褚健:建设流程工业未来工厂的思考

2022/11/21 16:08:57 人评论 次浏览 分类:热点聚焦  文章地址://www.e-cumulus.com/news/4580.html

中控集团创始人-褚健

流程工业尤其是石油化工行业具有高温高压、易燃易爆等特点,安全是首要的,因此工业控制系统显得尤为重要。过去所有工业控制系统都来自国外,经过30年的努力,中控研发的工业控制系统在国内市场的占有率越来越大,感谢在座所有企业和合作伙伴,是你们给了中控得以快速发展的机会。


未来流程工业的发展将围绕“安全、质量、低碳、成本、效益”五个关键词展开。我们需要思考如何通过自动化、数字化、智能化的手段,利用工艺改造、设备改造、短流程等先进工艺,在工业的现有装置上能够达成这些目标。


过去很多领导、互联网企业都提出运用运营技术OT+信息化技术IT,其实OT、IT还不够,需要自动化技术AT、信息化技术IT、工艺技术PT、运营技术OT和设备技术ET深度融合的技术,才能真正实现目标。在去年中国国际石油化工大会上,中控发布了AI-POET战略品牌,将5T融合,就是为了有效破解工厂在工程设计、工程建设、运营管理、运维服务全生命周期中单项技术无法解决的难题,支撑流程工业在转型升级中的重大行业需求,定义和重塑新的业务场景,构建多元化的技术融合基座,打造新一代产品和解决方案。


未来,从自动化走向智能化,从工业3.0走向工业4.0,最重要的是工业软件。没有大量工业软件应用,企业无法实现智能化。人的脑袋里正是因为知识多,才显得聪明,一家企业用的软件越多,企业运行效率自然也会更高。目前,由于技术问题,部分软件因数据没有打通而形成信息、数据孤岛,无论从生产过程还是企业管理层面,都需要大量软件。


一家传统工厂走向数字工厂的过程中需要大量技术应用,包括传感技术、传输技术、软件技术、网络技术等等,形成数字化解决方案很多企业做了大量工作,未来我们又该如何继续开展?


从管理的角度来看,有人提出未来智能化或者汽车无人驾驶,都是希望通过减人增效来提高安全水平。那么,流程工业或者离散制造业,如何从数据时间尺度看这个问题。


在企业生产过程中,存在大量秒级和秒级以下的时间尺度数据,人为难以操作,决策也来不及,它是通过机器、工业控制系统来实现自动化控制。对于分钟级时间尺度的数据,人为可适当参与,但干预程度非常有限。很多数据用于闭环管理,比如RTO实时优化,这种情况下人的反应可能滞后,也可能因此出现质量问题。另外是小时级数据,从1、2个小时到一个班组或者一天,这种相对慢的数据大多是管理数据。对于工业企业来说,数据由快数据、慢数据组成。从这个角度看,企业的智能化可以理解为两个自动化:一是生产过程自动化;二是企业运营自动化。


生产过程自动化,不仅仅是DCS、PLC这类常规工业控制系统,更重要的是在生产过程中实现安全、质量、低碳、效益、成本等目标,需要软硬件一体化,就像手机一样,将软、硬件结合在一起,而一旦分离将回到以前的功能机。大量的APP应用让手机变得非常方便,可以操作几乎你想操作的所有事情。生产过程也一样,如果能够实现生产过程自动化,并在这个基础上构建一个类似于手机的操作系统,比如安卓、苹果,正是因为开放的操作系统,让各种各样的APP得以出现,从而形成了今天的生态。


对于工业企业而言,同样面临着这种挑战,在某个企业能用的软件换另外一个企业可能会失效。很多涉及到生产过程的装置、流程,甚至设备运维、节能等环节,都是个性化的。如果能够构建类似的平台,便可以解决数据共享问题,解决目前很多企业面临的信息孤岛。


