石油化工智能制造

第一章緒論1

第一節(jié)國(guó)內(nèi)外石化工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1

一、全球石化工業(yè)最新格局1

二、中國(guó)石化工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)7

第二節(jié)全球新一代信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)10

一、網(wǎng)絡(luò)與通信10

二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)15

三、云平臺(tái)與大數(shù)據(jù)19

四、虛擬/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)24

五、人工智能27

第三節(jié)石化工業(yè)智能制造現(xiàn)狀及面臨挑戰(zhàn)32

一、石化工業(yè)特點(diǎn)及智能制造進(jìn)展32

二、國(guó)內(nèi)外重點(diǎn)石化企業(yè)信息化建設(shè)進(jìn)展33

三、新一代通信技術(shù)用于工業(yè)環(huán)境42

四、石化過程數(shù)字化建模的復(fù)雜性49

五、石化流程企業(yè)智能化升級(jí)挑戰(zhàn)53

參考文獻(xiàn)54

第二章以經(jīng)濟(jì)效益最大化為目標(biāo)的卓越運(yùn)營(yíng)56

第一節(jié)石化敏捷生產(chǎn)的關(guān)鍵要素56

一、原料與產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià)格快速變化56

二、原料油性質(zhì)的快速與準(zhǔn)確評(píng)價(jià)58

三、采購(gòu)性能價(jià)格比最高的原料油59

四、最大化產(chǎn)出原料油每餾分價(jià)值63

五、成品油及石化產(chǎn)品的質(zhì)量效益64

第二節(jié)石油化工生產(chǎn)裝置建模與優(yōu)化66

一、石化生產(chǎn)裝置的數(shù)學(xué)模型66

二、機(jī)理建模與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模67

三、石化生產(chǎn)裝置與過程模擬83

四、石化裝置建模與優(yōu)化方法84

第三節(jié)以月為時(shí)間尺度優(yōu)化生產(chǎn)86

一、經(jīng)濟(jì)效益最大化排產(chǎn)方案求解86

二、單裝置模型修訂計(jì)劃排產(chǎn)參數(shù)88

三、生產(chǎn)裝置未知工況下收率預(yù)測(cè)90

四、生產(chǎn)裝置案例庫(kù)自動(dòng)搜索匹配94

五、計(jì)劃排產(chǎn)與生產(chǎn)執(zhí)行閉環(huán)反饋106

六、更短周期優(yōu)化排產(chǎn)可行性112

第四節(jié)實(shí)時(shí)優(yōu)化與先進(jìn)過程控制115

一、實(shí)時(shí)優(yōu)化系統(tǒng)及應(yīng)用115

二、先進(jìn)過程控制及應(yīng)用122

三、計(jì)劃調(diào)度與操作集成125

第五節(jié)工業(yè)大數(shù)據(jù)優(yōu)化技術(shù)及應(yīng)用127

第六節(jié)工藝技術(shù)與能源管理智能化137

一、工藝技術(shù)管理智能化137

二、能源管理智能化143

第七節(jié)原油與成品油在線自動(dòng)調(diào)和147

一、原油在線自動(dòng)調(diào)和147

二、成品油在線自動(dòng)調(diào)和154

參考文獻(xiàn)160

第三章基于預(yù)知預(yù)防的安全環(huán)保和設(shè)備管理163

第一節(jié)報(bào)警儀及工業(yè)視頻集中管理163

一、全廠報(bào)警設(shè)施集中管理163

二、全廠工業(yè)視頻集中管理165

三、報(bào)警儀與工業(yè)視頻聯(lián)動(dòng)167

四、生產(chǎn)裝置工藝報(bào)警管理169

第二節(jié)施工及作業(yè)票證管理174

一、基于風(fēng)險(xiǎn)管控的作業(yè)備案管理174

二、面向作業(yè)管控的許可票證管理178

三、基于安全資格培訓(xùn)的門禁管理182

四、基于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管的無(wú)線視頻監(jiān)控184

第三節(jié)危險(xiǎn)與可操作性分析(HAZOP)186

第四節(jié)企地聯(lián)動(dòng)應(yīng)急指揮平臺(tái)194

第五節(jié)生產(chǎn)裝置現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查204

第六節(jié)全廠三維立體人員定位209

第七節(jié)全過程環(huán)境監(jiān)測(cè)與管控219

一、石化企業(yè)多層級(jí)環(huán)境保護(hù)體系221

二、從源頭到結(jié)果全過程環(huán)境管控225

三、基于4G LTE移動(dòng)可燃?xì)鈾z測(cè)229

第八節(jié)設(shè)備管理智能化238

一、基于預(yù)知預(yù)防的設(shè)備維護(hù)維修240

二、設(shè)備與資產(chǎn)的全生命周期管理245

參考文獻(xiàn)250

第四章石油化工智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施252

第一節(jié)石化流程型企業(yè)信息物理系統(tǒng)252

一、信息物理系統(tǒng)的定義及應(yīng)用252

二、石化流程企業(yè)信息物理系統(tǒng)254

三、構(gòu)建流程工業(yè)信息物理系統(tǒng)257

第二節(jié)復(fù)雜工業(yè)環(huán)境移動(dòng)寬帶專網(wǎng)260

一、移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)：智能制造高速路260

二、4G企業(yè)專網(wǎng)及4G運(yùn)營(yíng)商公網(wǎng)266

三、構(gòu)建復(fù)雜工業(yè)環(huán)境移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)267

