智能制造，打造石油和化工行業(yè)升級(jí)版

　　編者按 當(dāng)前，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及智能化技術(shù)的創(chuàng)新浪潮正在席卷全球，基于信息物理系統(tǒng)的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領(lǐng)制造方式變革；網(wǎng)絡(luò)眾包、協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化定制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理、全生命周期管理、電子商務(wù)等正在重塑產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈體系。5月19日，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《中國(guó)制造2025》，其中提到將智能制造作為一項(xiàng)重戰(zhàn)略，并制定了關(guān)于加快發(fā)展智能制造裝備和產(chǎn)品、推進(jìn)制造過(guò)程智能化、深化互聯(lián)網(wǎng)在制造領(lǐng)域的應(yīng)用等實(shí)施細(xì)則。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的支柱產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，石油和化工行業(yè)也將受到新一輪變革的深遠(yuǎn)影響，與智能制造的深度融合，必將使這個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)綻放新的生機(jī)！

智能裝備提高生產(chǎn)效率

如今，眾多企業(yè)都在發(fā)展智能制造或者構(gòu)建智能制造產(chǎn)業(yè)鏈中的某一環(huán)節(jié)。早在2012年4月25日出臺(tái)的《智能制造科技發(fā)展“十二五”專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》中，就已經(jīng)明確表示要全面開(kāi)展智能制造技術(shù)研究，在現(xiàn)代傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)智能化的感知、人機(jī)交互、決策和執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程和制造裝備智能化，將信息技術(shù)和智能技術(shù)與裝備制造過(guò)程技術(shù)的深度融合與集成。

工業(yè)和信息化部部長(zhǎng)苗圩在5月13日舉行的2015智能制造國(guó)際會(huì)議上發(fā)表演講時(shí)指出，信息技術(shù)和制造業(yè)的深度融合是未來(lái)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，要搶占這一制高點(diǎn)，就必須把智能制造作為主攻方向。要抓好智能裝備和智能產(chǎn)品的研發(fā)生產(chǎn)，突破高檔數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人等智能制造裝備和智能化生產(chǎn)線的關(guān)鍵核心技術(shù)，加快服務(wù)機(jī)器人等智能化產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。

當(dāng)前，全球正掀起以信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)為代表的創(chuàng)新浪潮。眾多國(guó)家紛紛開(kāi)展了相關(guān)的研究，包括德國(guó)提出的“工業(yè)4.0”。為此，德國(guó)弗勞恩霍夫協(xié)會(huì)的生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)計(jì)技術(shù)研究所正在進(jìn)行相關(guān)技術(shù)的研究――水處理用的滲透膜如何實(shí)現(xiàn)“自組織”方式智能生產(chǎn)?！白越M織”是通過(guò)在托盤(pán)或物件上黏結(jié)e-Grain實(shí)現(xiàn)的。e-Grain大小如同玉米粒，從上到下分5層：天線、主板、傳感器、電源、底座。e-Grain具有通信功能，與各種傳感器結(jié)合，對(duì)膜的生產(chǎn)進(jìn)行“自行調(diào)度”。這個(gè)項(xiàng)目成功后還可以將技術(shù)推廣到其他制造企業(yè)。

由此可見(jiàn)，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與傳統(tǒng)制造業(yè)相互滲透、深度融合，正在深刻改變產(chǎn)業(yè)組織方式，促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的無(wú)縫銜接和企業(yè)間的協(xié)同制造，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的智能分析和決策優(yōu)化，使智能制造、網(wǎng)絡(luò)制造、柔性制造成為生產(chǎn)方式變革的方向，并將極大地提高生產(chǎn)效率。

石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)副秘書(shū)長(zhǎng)胡遷林告訴中國(guó)化工報(bào)記者：“智能制造給石化領(lǐng)域帶了很大的影響，不僅有效地提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)也節(jié)約人力成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量、穩(wěn)定性。尤其是在輪胎、煉油以及一些新興產(chǎn)業(yè)中，智能化技術(shù)與生產(chǎn)流程的深度融合將進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率、優(yōu)化制造工藝?！?/p>

