文/AIM俐钜创新总经理兼首席创新长 詹长霖

九江石化，中国中石化嫡系企业，属于中等规模的燃料型炼厂，从2012年开始建设智慧工厂,是中国第一个智慧工厂建设的样板企业。今天让我们一起来看一下这一堪称工业4.0经典案例的企业是如何通过打造一流的资讯化系统，实现企业生产运营的自动化、数位化、模型化、视觉化、集成化，从而提高企业劳动生产率、安全运行能力、应急回应能力、风险防范能力和科学决策能力。

九江石化在建设智慧工厂之前，业务协作和通信系统建设方面面临着一些问题：

首先是无线通讯系统的问题。
当炼化工厂的装置设备、管线、阀门等出现｢跑冒漏滴｣等情况时，对于有些复杂的问题，外操人员需要厂内专业人员指导并及时解决，但厂区最初是采用的无线通讯系统的是MOTO类比对讲系统，单纯的语音对讲，使得专家、内操、外操人员之间在日常协作过程中经常说不清，道不明。如果专家无法及时赶到现场的话，就只能通过拍照发给专家定位解决，及时性无法满足，协作效率也低下。

其次是炼化厂有许多监测点，如储罐溢流或储备情况、泄露和火灾、流量和能耗计量等无法即时监测的问题。
由于厂区扩建等原因，有许多的监测点，但是这些测点往往分散、被铁路、河流、围墙分割，难于挖沟敷设电缆或桥架接线;另外，如果在危险区域敷设电缆和接线，则有可能产生火花，引发安全事故;有些改造工程对时间、安装和调试成本都有较高的要求，有线方式难于满足。

再次是现有对讲系统难以满足业务需求。
2012年，九江石化的对讲机系统还采用的是类比无线制式，由2台模拟中继台、模拟手持对讲机等组成，采用的是单一中继站技术。由于类比对讲机系统频谱利用率低、频点之间易干扰等缺点，将逐渐被市场所淘汰。同时，新中控室投产后，现有对讲系统支援的群组数量不能满足业务需求。

最后就是操作人员的问题。
在巡检过程中，部分外操人员有时漏检、脱岗、不按规定路线巡检，给生产带来一定的安全风险，现有的巡检棒无法拍照和取证，难于保障巡检品质;另外当巡检遇到问题时，为了确认问题经常需要外操人员到几十米高的蒸馏塔上来回跑几趟，工作强度大。

九江石化的智慧工厂建设过程
智慧工厂建设历经三年（2012年，九江石化被列入中国石化首批4家智慧工厂试点建设企业之一。2014年，九江石化列入工信部｢两化｣融合管理体系贯标试点企业、江西省｢两化｣融合示范企业。2015年7月，入选工信部智慧制造试点示范企业。）初步形成了智慧工厂基本框架，体现在以下几个方面。

体制机制重组调整。2010年以来，九江石化完成了一系列组织机构的重组与职能调整。构建了矩阵式集中管控新模式。建立了生产经营优化、三维建模等一系列专业团队。充实资讯化管理、开发及运维力量，建立关键用户激励机制。

集成平台和标准化。九江石化建设了企业级**资料库，突破了此前业内普遍采用的｢插管式｣集成方式的限制。**资料库集成了13个业务系统的标准资料，为9个业务系统提供有效资料。通过“采标、扩标、建标”方式，完成了与中国石化标准化平台的对接。

建设生产管控中心。2014年7月，九江石化智慧工厂神经中枢——生产管控中心建成投用。生产管控中心集经营优化、生产指挥、工艺操作、运行管理、专业支援、应急保障｢六位一体｣功能，生产运行实现由单装置操作向系统化操作、管控分离向管控一体的转变。

三维数位化应用。九江石化实现了工艺管理、设备管理、HSE管理、操作培训、三维漫游、视频监控等六大类深化应用。

通过HSE管理系统实现全员全过程HSE管理。施工备案系统对当天每项作业实行｢五位一体｣有效监管，实现了各类报警仪、视频监控实现集中管理、即时联动。环保地图系统即时线上监测各类环境资讯，异常情况及时处置、闭环管理。

九江石化对比了多家厂商的解决方案，最终选择了华为的无线智慧工厂解决方案。九江石化厂区总面积大约5平方公里，现在已经部署了两个基站覆蓋了分公司大楼、锅炉发电区、常减压车间、催化车间、二联合车间、连续重整车间、焦化车间等，接下来计画再部署一个LTE基站，覆蓋800万吨油品升级项目的新区，就实现全厂区的无缝信号覆蓋。LTE基站单磁区频宽可以达到上行50Mbps，下行100Mbps，凭借其高频宽，在网路上可以同时承载储罐储备情况、火灾、流量和能耗计量等资料的回传，临时工程点、卸油码头、生产区周界、河流排放区的视频监控，巡检过程中的集群调度，突发事件的应急指挥等生产和管理业务。

在调度和应急指挥方面，首先在集群上引入了视频对讲功能，这样在中控室就可以随时查看外操人员手持终端拍摄到的视频画面;而且实现了视讯会议与调度系统的互联互通，在应急指挥中心也可以实现对生产现场的视觉化指挥，提升协作效率。

对于资料获取和视频监控业务，工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将资料或视频回传到中控室相应的业务平台，现场设备只需接通电源，无需挖沟部署有线网路，快速部署。基于现有的4G宽频网路，后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时，无线网路相比有线方式，网路结构更加扁平，运维及扩容效率大幅提升。

对于资料获取和视频监控业务，工业仪表和摄像头可以直接通过CPE将资料或视频回传到中控室相应的业务平台，现场设备只需接通电源，无需挖沟部署有线网路，快速部署。基于现有的4G宽频网路，后续对临时点监控的部署也会大为便利;同时，无线网路相比有线方式，网路结构更加扁平，运维及扩容效率大幅提升。

针对模拟对讲机和集群群组不足的问题，我们提供的数位无线集群系统，提高了频谱利用率，最大支援1024个调度组，单社区支持160个组并发，满足现在业务容量和和生产通讯需求，同时也兼顾未来的扩容。该集群系统基于终端号码灵活编组，不同部门不同群组，有效支持灵活分组调度。

在安全和巡检方面，在防爆终端支援定位功能，可以随时定位携带人员的位置资讯，结合GIS地图不但可以规范巡检流程，也可以保障人员在非常情况下能够快速找到。此外，终端还支援测温、测震、照明、RFID等功能，可支援巡检、刷卡签到、资产管理等各类应用。

所以为实现｢智慧工厂｣的目标，让工业4.0实施落地，必须扎实的突破每一个瓶颈，制定明确的规划，本着｢即时化，自动化，模型化，视觉化，智慧化｣的特征，建立管理，技术，资讯平台，实现计画调度、能源管理、安全环保、装置操作控制、IT管控等多方面智慧化，覆蓋生产经营、发展建设、企业管理和文化建设的内容全面升级才行。当然，九江石化积极采用移动通讯、云计算、物联网、流程类比与优化，知识管理等先进资讯化技术，也是推动其智慧工厂建设成功的重要原因。

参考资料：中国石化九江分公司资讯中心主任罗敏明访稿