作者：泰聚云李此模
泰聚云：打造智能工厂，构建智慧工业生态
引言
化工行业作为传统流程行业的代表，其产业转型升级，不仅需要新装备、新工艺和新型催化剂，也更需要新一代信息技术与运营技术、制造技术的深度融合来带动产业升级，而建设智能工厂则是其必经之路。
一、背景和需求分析
在化工行业，提到智能工厂建设，大家首先想到的就是设备自动化，认为目前的设备老旧落后，只有依靠全新的自动化设备，以及其稳定的工艺特性，才能做到降本增效，为企业带来利润。其次，全新的自动化设备，也能解决少人化的问题，减少人工成本以及管理成本。诚然设备自动化是非常重要的，但通过信息化手段提高生产管理水平，以及让自动化设备更加智能化，则是全面建设智能工厂的方向。
另外，化工行业因其生产工艺特殊性，决定其除了对自动化设备依赖高以外，还对安全、环保、能耗有很迫切的管理需求。政府在倡导智能工厂建设过程中，也对这几项有着重点考量，化工行业尤甚。
综合来看，化工行业的智能工厂建设要以安全生产为前提，环境保护以及节能减排为基础，提高设备自动化率，打通生产制造环节信息流，提升现场生产管理水平，做到透明化生产、智能化生产。
二、现状分析
目前，很多化工企业在主动或被动的认识到一个问题，一方面设备自动化占有率提高后，降本增效的作用并不是很明显，订单按时交付率并没有明显提高，成本核算依旧不准确，工时统计以及重大耗能设备的管理仍然处于原始水平；另一方面，监管部门对行业把控越来越严格，对企业相关要求越来越高，企业疲于应付，为了解决单点问题而付出更多成本，进一步蚕食企业越来越微薄的利润。
为了解决这个问题，大家开始重视信息化以及设备智能化，于是开始补课。有些企业开始引入ERP并更换自动化设备，有些企业则开始完善DCS，但是很多企业由于先入为主的原因，认为将自动化或半自动化设备用DCS系统管理并和ERP系统结合起来就可以解决这个困境了，实则不然。主要原因还是因为生产制造环节的信息缺失，而这块的信息主要还是由APS、MES、WMS等系统来支撑，所以要全面打破信息孤岛，使上下游信息完全贯通，还是需要重视生产制造环节的信息补全。
▲信息孤岛、MES缺失
三、智能工厂关键要素分析
要建设智能工厂，我们必须要了解什么是智能工厂，然后再针对企业自身的情况对其关键要素进行分析找到适合自身的建设思路。在分析智能工厂关键要素之前，让我们先看看数字化工厂与智能工厂以及智能制造之间的关系。
数字化工厂（DF）是由数字化模型、方法和工具构成的综合网络，包含仿真和3D/虚拟现实可视化，通过连续的没有中断的数据管理集成在一起。数字化工厂集成了产品、过程和工厂模型数据库，通过先进的可视化、仿真和文档管理，以提高产品的质量和生产过程所涉及的质量和动态性能。
智能工厂是在数字化工厂的基础上，利用物联网技术和监控技术加强信息管理服务，提高生产过程可控性、减少生产线人工干预，以及合理计划排程。同时，集初步智能手段和智能系统等新兴技术于一体，构建高效、节能、绿色、环保、舒适的人性化工厂。
智能工厂是在数字化工厂基础上的升级版，但是与智能制造还有很大差距。智能制造系统在制造过程中能进行智能活动，诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作，去扩大、延伸和部分地取代技术专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化。
所以，智能工厂的建设，不仅仅是设备的升级，更是先进技术的应用以及整体信息化和管理概念的升级。下图是工信部关于智能工厂评判的关键要素，企业需要深度剖析自身的现状，有针对性的规划一条适合自身智能工厂建设的实施步骤，突出自身优点，改善劣势，走出一条可行的智能工厂建设之路。
四、如何破局之可行的思路
首先，企业应该结合对自身条件分析的结果采取分布实施的步骤，并从整体规划的角度，同时考虑自动化、精益化和信息化的提升，三者缺一不可，只有三者互相支撑、融合提升，才能真正实现数字化转型和智能工厂建设。
其次，摆正MES等生产制造环节信息系统的位置，打通ERP、MES、DCS之间的数据流，通过MES采集底层DCS的信息，同时将生产制造过程数据一并上传给ERP，形成完整数据链，消除信息孤岛。
最后借助物联网监控平台、5G网络和大数据分析来进一步解决化工生产过程中的安全（人的不安全行为，设备的不安全状态、环境的不安全因素和管理缺陷）、能耗（水、电、气）、环保（污染排放）等问题，做到全透明化、数字化控制。
五、我们的解决方案
以MES系统为核心，与底层自动化设备形成联动控制，采集设备数据状态以及安全、能源、环保等信息，上传至数据中心；收集生产制造过程中信息数据与PLM、ERP、SRM等系统打通数据传导，形成整体信息流；运用数据建模和大数据分析等技术，为智能服务提供决策支撑。
小知识科普
DCS：（Distributed Control System）分布式控制系统，主要用在控制领域。是以微处理器为基础，采用分散控制、集中显示、分而自治、综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。也可直译为“分散控制系统”或“分布式计算机控制系统”。
DCS系统采用集中监控的方式协调本地控制器以执行整个生产过程，将各个分站进行数据交流和整合，完成满足客户需求的控制，核心是网络架构，通常用于过程控制或离散控制系统，主要目的是实现控制方式。
它采用控制分散、管理集中的设计思想，采用多层分级、合作自治的结构形式。目前DCS在电力、冶金、石化等各行各业都获得了极其广泛的应用。
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