文/AIM俐钜创新总经理兼首席创新官 詹长霖
九江石化，中国中石化嫡系企业，属于中等规模的燃料型炼厂，从2012年开始建设智能工厂,是中国第一个智能工厂建设的样板企业。今天让我们一起来看一下这一堪称工业4.0经典案例的企业是如何通过打造一流的信息化系统，实现企业生产运营的自动化、数字化、模型化、可视化、集成化，从而提高企业劳动生产率、安全运行能力、应急响应能力、风险防范能力和科学决策能力。
九江石化在建设智能工厂之前，业务协作和通信系统建设方面面临着一些问题：
首先是无线通信系统的问题。
当炼化工厂的装置设备、管线、阀门等出现“跑冒漏滴”等情况时，对于有些复杂的问题，外操人员需要厂内专业人员指导并及时解决，但厂区最初是采用的无线通信系统的是MOTO模拟对讲系统，单纯的语音对讲，使得专家、内操、外操人员之间在日常协作过程中经常说不清，道不明。如果专家无法及时赶到现场的话，就只能通过拍照发给专家定位解决，及时性无法满足，协作效率也低下。
其次是炼化厂有许多监测点，如储罐溢流或储备情况、泄露和火灾、流量和能耗计量等无法实时监测的问题。
由于厂区扩建等原因，有许多的监测点，但是这些测点往往分散、被铁路、河流、围墙分割，难于挖沟敷设电缆或桥架接线;另外，如果在危险区域敷设电缆和接线，则有可能产生火花，引发安全事故;有些改造工程对时间、安装和调试成本都有较高的要求，有线方式难于满足。
再次是现有对讲系统难以满足业务需求。
2012年，九江石化的对讲机系统还采用的是模拟无线制式，由2台模拟中继台、模拟手持对讲机等组成，采用的是单一中继站技术。由于模拟对讲机系统频谱利用率低、频点之间易干扰等缺点，将逐渐被市场所淘汰。同时，新中控室投产后，现有对讲系统支持的群组数量不能满足业务需求。
最后就是操作人员的问题。
在巡检过程中，部分外操人员有时漏检、脱岗、不按规定路线巡检，给生产带来一定的安全风险，现有的巡检棒无法拍照和取证，难于保障巡检质量;另外当巡检遇到问题时，为了确认问题经常需要外操人员到几十米高的蒸馏塔上来回跑几趟，工作强度大。
九江石化的智能工厂建设过程
智能工厂建设历经三年（2012年，九江石化被列入中国石化首批4家智能工厂试点建设企业之一。2014年，九江石化列入工信部“两化”融合管理体系贯标试点企业、江西省“两化”融合示范企业。2015年7月，入选工信部智能制造试点示范企业。）初步形成了智能工厂基本框架，体现在以下几个方面。
体制机制重组调整。2010年以来，九江石化完成了一系列组织机构的重组与职能调整。构建了矩阵式集中管控新模式。建立了生产经营优化、三维建模等一系列专业团队。充实信息化管理、开发及运维力量，建立关键用户激励机制。
集成平台和标准化。九江石化建设了企业级**数据库，突破了此前业内普遍采用的“插管式”集成方式的限制。**数据库集成了13个业务系统的标准数据，为9个业务系统提供有效数据。通过“采标、扩标、建标”方式，完成了与中国石化标准化平台的对接。
建设生产管控中心。2014年7月，九江石化智能工厂神经中枢——生产管控中心建成投用。生产管控中心集经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支持、应急保障“六位一体”功能，生产运行实现由单装置操作向系统化操作、管控分离向管控一体的转变。
三维数字化应用。九江石化实现了工艺管理、设备管理、HSE管理、操作培训、三维漫游、视频监控等六大类深化应用。
通过HSE管理系统实现全员全过程HSE管理。施工备案系统对当天每项作业实行“五位一体”有效监管，实现了各类报警仪、视频监控实现集中管理、实时联动。环保地图系统实时在线监测各类环境信息，异常情况及时处置、闭环管理。
九江石化对比了多家厂商的解决方案，最终选择了华为的无线智能工厂解决方案。九江石化厂区总面积大约5平方公里，现在已经部署了两个基站覆盖了分公司大楼、锅炉发电区、常减压车间、催化车间、二联合车间、连续重整车间、焦化车间等，接下来计划再部署一个LTE基站，覆盖800万吨油品升级项目的新区，就实现全厂区的无缝信号覆盖。LTE基站单扇区带宽可以达到上行50Mbps，下行100Mbps，凭借其高带宽，在网络上可以同时承载储罐储备情况、火灾、流量和能耗计量等数据的回传，临时工程点、卸油码头、生产区周界、河流排放区的视频监控，巡检过程中的集群调度，突发事件的应急指挥等生产和管理业务。
在调度和应急指挥方面，首先在集群上引入了视频对讲功能，这样在中控室就可以随时查看外操人员手持终端拍摄到的视频画面;而且实现了视频会议与调度系统的互联互通，在应急指挥中心也可以实现对生产现场的可视化指挥，提升协作效率。
对于数据采集和视频监控业务，工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将数据或视频回传到中控室相应的业务平台，现场设备只需接通电源，无需挖沟部署有线网络，快速部署。基于现有的4G宽带网络，后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时，无线网络相比有线方式，网络结构更加扁平，运维及扩容效率大幅提升。
对于数据采集和视频监控业务，工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将数据或视频回传到中控室相应的业务平台，现场设备只需接通电源，无需挖沟部署有线网络，快速部署。基于现有的4G宽带网络，后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时，无线网络相比有线方式，网络结构更加扁平，运维及扩容效率大幅提升。
针对模拟对讲机和集群群组不足的问题，我们提供的数字无线集群系统，提高了频谱利用率，最大支持1024个调度组，单小区支持160个组并发，满足现在业务容量和和生产通讯需求，同时也兼顾未来的扩容。该集群系统基于终端号码灵活编组，不同部门不同群组，有效支持灵活分组调度。
在安全和巡检方面，在防爆终端支持定位功能，可以随时定位携带人员的位置信息，结合GIS地图不但可以规范巡检流程，也可以保障人员在非常情况下能够快速找到。此外，终端还支持测温、测震、照明、RFID等功能，可支持巡检、刷卡签到、资产管理等各类应用。
所以为实现“智能工厂”的目标，让工业4.0实施落地，必须扎实的突破每一个瓶颈，制定明确的规划，本着“实时化，自动化，模型化，可视化，智能化”的特征，建立管理，技术，信息平台，实现计划调度、能源管理、安全环保、装置操作控制、IT管控等多方面智能化，覆盖生产经营、发展建设、企业管理和文化建设的内容全面升级才行。当然，九江石化积极采用移动通讯、云计算、物联网、流程模拟与优化，知识管理等先进信息化技术，也是推动其智能工厂建设成功的重要原因。
参考资料：中国石化九江分公司信息中心主任罗敏明访稿
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