四、多種制式下的語(yǔ)音視頻融合通信272

第三節(jié)窄帶無(wú)線低功耗企業(yè)廣域網(wǎng)278

一、無(wú)線低功耗廣域網(wǎng)：智能制造的重要基礎(chǔ)278

二、NB-IoT在工業(yè)企業(yè)應(yīng)用：eLTE-IoT282

第四節(jié)分子級(jí)原（料）油物性表征288

一、原（料）油的常規(guī)物性表征方法288

二、原（料）油分子級(jí)物性快速表征292

三、分子級(jí)物性快速表征數(shù)據(jù)的應(yīng)用298

第五節(jié)消除各類“孤島”實(shí)現(xiàn)集中集成302

一、企業(yè)級(jí)中央數(shù)據(jù)庫(kù)304

二、企業(yè)服務(wù)總線（ESB）311

第六節(jié)質(zhì)量計(jì)量設(shè)施自動(dòng)化智能化318

一、LIMS系統(tǒng)支撐智能化升級(jí)318

二、樣品采集送檢標(biāo)準(zhǔn)化智能化325

三、計(jì)量數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化智能化328

第七節(jié)工控與信息安全策略及設(shè)施339

一、工控與信息安全風(fēng)險(xiǎn)分析339

二、工控與信息安全策略設(shè)計(jì)340

三、工控與信息安全基礎(chǔ)設(shè)施342

參考文獻(xiàn)346

第五章智能制造的體制機(jī)制與管理創(chuàng)新349

第一節(jié)管理模式與業(yè)務(wù)流程優(yōu)化349

一、典型石化企業(yè)的管理體制與運(yùn)行機(jī)制349

二、從分散走向集中：智能制造關(guān)鍵一步350

三、從“煙囪”到“矩陣”：推動(dòng)智能化升級(jí)353

四、面向未來(lái)：從集中管控邁向智能管控354

第二節(jié)面向智能制造的運(yùn)行維護(hù)358

一、“管、建、維”分離運(yùn)行體制機(jī)制358

二、各類軟硬件系統(tǒng)的運(yùn)行維護(hù)管理361

第三節(jié)工程全數(shù)字化交付與數(shù)字化重建368

一、工程建設(shè)的全數(shù)字化交付368

二、以應(yīng)用需求為導(dǎo)向的數(shù)字化重建374

第四節(jié)石化企業(yè)智能制造決定因素377

一、植入智能制造基因378

二、避免若干認(rèn)識(shí)誤區(qū)379

三、“人”是決定性因素379

參考文獻(xiàn)380

致謝381 2100433B

《石油化工智能制造》系統(tǒng)總結(jié)了中石化九江石化建設(shè)國(guó)家級(jí)“石化智能工廠”和國(guó)家級(jí)“綠色制造示范工廠”的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)以及國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)重大項(xiàng)目“煉油生產(chǎn)過程全局優(yōu)化運(yùn)行的基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)”系列成果，全面闡述了以智能化為手段實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化的卓越運(yùn)營(yíng)路徑，系統(tǒng)描述了基于預(yù)知預(yù)防的安全環(huán)保和設(shè)備管理等智能化應(yīng)用領(lǐng)域，詳細(xì)講述了石油化工智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施和保障條件，明確提出了實(shí)現(xiàn)智能制造所必需的體制機(jī)制與管理創(chuàng)新。

為推動(dòng)我國(guó)智能制造的發(fā)展，梳理智能制造的典型模式，歸納整理智能制造的標(biāo)準(zhǔn)化需求，并進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)的智能制造國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，特此征集和編寫了這本《智能制造標(biāo)準(zhǔn)案例集》，配合《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）解讀》使用。 本書中的13個(gè)智能制造標(biāo)準(zhǔn)案例從《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》出發(fā)，明確了每個(gè)案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的位置，并通過梳理案例的實(shí)施步驟，對(duì)智能制造在智能工廠建設(shè)、信息安全、互聯(lián)互通、智能服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化需求進(jìn)行了分析。本案例集是10多家企業(yè)、研究院所和高校的實(shí)踐集錦，全面展示了不同行業(yè)的企業(yè)開展智能制造探索與實(shí)踐的具體做法和取得的成效，以及來(lái)自技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、企業(yè)經(jīng)營(yíng)與管理第一線的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀和需求整理。