而智能制造要依托很多智能制造裝備，有了智能制造裝備才能構(gòu)成一條智能生產(chǎn)線或數(shù)字化工廠。那么，智能化的裝備如何提高生產(chǎn)效率？據(jù)華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院教授尹周平介紹，智能裝備是將專(zhuān)家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)融入感知、決策、執(zhí)行等制造活動(dòng)中，賦予產(chǎn)品制造在線學(xué)習(xí)和知識(shí)進(jìn)化能力，從而實(shí)現(xiàn)自學(xué)自律制造。這樣的目標(biāo)將通過(guò)軟件和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)生產(chǎn)和服務(wù)溝通、機(jī)器與產(chǎn)品實(shí)時(shí)進(jìn)行信息和指令交互以及自主控制和優(yōu)化等技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)。

全流程物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建智能工廠

近日，一條《東莞首個(gè)民營(yíng)無(wú)人工廠開(kāi)建》的消息在網(wǎng)絡(luò)上引發(fā)熱議。該工廠隸屬于東莞松山湖長(zhǎng)盈精密技術(shù)有限公司，是一家以制造、銷(xiāo)售超精密部件及模具的高新技術(shù)企業(yè)，比相同規(guī)模的工廠在人員配備上減少90%，預(yù)計(jì)將不超過(guò)200人。東莞無(wú)人工廠開(kāi)建在國(guó)內(nèi)并不是唯一，且未來(lái)智能機(jī)器人的應(yīng)用會(huì)更加普及，但在這一發(fā)展過(guò)程中，企業(yè)和個(gè)人都將面對(duì)機(jī)器人浪潮所帶來(lái)的顛覆性變化。

苗圩指出，要大力推進(jìn)制造過(guò)程的智能化，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)智能化、關(guān)鍵工序智能化、供應(yīng)鏈優(yōu)化管控等方面，推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)智能制造單元、智能生產(chǎn)線、智能車(chē)間、智能工廠建設(shè)；要積極培育新型生產(chǎn)方式，結(jié)合行業(yè)特點(diǎn)，推進(jìn)重點(diǎn)行業(yè)智能制造應(yīng)用示范，不斷探索大規(guī)模個(gè)性化定制、云制造等新型制造模式。

“智能工廠包括生產(chǎn)流程、經(jīng)營(yíng)銷(xiāo)售、數(shù)字化車(chē)間、企業(yè)內(nèi)部的信息化管理等一系列內(nèi)容，是一個(gè)立體的概念?！焙w林告訴記者，智能工廠不僅僅是生產(chǎn)流程，而是涵蓋全流程的不同層面的信息化集成。尹周平則將智能制造歸納為三個(gè)集成：由ERP、MES、PCS等系統(tǒng)構(gòu)成的制造體系縱向集成，從客戶(hù)需求出發(fā)到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、服務(wù)的全周期集成，以及網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、物流、營(yíng)銷(xiāo)等企業(yè)的橫向集成。

智能制造不僅采用新型制造技術(shù)和設(shè)備，而且將迅速發(fā)展的信息通信技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)和服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)滲透到工廠，在制造業(yè)領(lǐng)域構(gòu)建信息物理系統(tǒng)，從而徹底改變制造業(yè)生產(chǎn)組織方式和人機(jī)關(guān)系，并帶來(lái)商業(yè)模式的變革。因此，智能制造不是某個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)突破，也不是簡(jiǎn)單地用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，而是信息通信技術(shù)與制造業(yè)的融合發(fā)展和集成創(chuàng)新。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，智能工廠的建成以及產(chǎn)業(yè)鏈的整合將加速形成新的企業(yè)與用戶(hù)、供應(yīng)商關(guān)系：一是由大規(guī)模批量生產(chǎn)向大規(guī)模定制生產(chǎn)轉(zhuǎn)變；二是由集中生產(chǎn)向網(wǎng)絡(luò)化異地協(xié)同生產(chǎn)轉(zhuǎn)變；三是由傳統(tǒng)制造企業(yè)向跨界融合企業(yè)轉(zhuǎn)變。

