智能工厂规划及实施案例

1智能工厂规划及实施案例中煤陕西榆林能源化工有限公司2015年9月2目录1企业面临挑战与机遇智能工厂建设实践3下一步建设构想4中煤陕西公司简介233供应链管理•原料价格波动剧烈•市场需求与产品价格变化频繁•安全与环保•国家HSE的管控力度日趋严格•绿色低碳要求•对人员安全重视程度不断提高•应急指挥需求生产管控•市场多变，生产需要灵活高效•原材料质量不一，对加工工艺提出更高要求•人员成本压力增大，利润薄，经营压力增大资产管理•资产复杂性日益增加，维修费用在煤化工现金操作成本中占比较大•资产的可用性、安全性影响生产的高效、安全能源管理•能耗费用的比例较大•国家对节能减排的监管日益加强面临的挑战企业面临的挑战4既是挑战，也是机遇2015年5月8日，国务院发布《中国制造2025》，提出“力争用十年时间，迈入制造强国行列”战略目标。2015年7月4日，国务院发布《关于积极推进“互联网＋”行动指导意见》2015年8月31日，国务院发布《促进大数据发展行动纲要》2015年1月，工业和信息化部发布《原材料工业两化深度融合推进计划（2015-2018年）》2015年3月，启动“智能制造试点示范”专项行动，将在全国选出46个试点示范项目。《中国制造2025》三步走战略目标：1.迈入制造强国行列；2.达到世界制造强国的中位；3.进入世界制造强国前列指导思想：五大转变和一条主线创新驱动质量为先绿色发展结构优化转变一：由要素驱动向创新驱动转变。转变二：有低成本竞争优势向质量效益竞争优势转变。转变三：有资源消耗大、污染物排放多的粗放型制造向绿色制造转变。转变四：由生产型制造向服务型制造转变。人才为本转变五：重注技术引领的同时，重视人才引领的发展道路。主线：以实现信息技术与制造技术深度融合为主线5《中国制造2025》提出了要以加快新一代信息技术与制造业深度融合为主线，以推进智能制造为主攻方向，从而实现制造业由大变强的历史跨越。中国制造2025以智能工厂为代表的流程制造试点智能装备和产品试点以数字化车间为代表的离散制造试点智能制造新业态试点智能化管理试点智能服务试点《关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知》6智能工厂的理解7集成化建设了企业信息集成平台，以MES为核心，向上支撑企业经营管理，向下与生产过程的实时数据高度集成，将各自独立的信息系统连接成为一个完整可靠和有效的整体。数字化借助覆盖全厂的网路平台实现生产数据的实时采集，快速掌握生产运行情况，实现生产环境与信息系统的无缝对接，提升了管理人员对生产现场的感知和监控能力智能工厂特征自动化建设了覆盖全厂的DCS、SIS等系统，实现对整个工艺过程的监测与控制。决策科学化利用大数据技术，对各应用系统的数据进行集中存储和分析，协助公司领导层及时发现问题、分析问题原因、进行风险预警，实现决策的科学化模型化基于工厂模型构建煤化工的各类工艺、业务模型与规则，并与各种生产管理活动相匹配。可视化根据设计院提供的设计图纸搭建了三维可视化工厂，并与生产工艺、设备信息、作业票、应急演练等功能进行集成，为生产操作和管理人员提供直接的业务场景展示。智能工厂的主要特征8目录1企业面临挑战与机遇智能工厂建设实践3下一步建设构想4中煤陕西公司简介29企业情况概述中煤陕西榆林能源化工有限公司2010年4月在榆林市注册成立，现有注册资金88.69亿元，主要负责中煤集团在陕西的项目投资与生产运营，是中煤集团蒙陕基地的重要骨干企业。目前主要有三个投资项目：项目规模为360万吨/年甲醇、135万吨/年聚烯烃。分两期建设，一期60万吨/年烯烃项目于2014年7月试车成功煤化工项目与延安市车村煤矿均股合作的400万吨/年禾草沟煤矿已于2014年投入生产运营。禾草沟煤矿大海则煤矿项目一期规模1500万吨/年，适时启动二期，二期规模3000万吨/年；目前整体处于建设期。