文/AIM俐鉅創新總經理兼首席創新長 詹長霖

九江石化，中國中石化嫡系企業，屬於中等規模的燃料型煉廠，從2012年開始建設智慧工廠,是中國第一個智慧工廠建設的樣板企業。今天讓我們一起來看一下這一堪稱工業4.0經典案例的企業是如何通過打造一流的資訊化系統，實現企業生產運營的自動化、數位化、模型化、視覺化、集成化，從而提高企業勞動生產率、安全運行能力、應急回應能力、風險防範能力和科學決策能力。

九江石化在建設智慧工廠之前，業務協作和通信系統建設方面面臨著一些問題：

首先是無線通訊系統的問題。
當煉化工廠的裝置設備、管線、閥門等出現｢跑冒漏滴｣等情況時，對於有些複雜的問題，外操人員需要廠內專業人員指導並及時解決，但廠區最初是採用的無線通訊系統的是MOTO類比對講系統，單純的語音對講，使得專家、內操、外操人員之間在日常協作過程中經常說不清，道不明。如果專家無法及時趕到現場的話，就只能通過拍照發給專家定位解決，及時性無法滿足，協作效率也低下。

其次是煉化廠有許多監測點，如儲罐溢流或儲備情況、洩露和火災、流量和能耗計量等無法即時監測的問題。
由於廠區擴建等原因，有許多的監測點，但是這些測點往往分散、被鐵路、河流、圍牆分割，難於挖溝敷設電纜或橋架接線;另外，如果在危險區域敷設電纜和接線，則有可能產生火花，引發安全事故;有些改造工程對時間、安裝和調試成本都有較高的要求，有線方式難於滿足。

再次是現有對講系統難以滿足業務需求。
2012年，九江石化的對講機系統還採用的是類比無線制式，由2台模擬中繼台、模擬手持對講機等組成，採用的是單一中繼站技術。由於類比對講機系統頻譜利用率低、頻點之間易干擾等缺點，將逐漸被市場所淘汰。同時，新中控室投產後，現有對講系統支援的群組數量不能滿足業務需求。

最後就是操作人員的問題。
在巡檢過程中，部分外操人員有時漏檢、脫崗、不按規定路線巡檢，給生產帶來一定的安全風險，現有的巡檢棒無法拍照和取證，難於保障巡檢品質;另外當巡檢遇到問題時，為了確認問題經常需要外操人員到幾十米高的蒸餾塔上來回跑幾趟，工作強度大。

九江石化的智慧工廠建設過程
智慧工廠建設歷經三年（2012年，九江石化被列入中國石化首批4家智慧工廠試點建設企業之一。2014年，九江石化列入工信部｢兩化｣融合管理體系貫標試點企業、江西省｢兩化｣融合示範企業。2015年7月，入選工信部智慧製造試點示範企業。）初步形成了智慧工廠基本框架，體現在以下幾個方面。

　 
體制機制重組調整。2010年以來，九江石化完成了一系列組織機構的重組與職能調整。構建了矩陣式集中管控新模式。建立了生產經營優化、三維建模等一系列專業團隊。充實資訊化管理、開發及運維力量，建立關鍵用戶激勵機制。

集成平臺和標準化。九江石化建設了企業級**資料庫，突破了此前業內普遍採用的｢插管式｣集成方式的限制。**資料庫集成了13個業務系統的標準資料，為9個業務系統提供有效資料。通過“采標、擴標、建標”方式，完成了與中國石化標準化平臺的對接。

建設生產管控中心。2014年7月，九江石化智慧工廠神經中樞——生產管控中心建成投用。生產管控中心集經營優化、生產指揮、工藝操作、運行管理、專業支援、應急保障｢六位一體｣功能，生產運行實現由單裝置操作向系統化操作、管控分離向管控一體的轉變。

三維數位化應用。九江石化實現了工藝管理、設備管理、HSE管理、操作培訓、三維漫遊、視頻監控等六大類深化應用。

通過HSE管理系統實現全員全過程HSE管理。施工備案系統對當天每項作業實行｢五位一體｣有效監管，實現了各類報警儀、視頻監控實現集中管理、即時聯動。環保地圖系統即時線上監測各類環境資訊，異常情況及時處置、閉環管理。

九江石化對比了多家廠商的解決方案，最終選擇了華為的無線智慧工廠解決方案。九江石化廠區總面積大約5平方公里，現在已經部署了兩個基站覆蓋了分公司大樓、鍋爐發電區、常減壓車間、催化車間、二聯合車間、連續重整車間、焦化車間等，接下來計畫再部署一個LTE基站，覆蓋800萬噸油品升級項目的新區，就實現全廠區的無縫信號覆蓋。LTE基站單磁區頻寬可以達到上行50Mbps，下行100Mbps，憑藉其高頻寬，在網路上可以同時承載儲罐儲備情況、火災、流量和能耗計量等資料的回傳，臨時工程點、卸油碼頭、生產區周界、河流排放區的視頻監控，巡檢過程中的集群調度，突發事件的應急指揮等生產和管理業務。

在調度和應急指揮方面，首先在集群上引入了視頻對講功能，這樣在中控室就可以隨時查看外操人員手持終端拍攝到的視頻畫面;而且實現了視訊會議與調度系統的互聯互通，在應急指揮中心也可以實現對生產現場的視覺化指揮，提升協作效率。

對於資料獲取和視頻監控業務，工業儀錶和攝像頭可以直接通過CPE將資料或視頻回傳到中控室相應的業務平臺，現場設備只需接通電源，無需挖溝部署有線網路，快速部署。基於現有的4G寬頻網路，後續對臨時點監控的部署也會大為便利;同時，無線網路相比有線方式，網路結構更加扁平，運維及擴容效率大幅提升。

對於資料獲取和視頻監控業務，工業儀錶和攝像頭可以直接通過CPE將資料或視頻回傳到中控室相應的業務平臺，現場設備只需接通電源，無需挖溝部署有線網路，快速部署。基於現有的4G寬頻網路，後續對臨時點監控的部署也會大為便利;同時，無線網路相比有線方式，網路結構更加扁平，運維及擴容效率大幅提升。

針對模擬對講機和集群群組不足的問題，我們提供的數位無線集群系統，提高了頻譜利用率，最大支援1024個調度組，單社區支持160個組併發，滿足現在業務容量和和生產通訊需求，同時也兼顧未來的擴容。該集群系統基於終端號碼靈活編組，不同部門不同群組，有效支持靈活分組調度。

在安全和巡檢方面，在防爆終端支援定位功能，可以隨時定位攜帶人員的位置資訊，結合GIS地圖不但可以規範巡檢流程，也可以保障人員在非常情況下能夠快速找到。此外，終端還支援測溫、測震、照明、RFID等功能，可支援巡檢、刷卡簽到、資產管理等各類應用。

所以為實現｢智慧工廠｣的目標，讓工業4.0實施落地，必須扎實的突破每一個瓶頸，制定明確的規劃，本著｢即時化，自動化，模型化，視覺化，智慧化｣的特徵，建立管理，技術，資訊平臺，實現計畫調度、能源管理、安全環保、裝置操作控制、IT管控等多方面智慧化，覆蓋生產經營、發展建設、企業管理和文化建設的內容全面升級才行。當然，九江石化積極採用移動通訊、雲計算、物聯網、流程類比與優化，知識管理等先進資訊化技術，也是推動其智慧工廠建設成功的重要原因。

參考資料：中國石化九江分公司資訊中心主任羅敏明訪稿