案例1 海爾互聯(lián)工廠創(chuàng)新與實(shí)踐 1

1.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 1

1.2 智能制造案例基本情況 1

1.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 2

1.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 3

1.5 案例特點(diǎn) 4

1.6 智能制造實(shí)施步驟 5

1.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 10

1.8 智能制造示范意義 12

1.9 下一步工作計(jì)劃 13

案例2 服裝個(gè)性化定制新模式 17

2.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 17

2.2 智能制造案例基本情況 17

2.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 18

2.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 20

2.5 案例特點(diǎn) 21

2.6 智能制造實(shí)施步驟 22

2.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 27

2.8 智能制造示范意義 28

2.9 下一步工作計(jì)劃 29

案例3 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新型生物能源制取系統(tǒng) 35

3.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 35

3.2 智能制造案例基本情況 36

3.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 36

3.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 38

3.5 案例特點(diǎn) 39

3.6 智能制造實(shí)施步驟 40

3.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 41

3.8 智能制造示范意義 42

3.9 下一步工作計(jì)劃 42

案例4 直升機(jī)旋翼系統(tǒng)制造智能工廠 45

4.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 45

4.2 智能制造案例基本情況 45

4.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 46

4.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 47

4.5 案例特點(diǎn) 47

4.6 智能制造實(shí)施步驟 47

4.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 55

4.8 智能制造示范意義 57

4.9 下一步工作計(jì)劃 57

案例5 液晶電視智能檢測(cè)系統(tǒng) 59

5.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 59

5.2 智能制造案例基本情況 60

5.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 60

5.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 63

5.5 案例特點(diǎn) 64

5.6 智能制造實(shí)施步驟 66

5.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 68

5.8 智能制造示范意義 70

5.9 下一步工作計(jì)劃 71

案例6 天津大學(xué)三維模型檢索系統(tǒng) 73

6.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 73

6.2 智能制造案例基本情況 74

6.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 75

6.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 76

6.5 案例特點(diǎn) 77

6.6 智能制造實(shí)施步驟 78

6.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 82

6.8 智能制造示范意義 83

6.9 下一步工作計(jì)劃 84

案例7 傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)柔性制造技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí) 89