大海则煤矿10公司项目地域分布情况1156中煤陕西榆横煤化工项目一期全厂鸟瞰图12空分装置4套60000Nm3/h气化装置7套单炉有效气产量11万m3/h净化装置2系列甲醇合成装置1套180万吨/年甲醇制烯烃装置烯烃分离装置各1套60万吨/年C4综合利用装置1套3万吨MTBE/年、4万吨丁烯-1/年、16万吨丙烯/年聚乙烯装置聚丙烯装置各1套30万吨/年PE-7042、PP-L5E89煤化工项目主要装置13气化装置美国GE公司水煤浆气化技术净化装置德国Linde低温甲醇洗技术甲醇合成装置英国DAVY公司低压合成技术甲醇制烯烃装置大连化物所DMTO技术烯烃分离装置美国鲁姆斯公司工艺技术C4综合利用装置山东齐鲁石化工程公司MTBE/丁烯-1工艺美国鲁姆斯公司OCT（C4制丙烯）技术聚乙烯装置美国UNIVATION公司工艺技术聚丙烯装置美国陶氏化学公司Unipol工艺技术煤化工项目主要工艺技术1445煤化工项目工艺流程示意图15煤化工项目建设特点构建科学建设模式注重技术工艺创新同步推进两化融合始终坚持精干高效遵循“四化五高”要求以建设国家级煤化工示范项目为标准16工程建设取得八个最佳的成绩创造效益最快安全管理最好建设环境最和谐建设周期最短投资控制最紧工程质量最优项目管理最佳投料试车最顺荣获：部级化学优质工程奖申报：国家优质工程奖1701020304050计划实际1-8月聚烯烃产量煤化工项目生产经营情况182015年5月，联合会常务副会长李寿生率领化工行业十余名专家到陕西公司调研指导煤化工项目建设及生产经营工作。与化工联合会合作情况192014年，化工联合会将陕西公司列为煤化工行业“智能工厂”试点单位，参与编制完成了《石化行业智能工厂课题研究报告》。与化工联合会合作情况20陕西公司与化工联合会确定合作开展《化工行业智能工厂应用体系研究》。7月10日在陕西公司成功召开化工行业智能工厂应用体系研究工作启动会。与化工联合会合作情况211、中国石油和化学工业联合会《两化融合优秀企业》2、中国煤炭工业协会智能制造类两化深度融合示范项目相关奖项22目录1企业面临挑战与机遇智能工厂建设实践3下一步建设构想4中煤陕西公司简介223构建应用、基础设施、资源、安全、管控五大体系中煤陕西公司信息化建设以“一二五”信息化工程为主要任务，按照“夯实基础、深化应用、管理创新”三大步骤有序开展，建成管控集中、决策智能、产业链协同、服务敏捷的“智慧中煤陕西一体化平台”。公司智能工厂系统架构规划二个智慧生产平台一个公司级决策经营平台24统一的信息资源支撑体系（标准规范）统一的信息安全保障体系（数据保护）统一的基础设施支撑体系煤化工生产子平台大海则煤矿生产子平台统一的信息化管控保障体系（组织和管理）应用服务体系决策经营子平台业务数据获取决策管理控制智慧中煤陕西公司一体化平台中煤陕西公司智能工厂系统架构规划25利用现代传感技术、网络技术、虚拟化技术、大数据技术等先进的信息化技术与工艺、物料、设备、安全环保等生产业务以及企业经营管理理念等高度集成以生产管理为核心，以供应链管理为主线。物流资金流信息流业务流从而建成本质安全、生产高效、节能环保、管理卓越和可持续发展的智能工厂。中煤陕西公司对智能工厂的理解26中煤陕西公司智能工厂架构26先进可靠自动化控制智能便捷决策支持财务采购精准安全生产管控规范高效经营管理DCS先进控制与实时优化系统销售生产模型库工厂模型PDA无线传感器基于大数据的分析与预测激光检测SIS基于物联网的数字化现场绿色节能IT基础设施IT运维服务器存储网络设备虚拟化云计算安全设备智能机房基础软件统计管理生产监控计划优化物料管理计划管理操作管理调度优化智能巡检质量管理应急管理计量管理工艺管理生产指挥实验室管理安健环管理大机组监控能源管理实时数据库设备管理衡器数据库可视化工厂产供销管理主数据管理综合管理员工管理ERP生产绩效内外部网站知识管理生产作业成本档案管理质量安全27中煤陕西公司智能工厂建设进度计划第一阶段——基础建设阶段第二阶段——生产优化阶段第三阶段——智能决策阶段2013年2014年2015年2016年2012年……281.