流程行業(yè)的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

醫(yī)藥、化工、石油煉制、火電、鋼鐵、水泥等流程工業(yè)，是重資產(chǎn)、資源型行業(yè)。這些行業(yè)一般都是設(shè)備專用，工藝相對(duì)固定；原料及能源消耗占到生產(chǎn)成本的絕大部分。目前，這些行業(yè)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了較高的自動(dòng)化、信息化水平，但相對(duì)來說國內(nèi)的相關(guān)行業(yè)普遍在原料管理及能源管理、設(shè)備的管理維護(hù)等方面還比較粗放落后，能源有效利用率只有歐美國家的40-70%。01流程行業(yè)需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)“兩化融合”、“智能制造”、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“新基建”等相關(guān)國家政策都對(duì)這些基礎(chǔ)行業(yè)非常重視，并在提升流程工業(yè)的這些指標(biāo)上對(duì)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)寄予厚望。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)被證實(shí)且被世界上大多數(shù)的領(lǐng)先企業(yè)采納作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的手段，中國的流程行業(yè)更需要工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，總結(jié)來說，“現(xiàn)狀”、“體質(zhì)”、“特點(diǎn)”和“收益”四個(gè)方面決定了這一點(diǎn)。01現(xiàn)狀首先是現(xiàn)狀，國內(nèi)流程工業(yè)粗放的現(xiàn)狀必須改觀，一方面因?yàn)楫?dāng)前處在工業(yè)4.0的關(guān)鍵時(shí)期，全球都在數(shù)字化轉(zhuǎn)型，我們不行動(dòng)只會(huì)越來越落后；另一方面是人力成本、資源成本等不斷的上漲，也在迫使流程工業(yè)主動(dòng)去解決這種利益擠壓；還有一個(gè)方面是當(dāng)前各方面技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)足以支撐流程工業(yè)的升級(jí)改造。02體質(zhì)第二是“體質(zhì)”，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的落地是有比較多的前提條件，比方說具不具備物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集和控制能力，有沒有一定的信息化系統(tǒng)基礎(chǔ)等。在這方面流程工業(yè)的自動(dòng)化、信息化基礎(chǔ)已經(jīng)普遍較高，PLC、傳感器、DCS等較為完善，這種“體質(zhì)”決定了流程工業(yè)落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)相比其他行業(yè)有著先天的優(yōu)勢。03特點(diǎn)第三是特點(diǎn)，流程行業(yè)生產(chǎn)一般都是連續(xù)的，一旦裝置開工后至少要按照年度進(jìn)行長周期運(yùn)行；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、工藝流程以及配套設(shè)備都相當(dāng)復(fù)雜，包括混合、分離、破碎、化合、加熱等過程，以及主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、次生品、回流品、廢棄品等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，每一級(jí)流程不但受到上一級(jí)流程的影響，還會(huì)受到溫濕度、壓力等各種環(huán)境因素的影響，配方、環(huán)境、流程等的不同會(huì)造成很大的最終產(chǎn)品差異；每個(gè)行業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備均是針對(duì)各自企業(yè)特點(diǎn)打造，設(shè)備復(fù)雜、環(huán)環(huán)相扣；大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)量大企業(yè)才有效益。這種連續(xù)性、大批量、復(fù)雜性、以及個(gè)性化的裝備等特點(diǎn)，正是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)性、靈活性、大數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘優(yōu)勢的最佳應(yīng)用匹配對(duì)象。04收益第四是收益，“1%能效提升帶來萬億的市場規(guī)模”這種效應(yīng)用在流程工業(yè)上再貼切不過，流程工業(yè)也是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)鼻祖提出該概念時(shí)指出的最佳應(yīng)用行業(yè)之一。在收益上，尤其國內(nèi)的流程工業(yè)企業(yè)在相對(duì)落后的現(xiàn)狀下，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能夠很輕易的獲得顯著的收益成效，并且，能夠隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的落地及應(yīng)用，能夠獲得更高的價(jià)值收益。