化工行业的智能工厂建设要以安全生产为前提

2023-07-15

化工行业作为传统流程工业的代表，其产业转型升级不仅需要新装备、新工艺、新催化剂，更需要新一代信息技术、运营技术和制造技术的深度融合驱动产业升级。 ，而智能工厂的建设是必经之路。

1. 背景及需求分析

在化工行业，说到智能工厂建设，首先想到的就是设备自动化。 他们认为现在的设备陈旧、落后。 带来利润。 其次，新的自动化设备还可以解决用人少的问题，降低人工成本和管理成本。 诚然，设备自动化非常重要，但通过信息技术提高生产管理水平，让自动化设备更加智能化，才是全面建设智能工厂的方向。

此外，由于生产过程的特殊性，化工行业不仅严重依赖自动化设备，而且对安全、环保、能耗等方面也有迫切的管理需求。 政府在倡导智能工厂建设的过程中，对于这些项目也有重要的考虑，尤其是在化工行业。

总体来看，化工行业智能工厂建设应立足安全生产、环境保护、节能减排，提高设备自动化率，打通生产制造环节信息流，提高水平现场生产管理，实现透明生产、智能化生产。

2. 现状分析

目前，很多化工企业都主动或被动地意识到了一个问题。 一方面周口化工厂能耗管理系统，设备自动化占比提高后，降本增效效果并不明显。 订单准时交付率没有明显提升，成本核算仍然不准确。 工时统计和主要耗能设备管理仍处于原有水平； 更多的成本将进一步侵蚀公司日益微薄的利润。

为了解决这个问题，大家开始关注信息化、智能化设备，于是就开始补课。 有的企业开始引进ERP并更换自动化设备，有的企业开始完善DCS。 但由于先入为主的原因，不少企业认为用DCS系统对自动化或半自动化设备进行管理，并与ERP系统相结合可以解决这一困境。 否则。 主要原因是制造过程中信息的缺乏，而这块信息主要是由APS、MES、WMS等系统支撑的。 因此，必须重视生产制造过程，才能彻底打破信息孤岛，使上下游信息充分互联。 信息填写。

▲信息孤岛，缺乏MES

3、智能工厂关键要素分析

建设智能工厂，首先要了解什么是智能工厂，然后根据企业自身情况分析其关键要素，找到适合的建设思路。 在分析智能工厂的关键要素之前，我们先来看看数字化工厂与智能工厂、智能制造的关系。

数字工厂 (DF) 是一个由数字模型、方法和工具组成的综合网络，包括模拟和 3D/虚拟现实可视化，通过连续不间断的数据管理进行集成。 数字工厂集成产品、过程和工厂模型数据库，通过先进的可视化、仿真和文档管理，提高产品质量以及生产过程中涉及的质量和动态性能。

智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术，加强信息管理服务，提高生产过程的可控性，减少生产线的人工干预，合理计划和调度。 同时融合初步智能化手段、智能系统等新兴技术，打造高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。

智能工厂是数字工厂基础上的升级版，但与智能制造还有很大差距。 智能制造系统可以在制造过程中进行分析、推理、判断、构思和决策等智能活动。 通过人类与智能机器的合作，来扩展、延伸和部分取代制造过程中技术专家的脑力劳动。 它将制造自动化延伸到柔性化、智能化和高度集成化。

因此，智能工厂的建设不仅仅是设备的升级，更是先进技术的应用以及整体信息化和管理理念的升级。 下图为工信部对智能工厂评价的关键要素。 企业需要深入分析自身现状，规划适合自身智能工厂建设的针对性实施步骤，突出自身优势，改善劣势，拿出可行的智能工厂建设之路。 路。

4. 如何打破这种局面的可行想法

首先，企业应根据自身状况分析的结果，采取分布式实施步骤，从整体规划的角度，同时考虑自动化、精益化和信息化的提升。 三者缺一不可，只有三者互相支持、融合提升，才能真正实现数字化转型和智能工厂建设。

其次，摆正MES等信息系统在制造过程中的位置，打通ERP、MES、DCS之间的数据流，通过MES采集底层DCS的信息，并将制造过程数据上传至ERP。同时形成完整的数据链。 ，消除信息孤岛。

最后，借助物联网监控平台、5G网络和大数据分析，对化工生产过程中的安全性（人的不安全行为、设备的不安全状态、环境的不安全因素和管理缺陷）、能源消耗等进行分析。 （水、电、气）、环保（污染排放）等问题，实现完全透明化和数字化控制。

5.我们的解决方案

以MES系统为核心，与底层自动化设备形成联动控制，采集设备数据状态、安全、能源、环保等信息，上传至数据中心； 采集制造过程中的信息数据，并与PLM、E​​RP、SRM等系统进行数据传输连接，形成整体信息流； 利用数据建模、大数据分析等技术，为智能服务提供决策支持。

小知识科普

DCS：（ ）集散控制系统，主要应用于控制领域。 它是以微处理器为基础，采用分散控制、集中显示、分离自治、综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。 也可以直译为“集散控制系统”或“集散计算机控制系统”。