利用能源管理系统在线分析诊断每日能耗情况，及时查找差异并进行优化，使企业的能源利用率达到国内领先水平。2.通过操作管理系统将生产状态控制在最佳的范围内，产品质量、物耗及能耗都处于较好水平。3.通过对原料、半成品、产品的质量信息进行有效跟踪和在线分析，全面提升产品质量。4.利用在线状态检测、智能巡检、大机组监测等系统加强设备运行监控，提高装置产能。避免了两次因机组故障造成的停车事故，避免了直接损失近100万元、间接损失上千万元。5.通过原煤管控系统，最大限度的减少煤炭在运输、称重、化验等环节的人为干预，每年将降低潜在损失200万元。……化工装置实现了“安稳长满优”运行，生产负荷比设计值高10%。相比国内同类型企业，人员编制大幅度降低，每年节约用工成本1亿元以上智能工厂建设已取得的成绩和效果29SIS安全仪表系统网络区DCS控制系统网络区实时数据库网办公网络MES系统实时数据库DCSUCR-1SISUCR-1DCSUCR-2SISUCR-2DCSUCR-3SISUCR-3DCSUCR-4SISUCR-4先进可靠自动化控制先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备30现场智能感知先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备总体架构采集层：应用无线适配设备实现现有物料、能源计量仪表数据采集；通过无线变送器实现压力、温度等监测参数采集，通过无线网络汇聚至无线网关泛在层：无线网关通过企业有线以太网或无线通讯网，实现采集数据的远传应用层：实现数据显示、统计与分析，与用户的交互界面457个摄像头；816台固定式报警仪；乙烯罐区安装5套激光气体检测仪。31中央控制室先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备32OTS仿真系统先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备化工装置热动力站装置OTS仿真培训系统净化装置烯烃分离装置硫回收装置碳四及灌区DMTO装置甲醇合成装置聚丙烯装置聚乙烯装置汽轮装置锅炉装置锅炉、发电机、汽轮机、脱硫、脱硝等8个单元模块气化装置33OTS仿真系统先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备34生产管理智能化---精准安全生产管控生产过程综合分析过程安全管理评估能源综合管理采购/销售/考核管理能源需求与用能计划能耗评价与对标能源统计生产计划调合优化生产调度生产综合统计生产平衡物料移动装置/罐区/仓库/进出厂/计量约束操作目标生产计划跟踪8小时平衡数据实时事件实时数据操作指令操作指令能源计量能源专业管理瓦斯管理蒸汽网络管理电网络管理热电水务管理能源综合运行调度水网络管理氢网络管理经营综合计划原油/产品/价格信息送至ERP统计法定数据生产目标约束能耗统计进出厂结算数据移动原始数据生产过程综合监控实时数据库/LIMS/设备库/外部系统接口移动关系约束约束配置计划作业计划实时数据节点产耗能源结算数据能源计划跟踪平稳运行状态监测与预警（关键/单元/装置）控制措施（工艺/设备/仪表等）安全预警操作指导操作管理内操/外操/操作指令/工艺知识库/操作监控/操作日志制度和规程变更数据分析日常事件事件根原因异常工况与风险管控报警管理故障诊断风险分级风险分类风险数据库事件根原因生产绩效工艺装置生产计划能源约束工艺装置作业计划能源约束生产实绩根原因分析过程安全管理绩效指标分值调合目标能源管理物料管理安全管控先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备35操作管理、工艺管理KPI操作监控绩效评价考核评比改进提升生产班组操作的持续改进先进可靠自动化控制智能便捷决策支持精准安全生产管控规范高效经营管理绿色节能IT基础设备历史分析数据、巡检数据质量数据运行数据指令数据现场数据交接班数据操作改进工艺分析36制定/优化维