01-褚健-流程工业的两化融合

第五届（2010）中国MES年会流程工业的两化融合褚健浙江大学智能系统与控制研究所2010年12月16日2一、“两化融合”提出的背景二、流程工业“两化融合”的现状三、流程工业“两化融合”未来发展的战略重点四、总结内容3一、“两化融合”提出的背景二、流程工业“两化融合”的现状三、流程工业“两化融合”未来发展的战略重点四、总结内容4工业化与信息化工业化：是人类经济发展过程中的一个特定历史阶段，指从农业经济向工业经济过渡、工业在国民经济中发展壮大的过程信息化信息化既是一个技术进程，又是一个社会进程；其要求在产品或服务的产生过程中实现管理流程、组织机构、生产技能及生产工具的变革。1998年联合国科教文组织《知识社会》信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史进程。《2006－2020年国家信息化发展战略》5国外工业化进程第一次产业革命（1770年~1870年）：始于蒸汽机的发明和应用，以机械动力的使用为发端，基本解决了人类生产的机械化第二次产业革命：始于19世纪后期电的发明和应用，在生产机械化的基础上解决了生产的电气化和自动化问题第三次产业革命：始于现代信息技术的快速发展和广泛应用，导致人类生产和生活的数字化、智能化与网络化，进入信息社会6中国工业化进程发达国家工业化完成后推进信息化，进入信息社会传统的工业化道路代价过量消耗资源(产业革命200多年)英国、德国、美国等40多个国家，人口不到全球15%，完成工业化消耗了全球已探明能源的70%和其他矿产资源的60%广大后发国家客观上难以复制发达国家的工业化道路和模式发达国家也对后发国家不断加速的工业化进程设置重重障碍中国必须走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路7工业化现状：中国是制造大国工业发达国进入后工业时代重视研发设计，打造世界品牌制造过程外包，构筑全球产业链制造转型服务，生产性服务业大发展中国：准工业化的中后期，是“世界制造大国”制造业所提供的附加价值在世界制造业中的比重截止2008年，我国制造业产品产量居世界第1位有210类我国工业化水平与发达国家相比，还有不小的差距200020092025预计比例美国26%17%10%中国6%17%31%8两化融合：信息化与工业化融合“信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择。坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子。”江泽民：党的十六大政治报告2002年11月“发展现代产业体系，大力推进信息化与工业化融合，促进工业由大变强，……”胡锦涛：党的十七大政治报告2007年10月9两化融合：信息化与工业化融合两化融合是信息化和工业化的高层次的深度结合，是指以信息化带动工业化、以工业化促进信息化，走新型工业化道路；两化融合的核心就是信息化支撑，追求可持续发展模式。国务院成立《工业和信息化部》，代表推进信息化与工业化融合的决心10一、“两化融合”提出的背景二、流程工业“两化融合”的现状三、流程工业“两化融合”未来发展的战略重点四、总结内容11制造业的分类根据生产对象在生产过程中的工业特点，可以把制造业生产类型分为连续性生产（流程工业）和离散性生产（离散制造业）流程工业：单一产品的生产永不停止，机器设备一直运转。连续生产的产品一般是企业内部其他工厂的原材料；产品基本没有客户化石油、化工、冶金、电力、造纸等行业离散制造业：离散制造的产品往往是多个零件经过一系列并不连续的工序的加工最终装配而成；汽车、航空航天、机械制造、电子设备制造业、家电制造业等12劳动生产率只及发达国家20～30%，甚至更低2008年，我国二氧化碳排量占世界总量的21.8%，但GDP仅占7%，造成环境污染的排放物70%源于制造业效能低、高端装备自主率低、处于产业链低端我国制造业与世界先进水平存在很大差距制造业的现状0100020003000400050006000700080001999200020012002200320042005200620072008(万吨)中国美国俄罗斯印度日本德国韩国加拿大英国伊朗路甬祥：走向绿色和智能制造——中国制造发展之路13流程工业的地位和作用石化、化工、冶金、电力等为典型行业的流程工业是我国国民经济支柱产业，生产总值占工业总值2/3以上石油和化学工业：行业经济总量巨大，国家第一大产业，居世界前列我国炼油能力超过4.53亿吨，列居世界第二位乙烯生产能力1430万吨，列居世界第二位纯碱、合成氨、化肥等产量世界第一2009年全国石油和化工实现总产值6.63万亿元，占工业总产值12.1%14实现高效、节能、环保的生产过程是流程企业实现可持续发展的必然选择，也是提高企业核心竞争力的关键。