物聯(lián)網(wǎng)是智能制造的一個(gè)重要領(lǐng)域。PTC公司行業(yè)技術(shù)總監(jiān)吳躍表示，通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)定義信息關(guān)系，將各系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系在一起，根據(jù)數(shù)據(jù)可進(jìn)行研發(fā)制造改進(jìn)，降低重復(fù)故障的發(fā)生、趨勢(shì)診斷、早期的問(wèn)題診斷。據(jù)悉，PTC幫助客戶(hù)在智能互聯(lián)時(shí)代，轉(zhuǎn)變其產(chǎn)品的制造、運(yùn)營(yíng)和服務(wù)方式，改變了在整個(gè)產(chǎn)品生命周期（從概念和設(shè)計(jì)到采購(gòu)和服務(wù)）中創(chuàng)造產(chǎn)品和提供產(chǎn)品服務(wù)的方式。

個(gè)性化定制開(kāi)展智能服務(wù)

利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新一代信息技術(shù)與工業(yè)的深度融合，除最大限度地降低生產(chǎn)成本、減少能源資源消耗、有效提高生產(chǎn)效率外，更為重要的是對(duì)于市場(chǎng)需求的急速反應(yīng)和對(duì)服務(wù)的升級(jí)完善，也代表著生產(chǎn)方式向定制化、分散化、服務(wù)化轉(zhuǎn)變。

一方面，企業(yè)以用戶(hù)為中心，就產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與用戶(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)互動(dòng)，為大量用戶(hù)定制產(chǎn)品和服務(wù)，而有獨(dú)特需求的顧客也可以參與到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)作、回收等環(huán)節(jié)，甚至在生產(chǎn)過(guò)程中隨時(shí)根據(jù)需求改變?cè)O(shè)計(jì)及生產(chǎn)；另一方面，基于云計(jì)算、制造系統(tǒng)集成、服務(wù)生命周期管理、大修維修（MRO）、遠(yuǎn)程診斷與服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)，廠家可提供云制造、系統(tǒng)成套與工程總包、產(chǎn)品全生命周期維護(hù)等服務(wù)。

“互聯(lián)網(wǎng)加制造，最大的改變就是對(duì)大量涌來(lái)的信息進(jìn)行共享、整合，如利用大數(shù)據(jù)等技術(shù)進(jìn)行分析后調(diào)整產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。”胡遷林表示，今后產(chǎn)品的個(gè)性化需求會(huì)進(jìn)一步攀升，大宗的、同質(zhì)化的需求將不再是主流，就拿輪胎來(lái)說(shuō)，需要滿(mǎn)足農(nóng)用、卡車(chē)子午胎、玩具車(chē)等形形色色的需求，而智能化、模塊化的設(shè)計(jì)正好可以對(duì)應(yīng)這樣的變化，也有助于企業(yè)實(shí)施“走出去”戰(zhàn)略。

互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等在信息的強(qiáng)力支持下，制造商、生產(chǎn)服務(wù)商、用戶(hù)在開(kāi)放、共用的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上互動(dòng)，單件小批量定制化生產(chǎn)將逐步取代大批量流水線生產(chǎn)。隨著生產(chǎn)型制造向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)眾包、異地協(xié)同設(shè)計(jì)、大規(guī)模個(gè)性化訂制、精準(zhǔn)供應(yīng)鏈管理等正在構(gòu)建企業(yè)新的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)；全生命周期管理、總集成總承包、互聯(lián)網(wǎng)金融、電子商務(wù)等加速重構(gòu)產(chǎn)業(yè)價(jià)值鏈新體系。

