隨著世界能源格局發(fā)生深刻變化，我國石油煉化產(chǎn)品需求結(jié)構(gòu)正面臨巨大的挑戰(zhàn)與機遇。各大石油石化公司在提升效率、確保安全、技術(shù)創(chuàng)新等方面尋找新的發(fā)展路線，也對新ICT技術(shù)敞開懷抱，希望通過在數(shù)字化、智能化上發(fā)力，探索煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的更多可能。

作為我國最大的成品油和石化產(chǎn)品供應(yīng)商，中國石化早在十多年前就開始啟動智能工廠的建設(shè)，目前已經(jīng)是碩果累累，先后有包括天津石化在內(nèi)的5家煉化企業(yè)被評為國家智能制造試點示范工廠、1家被評為智能制造標桿企業(yè)。這些企業(yè)在計劃調(diào)度協(xié)同、生產(chǎn)智能化、智能倉儲、機器人巡檢、智能物流、智能化實驗室、數(shù)字化交付等方面形成豐富實踐經(jīng)驗，為煉廠智能化體系建設(shè)起到了良好的示范作用。

5G全連接助力煉廠數(shù)智化生產(chǎn)

對于油氣行業(yè)而言，5G并不是一個陌生概念。早在2021年，國家發(fā)改委、國家能源局、中央網(wǎng)信辦、工業(yè)和信息化部等四部門就聯(lián)合發(fā)布了《能源領(lǐng)域5G應(yīng)用實施方案》，并在方案中指出5G是支撐能源轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略資源和新型基礎(chǔ)設(shè)施。

天津石化“南港乙烯項目”是國家“十四五”的重點工程之一。作為新建園區(qū)，天津石化充分吸收大港等園區(qū)的建設(shè)管理經(jīng)驗，在南港園區(qū)建設(shè)初期就秉持智能化場景與工程項目一體化“同步設(shè)計、同步建設(shè)、同步投用”的原則，構(gòu)建一個與物理工廠完全一致的數(shù)字孿生體，將建設(shè)期“數(shù)字化交付/接收、建設(shè)期工程管控、運營期深化應(yīng)用”相統(tǒng)籌，促進工程建設(shè)與智能工廠運營一體化，實現(xiàn)物理工廠數(shù)字化、現(xiàn)場管理可視化、生產(chǎn)運營智能化。

5G的全連接應(yīng)用是支撐天津石化智能工廠的重要部分。中國石化天津分公司信息化首席專家高文清介紹說，天津石化智能工廠項目依托5G網(wǎng)絡(luò)、UPF、北斗、NB-IoT等ICT基礎(chǔ)設(shè)施，融合BIM、VR、GIS等多種技術(shù)，構(gòu)建集監(jiān)控、管理、展示、交互功能于一體的“5G+北斗”智慧園區(qū)。通過將5G技術(shù)融入石化企業(yè)生產(chǎn)及管理場景，高效整合數(shù)據(jù)流和管理流，解決了智能化轉(zhuǎn)型中遇到的各種問題，實現(xiàn)生產(chǎn)實時透明化、管理便捷化。目前，天津石化已在倉儲運行、安全管理、環(huán)保檢測、裝置運行全流程智能控制（IPC）、員工遠程培訓(xùn)等方面實現(xiàn)了一系列智能化應(yīng)用。

天津石化數(shù)字平臺成果現(xiàn)場演示

以安全管理為例，它是最高紅線，也是煉化企業(yè)發(fā)展的第一步。為強化現(xiàn)場安全管理，天津石化實施了電子作業(yè)票制度。相較于傳統(tǒng)紙質(zhì)作業(yè)票，基于“5G+防爆手持終端”的電子作業(yè)票操作更快捷，同時“5G+北斗”的高精度定位保證離開作業(yè)區(qū)1米外無法打卡，避免人員未到現(xiàn)場就簽票的情況，將安全責(zé)任徹底落實到位。

違章作業(yè)是安全管理中時常發(fā)生且易有疏漏的內(nèi)容。如今通過5G將現(xiàn)場作業(yè)視頻回傳至云臺，采用AI識別、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，建立工服穿戴、安全帽穿戴、動火作業(yè)氣瓶距離識別等違章視頻分析模型，對異常行為和場景進行違章行為分析，做到事前預(yù)警、事中報警、事后溯源，為現(xiàn)場作業(yè)管理提供了有效技防手段。

