improving the production level of industrial biological processes and process energy saving and emission reduction.     

石化企业能源优化系统设计与应用

石化工业是高能耗行业,发展面临资源紧缺的约束。基于信息化和工业化深度融合的能源管理系统,大幅度提高了能源的定量管理水平,在支撑企业节能方面应用前景广阔。中国石化应用信息技术构建能源管理信息系统促进企业实现节能,取得了较好的效果。论文阐述了能源优化系统的整体规划,并基于石化业务特点进行了能源优化系统的功能设计。以蒸汽动力优化系统为例,分析了优化系统的业务功能,并从机理模型构建、数据检测、数据校验、在线优化以及在线模型校验等方面论述了优化流程。最后,从中国石化下属的三家试点企业的应用成效出发,为石化企业推进节能降耗信息化建设提供参考。     

我国炼油化工一体化的进展

炼油化工一体化作为石油化工行业的战略选择,近年来对石化行业的发展起到了十分重要的作用,尤其是2009年一批大型一体化项目建成投产后,使得石油化工企业市场竞争主体增加.通过对炼化一体化的发展、竞争优势与特征等方面展开了论述,为炼化企业科技创新、节约替代、能源多元化等方面提供一定的理论支持.     

基于互联网的EPC建材行业智能一体化服务模式

为满足新型智能化生产线的建设需求,以实现全数字化、自动化、知识化和智能化为目标,中国建材国际工程集团有限公司设计研发了基于互联网的工程总承包(EPC)建材行业智能一体化服务模式,将大量工业技术原理、行业知识、基础模型进行规则化、软件化和模块化,封装为可重复使用和灵活调用的微服务,实现工业 APP快速应用部署和网络协同。支持计算、存储和服务等基础管理,同时对生产过程数据进行管控与分析,实现设备状态监测、故障诊断、预测预警、质量控制、工艺控制和经营运维等生产全过程协同管理,形成多项智能工厂系统解决方案,并将相关成果应用于多个示范项目中,加快推进企业转型和建材行业智能化服务战略的落地。     

深入探索智能算法与反应网络研究的融合

反应网络是化工过程机理在微观分子尺度上的表达方式，但网络的复杂性为深入认识生产过程提出了挑战。本文提出了探索智能算法与反应网络研究融合的思路，基于物质转化的“透明工程”的概念，深入剖析反应网络的结构统计指标、结构拓扑特征、节点性质特征、机理动态演化、建模应用性能等特点。随后阐述了使用“数据结构化、智能优化与分析、智能代理建模”三步结合的机理数值化反应网络研究方法，既实现了在微观层面的局部放大，又实现了在工业应用中的准确预测。文中指出，智能算法融合反应网络后可以对实际工业过程执行可视化、可解释性的建模、分析与优化，为相关工业生产提质增效提供决策依据，并进一步帮助人类突破认知的极限，更深入地理解反应过程，提取关键的反应规律，助力化学工业的智能化。     

浅谈水泥工厂电气设计中几个事关安全的问题

安全是企业生产的头等大事。现在国家对水泥厂安全生产的管理和监督越来越重视，工程建设初步设计阶段就必须编制独立的《安全专篇》。2018年发布并实施了《新型干法水泥生产安全规程》，规定了一系列强制性的安全技术要求。例如，油浸式变压器必须设置100%变压器油量的储油池；总降、高低压配电室等重要部位须设置应急照明和疏散指示照明；成排布置的配电屏长度超过6 m时，屏后通道应设置两个出口；皮带机等输送设备的拉绳开关和斗提急停按钮等在停车后不得自动恢复，必须手动恢复等。我公司近阶段总承包的部分大型水泥工程项目均已按一级安标的要求进行设计，本文就电气设计中经常遇到的几个事关安全的问题进行分析和探讨。