DCS系统采用集中监控的方式，协调本地控制器执行整个生产过程，交换和整合各变电站的数据，完成满足客户需求的控制。 其核心是网络架构，通常用于过程控制或离散控制系统。 目的是实现控制模式。

它采用分散控制、集中管理的设计思想，采用多层分类、协作自治的结构形式。 目前DCS已广泛应用于电力、冶金、石化等各个行业。

关于泰聚云

江苏泰聚云数码科技有限公司总部位于中国长三角经济圈重要的工贸港口城市泰州。 分别在上海、烟台、山东、济南设有研发中心。 公司致力于打造产城融合的智慧工业生态平台。 该平台除了为企业提供智能制造服务外，还向政企开放云端协同应用，协助政府资源精准投放，帮助制造企业高效实现数字化转型。

太聚云创始团队是由原易网信息技术有限公司核心成员和山东博聚通云计算有限公司技术团队组成的创新团队，均为咨询、智能制造、大数据等领域的专家、人工智能、物联网等领域。 他们拥有国际化的宏观视野、丰富的行业知识、广泛的关系网络、长期的企业管理和投资经验，秉承正直、诚信、负责、高效的经营理念，为成功提供了重要保障。

泰聚云创始团队基于近20年数千家数字化工厂改造经验，自主研发四大核心系统——APS、-MES、-WMS、-SCM，着力打造智能决策、智能运营、智能生产、智能装备拥有完整闭环，不断完善自身产品体系，积极布局大数据支持的智能决策领域，为企业生产、管理、运维、决策提供支撑，奠定为公司顶级咨询和规划解决方案的实施奠定了坚实的基础。

泰聚云创始团队基于博聚通近十年来多个园区运营及智慧园区平台建设的经验，结合意高在工业领域智能制造的经验，总结出博聚通的整体解决方案。多个行业数字化转型升级。 将智能制造融入智慧园区生态，共同打造太聚云-智慧工业生态平台。 除提供智能制造服务外，平台还涵盖智慧园区、智慧社区、智慧商圈、智慧能源、智慧消防、智慧设施、双招双引等功能应用，提供一站式企业云服务助力实现工业经济数字化转型和商业创新。

我们积累了行业领先的智能制造解决方案和优秀的工业互联网实施方案，并利用园区政企综合服务的运营能力，不断应用新技术，创造全球经济“数字霸权”的核心价值; 培育新动能，让云服务赋能工业经济； 创新模式，实现技术产品化、产品服务化、服务商业化。 通过创新商业模式，聚焦智慧园区、智能制造、数字产业，构建数字生态圈，实现共赢。

随着城市化进程的不断加快，人们对城市供水质量的要求也随之提高。 智慧水务对于增强城市供水管理能力和水安全能力具有至关重要的作用。

在智慧水务建设浪潮下，国内不少水厂、污水厂都采用数字化技术进行新建和升级改造，并在人力资源管理、设计理念、净水工艺、工厂水质等方面进行了不同程度的优化。 。 。

水加盘点了2023年上半年我国新建或升级的智能水厂和智能污水厂。其中，智能水厂8座，智能污水厂2座。 详情如下（按产能排序）：

01 花都自来水厂

花都自来水厂隶属于广州水务投资集团。 位于狮岭镇集贤村北芙蓉张水库东侧、山前旅游大道北侧。 总面积约650亩，总设计供水规模100万立方米/日。 是广州市“攻城略地”工程和广州市“十四五”规划的重点建设项目。 2023年底，完成一期20万立方米建设，具备供水条件； 二期工程将于2025年竣工，供水规模将达到40万立方米/日。

花都水厂的设计、施工和运维全部采用BIM技术，数字化水厂的物联网完美呈现； 巡检、值班、生产、人工智能学习、大数据处理等新技术得到充分应用，各环节信息互通、快速响应，管理有序。 智慧工地云平台智能分析海量数据，实现对工地人员、安全、质量、进度、成本、材料的全天候监管和服务。

02 南沙黄阁水厂

南沙黄阁水厂隶属于广州市南沙粤海水务有限公司，位于黄阁镇西北广珠高速西侧。 规划控制面积约20.23公顷（含新角涌占地），规划设计总规模100万立方米/日，一期工程已竣工，拥有规模40万立方米/日。 水厂二期扩建工程设计规模为20万立方米/日。 建设用地位于黄阁水厂预留土地上。 计划2023年2月底开工，2024年12月竣工。

广东水务将大数据、人工智能、数字孪生等新一代信息技术与水务运营管理深度融合，全面打造“智慧水务”全流程管控标杆示范。 基于“数字孪生”云平台技术，南沙黄阁水厂将成为独具特色的“智慧水厂”。

03 东湖智慧水厂

东湖智慧水厂隶属于深圳市水务（集团）有限公司，位于深圳市罗湖区。 始建于1961年，东临深圳水库。 占地面积45000平方米，是深圳最早的水厂。 到目前为止，供水规模已达到60万吨立方米/日。