最后，我們從工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的特性、技術(shù)及應(yīng)用領(lǐng)域等角度來看，流程工業(yè)也是其最佳的應(yīng)用場景。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本身的特性包括資源要素、互聯(lián)互、融合共享、系統(tǒng)集成、新業(yè)態(tài)等，其標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)具備基礎(chǔ)的共性（安全、可靠、檢測、評(píng)價(jià)），以及關(guān)鍵技術(shù)（工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)軟件、工業(yè)云、邊緣計(jì)算、人工智能）和行業(yè)應(yīng)用（航空航天、軌道交通、石油化工）都符合流程工業(yè)場景。02四個(gè)層次的流程工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在流程工業(yè)里的應(yīng)用，其核心在于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)能夠緊密結(jié)合生產(chǎn)、計(jì)劃、供應(yīng)鏈、安環(huán)、銷售、客服等業(yè)務(wù)主題，構(gòu)建“全面感知、融合互聯(lián)、精益管理、智能運(yùn)營、集成共享”的應(yīng)用體系，達(dá)到優(yōu)化經(jīng)營、降本增效、節(jié)能環(huán)保、個(gè)性化服務(wù)的可持續(xù)增長的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造和智能驅(qū)動(dòng)的新模式?？偨Y(jié)來看，流程工業(yè)可以從四個(gè)層次落地工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：01第一個(gè)層次工業(yè)操作系統(tǒng)及其應(yīng)用軟件，構(gòu)建可裁剪的工業(yè)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)，面向數(shù)字化產(chǎn)品和智能成套裝備需求，重點(diǎn)研制高安全、高可信的實(shí)時(shí)工業(yè)操作系統(tǒng)。02第二個(gè)層次“云端”+“終端”工業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，嵌入式數(shù)據(jù)管理平臺(tái)與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)智能處理系統(tǒng)，云端具有海量處理能力的工業(yè)數(shù)據(jù)處理軟件，覆蓋產(chǎn)品全生命周期和制造全業(yè)務(wù)活動(dòng)的工業(yè)大數(shù)據(jù)。03第三個(gè)層次智慧工業(yè)云與制造業(yè)核心軟件，工業(yè)資源庫（知識(shí)庫、模型庫、工藝庫、標(biāo)準(zhǔn)庫），產(chǎn)品生命周期管理、企業(yè)資源規(guī)劃、供應(yīng)鏈管理、客戶關(guān)系管理等制造業(yè)核心軟件，工業(yè)能源管理智能化軟件與協(xié)同管控平臺(tái)，“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧工業(yè)云平臺(tái)。04第四個(gè)層次重點(diǎn)領(lǐng)域工業(yè)應(yīng)用軟件，涵蓋從設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造到產(chǎn)品服務(wù)的全生命周期行業(yè)應(yīng)用軟件，產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)、智能控制與分析優(yōu)化、裝備智能服務(wù)等。03

01可視化過程可視化，通過端到端的數(shù)據(jù)集成，將供應(yīng)鏈、生產(chǎn)、安環(huán)、能源及企業(yè)管理等相關(guān)信息完整的呈現(xiàn)出來；績效可視化，實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)影響企業(yè)安環(huán)、生產(chǎn)、物流的問題和瓶頸。02一體化把DCS、PLC、SCADA、質(zhì)檢設(shè)備等與ERP、生產(chǎn)管控系統(tǒng)等集成一體化應(yīng)用；即：生產(chǎn)安全一體化管控、經(jīng)營管理一體化應(yīng)用、綜合研究一體化協(xié)同；采購、生產(chǎn)、運(yùn)輸、倉儲(chǔ)等活動(dòng)的功能一體化；戰(zhàn)略層、戰(zhàn)術(shù)層、運(yùn)作層三個(gè)規(guī)劃層次上的分級(jí)一體化。03敏捷化以市場為導(dǎo)向，靈活配置資源，從車間統(tǒng)計(jì)、班組作業(yè)、能源管理、安環(huán)管理、品質(zhì)管理、設(shè)備管理、出入廠物流運(yùn)輸?shù)确矫娴臉I(yè)務(wù)問題出發(fā)，逐步實(shí)現(xiàn)精細(xì)化成本管控，快速準(zhǔn)確的響應(yīng)需求，快速?zèng)Q策和行動(dòng)。04智能化大數(shù)據(jù)、AI技術(shù)驅(qū)動(dòng)的需求預(yù)測、智能調(diào)度、庫存優(yōu)化、自動(dòng)補(bǔ)貨、協(xié)同、能耗優(yōu)化、工藝優(yōu)化、設(shè)備預(yù)測等。