江蘇大明金屬制品有限公司副總經(jīng)理金建東向記者介紹，智能化的生產(chǎn)固然有利于提高生產(chǎn)效率、減少人力成本，而物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將有助于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步整合。目前，他們公司已經(jīng)開(kāi)拓了材料超市等滿(mǎn)足多元需求的服務(wù)領(lǐng)域。

中國(guó)制造到中國(guó)“智”造

國(guó)際金融危機(jī)后，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛推出“再工業(yè)化”戰(zhàn)略，力圖搶占國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)，如美國(guó)制定了先進(jìn)制造業(yè)國(guó)家戰(zhàn)略計(jì)劃，德國(guó)推出了“工業(yè)4.0”戰(zhàn)略，法國(guó)出臺(tái)了“新工業(yè)法”。與此同時(shí)，新興國(guó)家也不甘落后，去年9月，印度發(fā)布“印度制造”戰(zhàn)略，將制造業(yè)作為立國(guó)之本，希望利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)和低成本優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)工業(yè)強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)。全球制造業(yè)發(fā)展格局的深刻變化，使我國(guó)制造業(yè)發(fā)展面臨發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家的“雙重競(jìng)爭(zhēng)”，這不僅是制造業(yè)的新課題，也是對(duì)包括化工等基礎(chǔ)工業(yè)的新挑戰(zhàn)。

據(jù)胡遷林介紹，智能制造在不同行業(yè)發(fā)展不盡相同，在一些加工流程工藝較為明顯的行業(yè)發(fā)展較好，例如煉油、輪胎、化肥等行業(yè)。目前工信部也正在開(kāi)展相關(guān)行業(yè)的試點(diǎn)，包括九江石化、青島軟控、魯西化肥、賽輪金宇等信息化試點(diǎn)項(xiàng)目。

一些大型央企也開(kāi)展了智能化道路的探索。大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司行業(yè)應(yīng)用事業(yè)部總經(jīng)理彭渝表示，大唐將4G通信技術(shù)引入油氣行業(yè)，并從無(wú)線技術(shù)、設(shè)備本身的環(huán)境可靠性等方面做了大量改造和定制，并針對(duì)油氣行業(yè)的作業(yè)環(huán)境特點(diǎn)，重新修改整個(gè)系統(tǒng)的建網(wǎng)方案及工程管理辦法。

胡遷林認(rèn)為，在智能制造方面，我國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平存在一定差距，缺乏一些核心技術(shù)導(dǎo)致整體水平中低端化?；瘜W(xué)工業(yè)也呈現(xiàn)大而不強(qiáng)的局面，信息化水平參差不齊。與德國(guó)的“工業(yè)4.0”相比，我國(guó)更為注重原材料工業(yè)等，而高端制造業(yè)、設(shè)備制造進(jìn)步空間很大。因而，中國(guó)的智能制造路線雖可借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的多次工業(yè)革命，但也不能忽略我國(guó)一直以來(lái)缺乏高端制造的具體國(guó)情。

此外，我國(guó)的智能化進(jìn)程與國(guó)外也存在不小的差距。據(jù)中國(guó)石化信息化管理部主任李德芳介紹，石化智能工廠與國(guó)外的差距主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：第一，以環(huán)境優(yōu)化為約束的效率提升，在降低能耗、減少污染、安全生產(chǎn)等方面尚有一定的差距；第二，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程閉環(huán)管控的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，我國(guó)缺乏適用的高端技術(shù)；第三，對(duì)于已經(jīng)獲取的海量生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有形成適用于石化生產(chǎn)有效全流程的知識(shí)模型庫(kù)。

“在國(guó)際化背景下，我國(guó)應(yīng)用系統(tǒng)集中集成程度需要進(jìn)一步加強(qiáng)，基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)該更具有彈性；同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系建立，以促進(jìn)行業(yè)整體優(yōu)化?！崩畹路贾赋?。

來(lái)源：中國(guó)化工報(bào)

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