东湖智慧水厂采用BIM和数字孪生技术构建“1+1+4+5”建设方案，涵盖生产、设备设施、安全控制、综合运营、项目管理等多个智慧系统，形成综合系统从设计到施工，数字化的全生命周期管理到运营，将成为未来“无人值守、少人值班”的智慧水厂的模板。

04 武汉金口水厂

武汉金口水厂隶属于武汉自来水有限公司，是武汉市最年轻、自动化程度最高、最具智能化改造资质的水厂。 按目前日供水量50万吨计算，改造后的金口水厂每年可节电约159万千瓦时，减少碳排放约124.8万公斤。

与传统水厂依靠经验丰富的技术人员的运营模式不同，武汉金口水厂的“大脑”——中信智慧水务云平台是一个可以通过算法自主学习的智能系统，会添加最优秀的技术经验。人员，然后不断学习和进化。

05 五指坝水厂

五指坝水厂隶属于深圳市深水宝安水务集团有限公司，位于宝安区松岗街道田洋五路。 厂区总面积9.77公顷。 于2002年投入运营，是宝安西部地区主要水厂。 该项目新增常规技术14万立方米/天，深度处理技术30万立方米/天，占地面积仅4.69公顷，比深圳市规定的用地指标少65%。

五指坝水厂利用BIM和数字孪生技术，采用“1+2+3+1”建设方案，结合物联网、大数据、人工智能等技术，构建综合运营、项目管理、应急指挥等智能系统形成从设计、建设到运营的数字化全生命周期管理，未来将成为“安全、智能、经济、美观”的标杆智慧水厂。

06 大罗水厂

大罗水厂隶属于广州南沙粤海水处理有限公司，是其首个“碳中和”自来水厂。 综合总投资6.79亿元，供水规模14.26万吨/日。 重点是为丰顺县32.5万人口提供长期、稳定、安全的优质水源。

大洛水厂在建设时采用“新能源集中控制+生产自动化”的模式，积极打造生产智能化、管理数字化、安全智能化的“智慧水厂”，并通过多种“方式”大力推进减碳增效。智能管控”。 最终以“清洁能源+智能管控”新模式投产，实现水厂二氧化碳零排放。

07

隶属于苍南县水务集团有限公司，位于钱库镇龙津大道以南、城东路以东地块，总用地面积约55亩。 项目总投资约5.4亿元，设计供水规模12万立方米/日。

新建净水常规处理工程、深度处理工程、污泥水处理工程、软基处理工程、水厂附属设施工程及其他配套辅助工程等，同时建设智慧水务等相关设施。 水净化处理工艺采用臭氧-活性炭深度处理工艺。

08 天津杨柳青水厂

天津杨柳青水厂隶属于天津水务集团有限公司，属于天津市2023年20个热门项目，是新建的全流程智能水厂，供水规模为10万吨/日，用于满足相关地区居民和经济发展的用水需求，增强供水保障能力。

天津杨柳青水厂采用了智慧水厂管控平台系统、净水药剂智能加药、水泵机组运行参数优化控制等，相信今年水厂智慧运行水平将进一步提升。不久的将来。

09 江北区下沉式再生水厂

江北区淹没式再生水厂隶属于宁波水务环境集团，项目总投资11.93亿元。 该项目将于2020年9月开工建设，2022年6月底主体结构封顶，目前日均水处理能力5万吨。 按照规划，未来一期工程日均水处理能力可达15万吨。

通过中央控制室的智能操作系统，再生水厂的污水处理采用智能化控制和管理，全天24小时运行。 水厂的智能化运行是依靠智能控制系统实现的。 一旦任何指标出现异常，监控系统将自动报警。 确保出水水质满足排放要求。

10 杭州城北净水厂

杭州城北净水厂隶属于杭州市排水有限公司，位于杭州市余杭区。 是中建八局首个大型全埋式地下污水处理厂。 /d，建成后可实现污水智能化处理，对于美化城市环境、节约土地资源具有重要意义。

一方面，杭州城北净水厂采用BIM建模、数字孪生、智能识别等先进技术手段，进一步提高运营管理效率和水平，辅助精细化管理； 另一方面，强化工艺参数控制设备仪器的智能化控制水平，加强一体化中央监控平台与移动管控的交互集成，协调统一大数据分析与智能科学决策，从而实现厂区智能化生产运营管理，保证稳定的排水达标，降低运营成本。 能源和药品消耗，提高整体环境效益和经济效益。

智慧水务可以降低水厂的人力成本，提高水厂的精细化管理水平，在保证水质更安全的同时达到节能降耗的效果。 确保污水处理厂出水稳定达标，降低运行的能耗和化学品消耗，提高整体环境效益和经济效益。

我们预计江苏水厂能耗管理系统，未来会有更多的水厂、污水厂向数字化更高水平跃进，向更高品质发展。