流程行业的“智能化工厂”思考！

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　　引言
　　众所周知，制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基。智能制造与生俱来，就是以制造业为主体依托的。然而，与世界先进水平相比，中国制造业仍然大而不强，细分在流程行业，石化化工等工厂在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面差距明显，转型升级和跨越发展的任务紧迫而艰巨。进一步转型升级，对于流程行业来说，智能化工厂是实现“智能制造”的必由之路。
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　　智能制造的概念和意义
　　按照《关于印发智能制造发展规划（2016-2020年）的通知》文件（工信部联规〔2016〕349号）中的说明定义：智能制造是基于新一代信息通信技术与先进制造技术深度融合，贯穿于设计、生产、管理、服务等制造活动的各个环节，具有自感知、自学习、自决策、自执行、自适应等功能的新型生产方式。

智能制造系统架构

　　加快发展智能制造，是培育我国经济增长新动能的必由之路，是抢占未来经济和科技发展制高点的战略选择，对于推动我国制造业供给侧结构性改革，打造我国制造业竞争新优势，实现制造强国具有重要战略意义。
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　　智能制造提出的国家背景及政策
　　据羿戓制造所了解，2014年10月10日，国务院总理**在访问德国期间和德国总理默克尔，联合发表了《中德合作行动纲领》，重点突出了双方在制造业就“工业4.0”计划的携手合作，推进两国在移动互联网、物联网、云计算、大数据等领域的合作。

国务院总理**和德国总理默克尔
　　联合发表了《中德合作行动纲领》

　　借鉴了德国的工业4.0计划，我国在2015年迅速制定了《中国制造2025》计划。伴随着老龄化社会带来劳动力减少、资源匮乏，能效仍需提升、消费者需求，实现差异化、个性化的生产等客观市场存在问题，我国的制造业也亟需转型，计划在2025年对制造业完成升级转型。
　　全面提高企业应用信息化水平，推动信息化和工业化深度融合，促进工业由大变强，大幅提升制造业整体素质，全员劳动生产率明显提高，单位工业增加值能耗、物耗及污染物排放明显下降。这是企业效益提升，环境生态友好的战略之路。
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　　国际强国间相关行业政策
　　与我国国家战略及政策激烈竞争的国际间大国们，也同样在制造业制订并实施了一系列国家政策。其中，德国工业4.0和美国工业互联网是表现最为突出的先进技术理念。
　　在德国。德国政府发起并在世界范围内推广的工业4.0，希望重塑自己在工业领域的全球龙头地位，支持工业领域新一代**性技术的研发与创新，并解决老龄化等问题的积极应对战略，旨在保持德国的国际竞争力。在这一高度下，德国本身的工业4.0规划，非常侧重借助信息产业将其原有的先进工业模式智能化和虚拟化，重视智能工厂和智慧生产，运用互联技术与高度集成化，使工厂的各个生产模块智能化，从而将工厂变为具备自律分散系统的智能工厂。涌现了一批如SAP、SIEMENS、Schneider、BOSCH、KUKA为代表的工业4.0企业。

　　德国工业4.0

　　在美国。美国政府推出了《美国竞争力计划》，其中“先进制造业国家战略计划”更是其重点，“工业互联网”的概念最早是由美国通用电气公司（GE）提出，随后联合另外四家IT巨头（Intel、Cisco、AT&T、IBM）组建了工业互联网联盟(IIC)，将这一概念大力推广开来。“工业互联网”主要含义是，在现实世界中，机器、设备和网络能在更深层次与信息世界的大数据和分析连接在一起，带动工业**和网络**两大**性转变。通过建立协同的生态系统，基于统一架构、互操作和开放标准，利用工业和公共的基础设施，支撑业务转型和社会协作，实现设备与人、流程和数据之间的安全连接、控制和集成，从而加速工业物联网的增长。
　　其他如韩国《制造业创新3.0战略》、日本《社会5.0》、英国《英国工业2050战略》等发达国家，都在考虑自身制造业的升级改造，与我国的《中国制造2025》有异曲同工之妙。
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　　两化融合是必由之路
　　两化融合是信息化和工业化的高层次深度结合，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。
　　两化融合是指电子信息技术广泛应用到工业生产的各个环节，信息化成为工业企业经营管理的常规手段。信息化进程和工业化进程不再相互独立进行，不再是单方的带动和促进关系，而是两者在技术、产品、管理等各个层面相互交融，彼此不可分割，并催生工业电子、工业软件、工业信息服务业等新产业。两化融合是工业化和信息化发展到一定阶段的必然产物。