7.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 89

7.2 智能制造案例基本情況 89

7.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 90

7.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 92

7.5 案例特點(diǎn) 93

7.6 智能制造實(shí)施步驟 94

7.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 107

7.8 智能制造示范意義 108

7.9 下一步工作計(jì)劃 109

案例8 自主標(biāo)準(zhǔn)RFID在彩電智能制造中的應(yīng)用 111

8.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 111

8.2 智能制造案例基本情況 111

8.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 112

8.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 113

8.5 案例特點(diǎn) 113

8.6 智能制造實(shí)施步驟 118

8.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 119

8.8 智能制造示范意義 120

8.9 下一步工作計(jì)劃 121

案例9 面向灌裝生產(chǎn)線的WIA-FA智能制造系統(tǒng) 123

9.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 123

9.2 智能制造案例基本情況 124

9.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 125

9.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 127

9.5 案例特點(diǎn) 128

9.6 智能制造實(shí)施步驟 129

9.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 137

9.8 智能制造示范意義 138

9.9 下一步工作計(jì)劃 140

案例10 汽車齒輪智能制造生產(chǎn)線 141

10.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 141

10.2 智能制造案例基本情況 142

10.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 142

10.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 149

10.5 案例特點(diǎn) 150

10.6 智能制造實(shí)施步驟 154

10.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 155

10.8 智能制造示范意義 160

10.9 下一步工作計(jì)劃 160

案例11 電力裝備電力拖動(dòng)用高效率三相異步電動(dòng)機(jī)定子部件數(shù)字化智能制造車間 163

11.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處的位置 163

11.2 電機(jī)定子組件智能制造案例基本情況 165

11.3 電機(jī)定子組件智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 168

11.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 174

11.5 案例特點(diǎn) 174

11.6 智能制造實(shí)施步驟 176

11.7 案例的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 178

11.8 案例的示范意義 179

11.9 下一步的工作計(jì)劃 179

案例12 用戶端電氣元件智能制造設(shè)備 183

12.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中所處位置 183

12.2 智能制造案例基本情況 183

12.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 184

12.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 191

12.5 案例特點(diǎn) 192

12.6 智能制造實(shí)施步驟 194

12.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 198

12.8 智能制造示范意義 200

12.9 下一步工作計(jì)劃 201

案例13 數(shù)控機(jī)床信息安全 205

13.1 案例在智能制造系統(tǒng)架構(gòu)中的位置 205

13.2 智能制造案例基本情況 206

13.3 智能制造系統(tǒng)架構(gòu)介紹 206

13.4 智能制造關(guān)鍵績(jī)效指標(biāo) 209

13.5 案例特點(diǎn) 210

13.6 智能制造實(shí)施步驟 211

13.7 智能制造標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀與需求 212

13.8 智能制造示范意義 212

13.9 下一步工作計(jì)劃 213

附錄A 《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》全文 215

一、總體要求 215

二、建設(shè)思路 217

三、建設(shè)內(nèi)容 224

四、組織實(shí)施 233

附件1：智能制造相關(guān)名詞術(shù)語(yǔ)和縮略語(yǔ) 233

附件2：已發(fā)布、制定中的智能制造基礎(chǔ)共性標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 234

附錄B 《國(guó)家智能制造標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2015年版）》編制說明 247

一、編制背景 247

二、編制原則 251

三、編制過程 252

四、重點(diǎn)問題說明 254 2100433B

《智能制造概論》是《現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)自動(dòng)化叢書》中的一本。

《智能制造概論》主要面向工礦企業(yè)中的中高級(jí)工程技術(shù)人員以及管理人員，也可作為工科大學(xué)機(jī)械及其自動(dòng)化等專業(yè)的教材或參考書。