杨阳1 杨拥振2
1河北中煤旭阳能源有限公司 河北邢台 054000 2 河北金牛旭阳化工有限公司 河北邢台 054000
摘要：本文梳理了智能工厂标准体系，在分析智能工厂项目构成的基础上，对相关系统在流程行业中的应用价值予以体现，以期为我国智能工厂流程行业建设和标准化工作提供有益参考。
关键词 ：智能制造；智能工厂；系统集成；标准化
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。狭义上讲，智能工厂主要是实现智能控制，是控制系统本身。从广义上讲，智能工厂包括智能设备、智能控制系统、工业互联网，分别对应设备层、控制层、管理层和网络层，其中：智能设备即设备层的数字化是智能工厂的基础；智能控制系统实现智能设备的控制现生产过程的控制；工业互联网是实现智能工厂的网络支撑；通过系统集成与互联互通，实现涵盖设计、生产、物流等主要环节的智能管理。
1 流程行业智能工厂7要素
1.1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。
1.2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。实现原料、关键工艺和成品检测数据的采集和集成利用，建立实时的质量预警。
1.3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。
1.4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。
1.5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。
1.6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。
1.7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.
2 项目构成 如图1
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3 智能化相关系统在流程行业中的应用
3.1封闭化管理：
基于计算机视觉技术，对人员、行为事件等进行深度智能分析，对作业人员身份、行为状态、劳保着装等进行智能判断与预警，实现人员上岗的智能化安全管控，对周界跨线及闯入人员自动识别并报警，保障人员及现场安全。
通过门禁识别，人员定位卡发放，进行厂区人员数量计算，物流大车人员通过采集物流系统数据计算人员数量，从而达到厂内整体人员数量的统计，人员定位卡实时跟踪人员位置情况等，达到封闭式管理。
3.2智能装车
系统简化了装车称重流程，实现了岗位的减员增效，客户自助完成装车；操作更加规范，降低安全风险，减少人工失误，信息更全面，监装劳动强度降低，无纸化办公。
3.3工厂数字化
完整反映工厂现状，为资产管理、检维修、改扩建等提供数据支持，实现从信息保管到信息利用的转变；保障企业安全生产，通过沉浸式虚拟现实技术，对员工进行现场操作培训，通过模拟真实事故场景，进行应急安全演练；综合多种管理功能，基于全息数字工厂的多种管理功能；提升企业形象，清晰直观地展示工厂模型，提升企业形象及影响力。
3.4预测性维护
实时监控设备的总体健康状态，及时推送需要处理的问题（报警、诊断、体检和案例等），设备在线监测、设备总貌图、各类数据统计看板、各类数据统计列表等。
1)基于设备状态传感器数据支撑，提高设备故障判断的效率；
2)降低维修次数，提高维修效率。
3.5智能点巡检
手持设备自动传输设备检测数值，发现异常自动上报，采用射频识别技术确保巡检人员的真实到位，同时跟踪记录并自动生成巡检日报、巡检月报、排班计划表、保修工单等，实现巡检全过程的可视化、规范员工巡检行为。
3.6能源管理
模型的建立推进了能源信息化建设工作，实现能源过程实时跟踪统计、科学分析决策，建立了企业效益模型，提高了能源的管控能力；能源管理规范化、系统化、信息化、制度化；能源信息采集、加工、共享准确快速，各过程透明、内容精细可追溯，提高效率。
3.7先进控制
降低生产风险，稳定的连续生产，降低控制波动产生的机率，减少因控制波动而引起的生产风险；提高平稳性，在DCS系统的基础上建立甲醇装置先进控制系统，提高装置综合自动化水平，克服变量间的关联耦合和干扰因素，稳定生产工况，提高主要工艺参数的平稳性，与常规控制相比关键工艺参数的标准偏差降低；延长设备正常运转的时间，设备调节频次及过度调整次数降低，减少设备损耗，提升设备正常运行时间。
3.8安环及应急管理
借助信息化工具支撑企业安全管理工作，完成各类信息化系统建设工作。系统功能围绕安全、设备、运行、环保、节能、物资、费用等管理目标设计功能。
4 结语
智能工厂建设涵盖领域多，系统极其复杂，覆盖自动化、信息化、智能化三大方面，涉及工厂数字化、物联网、先进控制、大数据等先进技术。涉及信息系统与自动化系统的信息集成；处理来源多样的异构数据，包括设备、生产、物料、质量、能耗等海量数据，是一个渐进、长期、持续优化的建设过程，不存在一劳永逸；相比于传统项目都要复杂很多，但随着对智能制造认知和应用水平的提高，以及对新技术的渐进明晰，流程行业智能工厂的建设会更成熟。
参考文献
[1]金碚，中国制造2025【M】北京.中信出版集团.2015
[2]何冠泯.智能工厂综述和发展趋势探讨【J】.现代商贸工业.2019409（06).196-197