《石油化工智能制造》系統(tǒng)總結(jié)了中國石化九江石化建設(shè)國家級“石化智能工廠”和國家級“綠色制造示范工廠”的先進經(jīng)驗以及國家自然科學基金委員會重大項目“煉油生產(chǎn)過程全局優(yōu)化運行的基礎(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現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益最大化的卓越運營路徑,系統(tǒng)描述了基于預知預防的安全環(huán)保和設(shè)備管理等智能化應用領(lǐng)域,詳細講述了石油化工智能制造的基礎(chǔ)設(shè)施和保障條件,明確提出了實現(xiàn)智能制造所必需的體制機制與管理創(chuàng)新。
《石油化工智能制造》是作者及其團隊多年來的一線研究成果,是國內(nèi)外首部系統(tǒng)論述石油化工企業(yè)智能制造的專著,緊緊圍繞“經(jīng)濟效益最大化”和“本質(zhì)安全環(huán)!眱蓚目標,系統(tǒng)論述了石化企業(yè)智能制造路徑、方法和策略。本書的出版將為石油化工行業(yè)節(jié)能降耗、提質(zhì)增效、轉(zhuǎn)型發(fā)展,貫徹實施“中國制造2025”戰(zhàn)略和“互聯(lián)網(wǎng)+協(xié)同制造”行動計劃,建設(shè)智能工廠、綠色工廠等提供具體指導。
《石油化工智能制造》可供石油化工企業(yè)和研究機構(gòu)的管理人員、信息化科研人員和生產(chǎn)技術(shù)人員閱讀,也可供鋼鐵、冶金、食品、電力等流程型企業(yè)科技人員和高等院校相關(guān)專業(yè)師生學習參考。
覃偉中,中國石油天然氣集團公司,副總經(jīng)理,1993年獲清華大學高分子材料與化工專業(yè)、電子與計算機技術(shù)專業(yè)雙學士學位,1996年獲高分子材料專業(yè)碩士學位;瘜W工程與技術(shù)專業(yè)博士。1996年起加入石化行業(yè),歷任中國石化集團公司發(fā)展計劃部長遠規(guī)劃處副處長、化工規(guī)劃處處長,中國石化股份公司北京燕山分公司總經(jīng)理助理,中國石化集團公司發(fā)展計劃部副主任兼中國石化新能源辦公室主任。2010年7月,任中國石化股份公司九江分公司總經(jīng)理。2017年4月,任中國石油天然氣集團公司副總經(jīng)理。2011年,覃偉中獲江西省“五一勞動獎?wù)隆、九江市勞動模范?014年,覃偉中獲全國五一勞動獎?wù)隆?
執(zhí)掌九江石化7年來,他高標準建成800萬噸/年油品質(zhì)量升級改造工程;智能工廠入選國家工信部智能制造試點首批示范,多項經(jīng)濟技術(shù)指標位居行業(yè)同類規(guī)模企業(yè)前列;企業(yè)獲得第四屆全國文明單位殊榮。2016年,九江石化全年加工原油725萬噸,實現(xiàn)銷售收入326億元,賬面利潤近20億元;上繳稅費123億元,位居江西榜首,人均貢獻率位居行業(yè)榜首。
第一章緒論1
第一節(jié)國內(nèi)外石化工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1
一、全球石化工業(yè)最新格局1
二、中國石化工業(yè)發(fā)展趨勢7
第二節(jié)全球新一代信息化技術(shù)的發(fā)展趨勢10
一、網(wǎng)絡(luò)與通信10
二、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)15
三、云平臺與大數(shù)據(jù)19
四、虛擬/增強現(xiàn)實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)特點及智能制造進展32
二、國內(nèi)外重點石化企業(yè)信息化建設(shè)進展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)字化建模的復雜性49
五、石化流程企業(yè)智能化升級挑戰(zhàn)53
參考文獻54
第二章以經(jīng)濟效益最大化為目標的卓越運營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)品市場價格快速變化56
二、原料油性質(zhì)的快速與準確評價58
三、采購性能價格比最高的原料油59
四、最大化產(chǎn)出原料油每餾分價值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)學模型66
二、機理建模與數(shù)據(jù)驅(qū)動建模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)以月為時間尺度優(yōu)化生產(chǎn)86