流程行业的现状与问题15物料流16管理信息流17资金流18流程工业信息化技术19InPlant整体解决方案20信息化技术基础自动化：实现安全生产与平稳生产先进控制与优化：实现安、稳、长、满、优企业资源管理（ERP）、生产执行（MES）和过程控制（PCS）系统有效集成，提供多层次的智能信息处理和优化计算、决策支持平台虚拟现实：虚拟世界控制现实的智能控制与决策技术智能工厂：使企业的生产系统、信息系统、自动化系统和业务管理系统成为一个协同工作的整体；为企业的生产控制、生产管理和经营决策服务21EPA：自动化领域第一个自主研发的国际标准EPA（EthernetforPlantAutomation）是一种基于工业以太网的现场总线解决方案2007年10月5日，国际电工委员会（IEC）发布的实时以太网国际标准中，EPA正式被列为IEC81784-2、IEC61158，成为我国自动化领域唯一的国际标准22武汉石化500万吨炼油长岭炼油厂1000万吨炼油江苏灵谷4580化肥可靠性MTBF达到20万小时基础自动化：集散控制系统23先进控制与优化的整体架构24先进控制与优化：安稳长满优先进控制与优化项目：110多套纯碱：世界单套最大的合成法200万吨/年纯碱装置(唐山三友)连续重整：亚洲最大的140万吨/年连续重整装置(扬子石化)PX：国内单系列规模最大的45万吨/年PX联合装置(镇海炼化)间接经济效益先进控制产品使国外先进控制产品价格下降到原来的1/4到1/3直接经济效益节约能源3~5%减少物料消耗3~5%提高生产能力3~5%投资回报：6到10个月25装置单位常减压中国石化：镇海炼化连续重整中国石化：扬子石化催化裂化中国石化：镇海炼化延迟焦化中国石化：镇海炼化加氢裂化中国石化：扬子石化气体分馏中国石油：锦州石化芳烃抽提中国石化：齐鲁石化典型的经济效益26装置单位PTA中国石化：仪征化纤PX中国石化：镇海炼化苯乙烯中国石油：兰州石化轻烃分馏中国石油：大庆油田甲醇中国石油：大庆油田烷基苯中国石化：金陵石化典型的经济效益27装置单位纯碱中国海油：山东海化纯碱唐山三友纯碱山东海天有机硅新安化工戊烷精分中国石油：大庆油田合成氨广西柳化空分邯郸钢铁典型的经济效益28实时数据库系统29实时数据库功能30ESP-iSYS产品性能31实时数据库应用效果32生产执行系统Execution生产执行系统ExecutionMES33生产执行系统Execution34企业资源计划PlanningERP追求的是动态的优化平衡适当的平衡低库存低营运成本高产量仿真订单发放短交货时间小批量的各种尺寸外购精确的交货日期对市场的迅速反应富有竞争力的价格各种新的产品优化排序动态缓冲区域高资源利用率人力-机器设备来源：孙满弟，ERP的概念、选型、实施、功效35中外石化信息化系统建设与应用现状对比36一、“两化融合”提出的背景二、流程工业“两化融合”的现状三、流程工业“两化融合”未来发展的战略重点四、总结内容37节能减排的需要？？38能源产需预测、协同平衡与优化调度39典型案例：瓦斯平衡与优化调度系统40镇海炼化瓦斯系统平衡与优化调度项目顺利验收镇海炼化对瓦斯平衡项目给出高度评价镇海炼化对瓦斯平衡项目给出高度评价镇海炼化高度评价中控瓦斯项目取得的成果国家工信部高度评价中控瓦斯项目取得的成果国家科技部高度评价中控瓦斯项目取得的成果瓦斯系统平衡与优化调度中国政府网：高度评价中控瓦斯项目取得的成果41全面安全管理的需要42全面安全管理的需要43全面安全管理危险源识别与危险评估危险源（如危险化学品、生产装置、重大设备、压力容器、压力管道）监控与管理基于实时数据库的工艺运行安全动态管理危害评估（企业内部、企业外部）人员、车辆动态监控应急资源与应急信息管理应急指挥与应急决策支持应急处理预案管理与应急演练44全面安全管理系统某化工企业：综合防灾中心建设全厂实时数据集成自动采集数据，以GIS为核心的安全监控与应急风险和危险源为核心的主动安全管理风险的评估、预防及应急管理重大风险管理、急预案管理和基于事件的安环业务管理45智能工厂建设的需要46一、“两化融合”提出的背景二、流程工业“两化融合”的现状三、流程工业“两化融合”未来发展的战略重点四、总结内容47两化融合：信息化与工业化融合48