再如初期火災(zāi)智能識別，天津石化智能工廠采用“5G+有線”相結(jié)合的方式，深入研發(fā)初期火災(zāi)的智能識別系統(tǒng)，對現(xiàn)場220℃及以上、易腐蝕、易泄漏、罐區(qū)、汽車棧臺、熱油泵、高溫管線等關(guān)鍵裝置視頻畫面中的火焰特征迅速分析、自主判定，并第一時間發(fā)出報警信號，提高聯(lián)動報警效率，減少人工巡查工作，為初期火災(zāi)爭得寶貴的“處置黃金期”，牢筑安全生產(chǎn)防線。

高文清表示，建設(shè)智能工廠可全面提升經(jīng)營決策管理效率，提升生產(chǎn)運行效率，提高安全環(huán)保管理水平，增強協(xié)同發(fā)展能力，全方位賦能企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

什么讓智能工廠建設(shè)“如虎添翼”？

如果把智能工廠比作一條高速路，那么5G技術(shù)如同路基，ICT基礎(chǔ)設(shè)施堪比路面，各類業(yè)務(wù)應(yīng)用則可視為車輛，只有“路基”和“路面”牢靠平穩(wěn)，“車輛行駛”才可放心無憂。

基于天津石化智能工廠整體需求，華為為天津石化全面提供云、無線網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)中心及互聯(lián)、視頻會議等ICT基礎(chǔ)設(shè)施及服務(wù)，促進資源統(tǒng)一管控，形成經(jīng)營管理、生產(chǎn)運營、生產(chǎn)過程管控、基礎(chǔ)支撐架構(gòu)，助力天津石化打好智能工廠數(shù)字底座，讓各場景業(yè)務(wù)應(yīng)用在此基礎(chǔ)上“接得住、跑得快、用得好”。

在數(shù)字平臺方面，打破傳統(tǒng)應(yīng)用建設(shè)模式各自為政、數(shù)據(jù)孤島、資源分散的局面，構(gòu)建云、邊、端協(xié)同的數(shù)字孿生工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，積木式快速搭建應(yīng)用，為業(yè)務(wù)提供高可靠保障。并基于此平臺，提供云原生的業(yè)務(wù)應(yīng)用，使業(yè)務(wù)開通時間從月減少至周，保障業(yè)務(wù)快速上線。

在計算、存儲資源方面，算法換腦，通過智能算法和模型提高煉廠智能分析和決策能力；遵循“分區(qū)+分層+分平面+安全”的設(shè)計理念，除滿足原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如“產(chǎn)銷協(xié)同”等業(yè)務(wù)遷移上云和新建部署外，還為保留一定資源冗余以支撐未來業(yè)務(wù)演進，無需重新投資。

在網(wǎng)絡(luò)方面，結(jié)合5G+有線，搭建“空天地一張網(wǎng)”承載辦公、生產(chǎn)等業(yè)務(wù)需求，實現(xiàn)統(tǒng)一運維，解決了過去煉化業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)中的故障定位不準、運維困難等問題，更好地融合OT、IT業(yè)務(wù)。

天津石化數(shù)字平臺架構(gòu)圖

高文清提到，天津石化智能工廠采用“數(shù)據(jù)+平臺+應(yīng)用”的模式。首先，將數(shù)字化交付成果和生產(chǎn)運營數(shù)據(jù)打通，如生產(chǎn)優(yōu)化、預(yù)測性維護等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，令數(shù)據(jù)直接入湖，最大化挖掘數(shù)據(jù)價值，幫助煉廠提質(zhì)增效。同時，將數(shù)字化交付的三維引擎以及各種機理模型、設(shè)備信息模型等，同步沉淀到與數(shù)字化交付相融合的平臺，在工程建設(shè)初期就把設(shè)計、采購、施工等各類工地業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合進來，用統(tǒng)一平臺進行項目管理，實現(xiàn)工程建設(shè)和運營管理一體化。

整體來看，構(gòu)建基于數(shù)字孿生的智能工廠，可實現(xiàn)工程建設(shè)與智能工廠運營一體化；構(gòu)建基于數(shù)字孿生的數(shù)據(jù)資源中心，可形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)底座；打造基于數(shù)字化的交付成果，可構(gòu)建云、邊、端協(xié)同的數(shù)字孿生工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，這些共同則組成了天津石化智能工廠的“最強大腦”。

值得一提的是，天津石化與華為在智能工廠方面的創(chuàng)新實踐，不僅將5G、云計算等ICT技術(shù)在流程工業(yè)應(yīng)用提高到一個全新的水平，也為石化產(chǎn)業(yè)智能化發(fā)展提供了新的范本。

一個世界級、現(xiàn)代化、創(chuàng)新型煉化基地正在天津應(yīng)運而生。