一、經(jīng)濟效益最大化排產(chǎn)方案求解86
二、單裝置模型修訂計劃排產(chǎn)參數(shù)88
三、生產(chǎn)裝置未知工況下收率預測90
四、生產(chǎn)裝置案例庫自動搜索匹配94
五、計劃排產(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)實時優(yōu)化與先進過程控制115
一、實時優(yōu)化系統(tǒng)及應用115
二、先進過程控制及應用122
三、計劃調(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調(diào)和147
一、原油在線自動調(diào)和147
二、成品油在線自動調(diào)和154
參考文獻160
第三章基于預知預防的安全環(huán)保和設(shè)備管理163
第一節(jié)報警儀及工業(yè)視頻集中管理163
一、全廠報警設(shè)施集中管理163
二、全廠工業(yè)視頻集中管理165
三、報警儀與工業(yè)視頻聯(lián)動167
四、生產(chǎn)裝置工藝報警管理169
第二節(jié)施工及作業(yè)票證管理174
一、基于風險管控的作業(yè)備案管理174
二、面向作業(yè)管控的許可票證管理178
三、基于安全資格培訓的門禁管理182
四、基于現(xiàn)場監(jiān)管的無線視頻監(jiān)控184
第三節(jié)危險與可操作性分析(HAZOP)186
第四節(jié)企地聯(lián)動應急指揮平臺194
第五節(jié)生產(chǎn)裝置現(xiàn)場巡回檢查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)測與管控219
一、石化企業(yè)多層級環(huán)境保護體系221
二、從源頭到結(jié)果全過程環(huán)境管控225
三、基于4G LTE移動可燃氣檢測229
第八節(jié)設(shè)備管理智能化238
一、基于預知預防的設(shè)備維護維修240
二、設(shè)備與資產(chǎn)的全生命周期管理245
參考文獻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)復雜工業(yè)環(huán)境移動寬帶專網(wǎng)260
一、移動寬帶網(wǎng)絡(luò):智能制造高速路260
二、4G企業(yè)專網(wǎng)及4G運營商公網(wǎng)266
三、構(gòu)建復雜工業(yè)環(huán)境移動寬帶網(wǎng)絡(luò)267
四、多種制式下的語音視頻融合通信272
第三節(jié)窄帶無線低功耗企業(yè)廣域網(wǎng)278
一、無線低功耗廣域網(wǎng):智能制造的重要基礎(chǔ)278
二、NB-IoT在工業(yè)企業(yè)應用:eLTE-IoT282
第四節(jié)分子級原(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)油分子級物性快速表征292
三、分子級物性快速表征數(shù)據(jù)的應用298
第五節(jié)消除各類“孤島”實現(xiàn)集中集成302
一、企業(yè)級中央數(shù)據(jù)庫304
二、企業(yè)服務(wù)總線(ESB)311
第六節(jié)質(zhì)量計量設(shè)施自動化智能化318
一、LIMS系統(tǒng)支撐智能化升級318
二、樣品采集送檢標準化智能化325
三、計量數(shù)據(jù)采集自動化智能化328
第七節(jié)工控與信息安全策略及設(shè)施339
一、工控與信息安全風險分析339
二、工控與信息安全策略設(shè)計340
三、工控與信息安全基礎(chǔ)設(shè)施342
參考文獻346
第五章智能制造的體制機制與管理創(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)的管理體制與運行機制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”:推動智能化升級353
四、面向未來:從集中管控邁向智能管控354
第二節(jié)面向智能制造的運行維護358
一、“管、建、維”分離運行體制機制358
二、各類軟硬件系統(tǒng)的運行維護管理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、以應用需求為導向的數(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、避免若干認識誤區(qū)379
三、“人”是決定性因素379
參考文獻380
致謝381