10年前,我们能否想到今天移动互联网会发展到这种程度呢?同样,今天是否能够想到10年后智能制造会是什么样,智能工厂和未来工厂或者数字化转型应该到什么程度?现在还有很多未知需要去探索。随着今天网络技术、软件技术的发展,企业的生产规模越来越大,从原来的300万吨/年炼油、500万吨/年炼油,到今天2000万吨/年炼油。这样大规模、炼化一体化建设,都是在一张网、一个操作系统下,也正因为有这样的发展,企业面临的挑战巨大,数据整合显得异常重要。


能将DCS、SIS等工业控制系统和大量工业软件结合在一起,形成软硬件一体化。在工业3.0时代靠DCS+APC,并附带部分软件,满足安全生产的需要。而现在,我们需要思考产品质量如何更好。工业4.0是控制、安全、优化与智能管理的集成一体化,难以控制的要素能够实现闭环、能重新设计工艺,同时在线优化参数。


任何一个大项目,如炼化一体化项目有几万个温度信号,很多温度信号都是用来监测的,需要大量电缆投入。如果温度信号只是用来监测,不是实际用于闭环控制,是否能通过无线传输方式减少电缆,确实是存在大量可探索的空间。基于先进传输技术和工业控制系统,融合批量控制、操作导航、智能控制优化、设备运维、模型预测等各种工业软件,就形成新一代全流程智能运行管理与控制(i-OMC)系统。只有这样的系统,才有可能使未来自动化能够生产过程一体化、软硬件一体化。


五年前,我们研发了一个操作系统,今天已有3千多家企业应用并且反馈良好。20年前企业非常重视信息化,留下了数据孤岛、信息孤岛等遗憾,原来的供应商不在或者今天虽在但已不是最好的时候。我们怎样更换,面临着很多挑战。如果能够把数据形成一个数据湖、数据池,打通财务、仓库、生产、人力资源等所有数据,将所有数据通过拖拉拽的便捷引用方式进行利用。在移动互联网时代就是安卓、苹果操作系统加上大量APP;工业4.0时代就是“工厂操作系统+工业APP”,这里的工业APP包括基础软件、应用软件。我认为,在这个时代,是有可能的。


通过工厂操作系统来统筹管理整个企业、工厂或集团,无论规模多大,最后的管理一定是能够实现智能化,所有数据都能达到共享。工厂操作系统具有很多的功能,在这个平台上可以提供低代码开发工具,也有IIoT,支持350多种工业协议,还有很多移动应用,提供了更多便利。


如果一家工厂通过生产过程自动化以及工厂操作系统,将ERP、CRM、流程模拟等各种工业软件融合应用,就将实现生产过程自动化和企业运营自动化。当这两个自动化都形成时,未来在数字化转型道路上会跑得比别人快一些。


中控技术昨天发布了流程工业过程模拟与设计平台iAPEX,面对生产过程中的各种挑战,通过低碳、优化等手段实现再设计。此外,中控技术也提供了一个新的商业模式——5S店+S2B平台。国内有616个化工园区,在化工园区里如何能够更好贴身服务于用户,比如在宁波镇海石化园区有几十家企业,在上虞精细化工园区有100多家企业,能够紧密围绕企业形成贴近的服务。通过i-OMC系统、工厂操作系统+工业APP、iAPEX三大产品平台,以及5S店+S2B平台,助力每个用户实现生产过程自动化和企业运营自动化。


中国有5万多家规上流程工业企业,浙江省有5000多家化工企业,如何帮助中小企业实现数字化转型,这是一个重要任务。中控技术提出智能制造准备度评价模型,针对企业做了安全自诊断的专家咨询系统,希望围绕着所有人员安全、工艺安全、设备安全等提出自己的观点。这里面不仅仅是中控技术的解决方案,也包括所有服务商质量管理等一系列软件,形成未来数字化转型的工具。


未来,新的工艺、新的装备都是方向。未来工厂一定像无人驾驶一样,从没有自动化、辅助驾驶、部分自动驾驶到高度自动驾驶、完全自动驾驶。未来制造也将从手动操作、半自动控制、自动控制到半自主运行、高度自主运行,最后实现完全自主运行。

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