05生態(tài)化將自身高效的供應(yīng)鏈能力在平臺(tái)上開放和共享，構(gòu)建一個(gè)產(chǎn)融結(jié)合的生態(tài)系統(tǒng)。監(jiān)控生產(chǎn)自動(dòng)識(shí)別生產(chǎn)、質(zhì)量、能耗、安環(huán)、設(shè)備等方面的異常，合理調(diào)度處置。04流程行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐目前，國內(nèi)外已經(jīng)出現(xiàn)很多具有代表性的流程行業(yè)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例，我們可以比較直觀的從這些案例中領(lǐng)悟到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)踐方式。01供應(yīng)鏈管理殼牌采用庫存管理訂單網(wǎng)絡(luò)來優(yōu)化下游的供應(yīng)商購買流程；中國石油東方物探實(shí)現(xiàn)了到貨物資境內(nèi)與境外入庫、驗(yàn)收、出庫功能的數(shù)據(jù)共享，實(shí)現(xiàn)了庫存物資的動(dòng)態(tài)監(jiān)控；供應(yīng)鏈管理工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了工作人員只需攜帶手持機(jī)即可進(jìn)行庫存物資盤點(diǎn)，直觀核對(duì)賬、實(shí)的一致性，實(shí)現(xiàn)庫存物資系統(tǒng)動(dòng)態(tài)預(yù)測，實(shí)現(xiàn)倉庫業(yè)務(wù)數(shù)字化與移動(dòng)化。02生產(chǎn)管控巴西石油RPBC煉廠實(shí)施在線優(yōu)化（RTO）后實(shí)際平均收益為0.12美元/桶；ExxonMobil通過優(yōu)化、業(yè)績?cè)u(píng)估與監(jiān)測、原料選擇、方案分析與決策實(shí)現(xiàn)實(shí)施實(shí)時(shí)優(yōu)化，已增加利潤7.5億美元/年。這些體現(xiàn)了生產(chǎn)管控的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了裝置實(shí)時(shí)優(yōu)化運(yùn)行。挪威國家石油公司開發(fā)了管道完整性管理系統(tǒng)，集成了SAP、Maximo、STAR、Intergraph、Inspection等管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，建立管網(wǎng)整體化信息共享平臺(tái)，提高管理效率；沙特阿美通過應(yīng)用在線故障診斷及預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)控關(guān)鍵設(shè)備集中展示其關(guān)鍵性能指標(biāo)，及時(shí)獲悉整個(gè)工廠生產(chǎn)設(shè)備健康狀況，這種操作導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)操作規(guī)程的標(biāo)準(zhǔn)化和程序化，實(shí)現(xiàn)在線診斷，保障關(guān)鍵設(shè)備運(yùn)行性能。03設(shè)備管理寄云科技協(xié)助中石油寶雞石油機(jī)械對(duì)其鉆機(jī)產(chǎn)品進(jìn)行智能化、數(shù)字化升級(jí)，實(shí)現(xiàn)鉆機(jī)的遠(yuǎn)程集中監(jiān)控、故障智能診斷、預(yù)測性維護(hù)等。殼牌、Texas大學(xué)和艾默生對(duì)石油加工廠的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行了智能化故障監(jiān)測。04安環(huán)管控寄云科技和河南能化打造基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧安全生產(chǎn)管控平臺(tái)，使用GIS、人工智能和大數(shù)據(jù)進(jìn)行危險(xiǎn)源的自動(dòng)化動(dòng)態(tài)評(píng)估，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、智能化的安全生產(chǎn)管控和應(yīng)急。05指揮體系ExxonMobil采取整體運(yùn)作管理體系，使用“事故實(shí)踐損耗率”來評(píng)估安全生產(chǎn)，對(duì)?；愤M(jìn)行規(guī)范化的分類、分區(qū)管理，嚴(yán)格安全監(jiān)管制度，提高危化品專業(yè)化管理。06能源管控ExxonMobil建立全球能源管理（GEMS），使公司煉油廠和化工廠的能耗降低了15%-20%，年節(jié)約了650萬美元的能源消耗；中國石油依托中國石油節(jié)能節(jié)水管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)涵蓋節(jié)能計(jì)劃、技術(shù)、項(xiàng)目、隊(duì)伍、能評(píng)、能效、審計(jì)、監(jiān)測、考核等的管理決策一體化。從這些案例中我們能夠看到工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)整能源產(chǎn)耗，保證供給，優(yōu)化能源運(yùn)行，通過能源評(píng)價(jià)，建立與行業(yè)先進(jìn)水平的對(duì)標(biāo)，分析最佳實(shí)踐，指導(dǎo)改進(jìn)。07智能制造平臺(tái)HMEL煉廠建立企業(yè)集成框架，