从两化融合开始
　　实现“中国版”工业4.0（中国制造2025）

　　目前流程行业的智能化工厂建设，可以从技术融合、产品融合、业务融合、产业衍生四个方面开展：
　　①技术融合：将工业技术与信息技术的融合，产生新的技术，推动技术创新，如MES上马和ERP系统接口功能扩充、工控网络安全防护产品等。
　　②产品融合：电子信息技术或产品渗透到产品中，增加产品的技术含量，如将传感器加入到泵、电机、大型设备等，均可以提高产品自诊断、远程维护等功能。
　　③业务融合：信息技术应用到企业研发设计、生产制造、经营管理、市场营销等各个环节，推动企业业务创新和管理升级。如企业柔性化生产、企业经营管理信息化改造。
　　④产业衍生：两化融合催生出的新产业，形成一些新兴业态，如工业电子、工业软件、工业信息服务业。围绕了用户新的市场需求，工程公司和工业相关软件商的服务范围将扩大，同时工作内容也进一步深入与细化满足业主要求。
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　　流程行业的落地思考
　　对于广大流程制造业企业，如何开展“智能工厂”的应用点或者切入角度，个人认为应着眼于三个国家政策文件：《智能制造发展规划（2016-2020年）》、《智能制造工程实施指南（2016-2020年）》和《智能制造试点示范项目要素条件》。根据其中要求，围绕智能制造模式，应用新技术创新，开展智能制造工作。主要分为以下7个方面：
　　1)工厂总体设计、工艺流程及布局均已建立数字化模型，并进行模拟仿真，实现生产流程数据可视化和生产工艺优化。
　　2)实现对物流、能流、物性、资产的全流程监控，建立数据采集和监控系统，生产工艺数据自动数采率达到90%以上。
　　3)采用先进控制系统，工厂自控投用率达到90%以上，关键生产环节实现基于模型的先进控制和在线优化。
　　4)建立生产执行系统（MES），生产计划、调度均建立模型，实现生产模型化分析决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化。建立企业资源计划系统（ERP），实现企业经营、管理和决策的智能优化。
　　5)对于存在较高安全与环境风险的项目，实现有毒有害物质排放和危险源的自动检测与监控、安全生产的全方位监控，建立在线应急指挥联动系统。
　　6)建立工厂通信网络架构，实现工艺、生产、检验、物流等制造过程各环节之间，以及制造过程与数据采集和监控系统、生产执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）之间的信息互联互通。
　　7)建有工业信息安全管理制度和技术防护体系，具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力。建有功能安全保护系统，采用全生命周期方法有效避免系统失效。
　　只有在流程工厂中，我们通过持续改进，实现生产过程动态优化，制造和管理信息的全程可视化，企业在资源配置、工艺优化、过程控制、产业链管理、节能减排及安全生产等方面的智能化水平才能逐步渐进地得到显著提升。
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　　流程行业的实施措施
　　对比了美国“先进制造伙伴计划”、德国“工业4.0”，我国的“中国制造2025”在流程行业的实施措施（如何进一步实现流程行业的智能化工厂）。
　　6.1 实现虚拟建造、数字化交付形成数字化工厂
　　数字化交付的概念：基于数字化工厂设计系统开展工程项目实施，设计过程中二维和三维设计数据已实现基于位号的结构性数据集成及多专业协同，同时采用与数字化工厂设计系统配套的文档系统实现了基于位号的非结构性数据设计文档、供应商文档关联，在交付时向业主整体移交设计数据库。最终按照业主要求，将数据库与平台一起移交。典型的国外解决方案厂商有AVEVA、INTERGRAPH、BENTLEY，国产厂商有中科辅龙、北京博超等软件厂商。

AVEVA数字化工程信息管理

　　一方面，提交给业主的全部文档和数据资料在统一的数据库平台，并进行了数据关联，可以有效快速检索信息；另一方面，三维虚拟工厂的建成移交给业主，有利于后续运维阶段的深化应用（如技改方案分析、设备检修管理、逃生方案模拟、巡检人员监控、视频火灾监控平台等）

工程公司和业主应对措施

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很不错，找到组织了！