第六章流程型智能制造流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢3流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢31、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述流程工業(yè)：也稱過程工業(yè)（ProcessIndustry），是以資源和可回收資源為原料，通過物理變化和化學(xué)反應(yīng)的連續(xù)復(fù)雜生產(chǎn)，為制造業(yè)提供原材料和能源的基礎(chǔ)行業(yè)。典型的流程工業(yè)包括石油、化工、造紙、水泥、制藥等行業(yè)。1、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述與離散制造等生產(chǎn)過程相比較，流程工業(yè)在以下方面具有行業(yè)的特點：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：上、下級物料之間數(shù)量關(guān)系不固定；每個環(huán)節(jié)產(chǎn)出的不只是產(chǎn)品或中間產(chǎn)品，可能細(xì)分為主產(chǎn)品、副產(chǎn)品、協(xié)產(chǎn)品、回流物和廢物等。工藝流程與生產(chǎn)設(shè)備：工藝流程相對固定；生產(chǎn)設(shè)備專用，設(shè)備維護特別重要，一旦發(fā)生故障，損失嚴(yán)重。物料存儲：流程工業(yè)企業(yè)的原材料和產(chǎn)品通常是液體、氣體、粉狀等，通常采用罐、箱、柜、桶等進行存儲。1、流程型智能制造定義1.1流程工業(yè)概述自動化水平：一般采用較大規(guī)模生產(chǎn)方式，生產(chǎn)工藝較成熟，自動化設(shè)備相對完善。生產(chǎn)計劃管理：流程工業(yè)企業(yè)主要采用滿負(fù)荷、大批量生產(chǎn)，訂單往往跟生產(chǎn)無直接關(guān)聯(lián)。1、流程型智能制造定義1.2流程型工業(yè)開展智能制造的必要性和緊迫性隨著人類社會和新科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，世界經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)格局進入了調(diào)整、變革和發(fā)展的新時期。德國基于制造業(yè)基礎(chǔ)率先推出了“工業(yè)4.0”計劃，向未來互聯(lián)網(wǎng)融合推進.美國提出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”概念，向未來制造業(yè)演化，本質(zhì)上是利用當(dāng)今快速發(fā)展的信息技術(shù)，實現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型并開拓新興產(chǎn)業(yè)，占領(lǐng)產(chǎn)業(yè)競爭制高點。1、流程型智能制造定義1.2流程型工業(yè)開展智能制造的必要性和緊迫性在此背景下，我國出臺了一系列推進智能制造發(fā)展的重要文件，這是我國為實現(xiàn)從制造大國向制造強國轉(zhuǎn)變的重大戰(zhàn)略部署。流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢32.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)自18世紀(jì)中葉以來，以化學(xué)工業(yè)為代表的流程工業(yè)經(jīng)歷了若干主要發(fā)展階段2.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)流程型智能制造體系架構(gòu)示意圖流程型智能制造體系架構(gòu)對于流程工業(yè)，供應(yīng)鏈的總體集成和優(yōu)化是關(guān)注的重點，體現(xiàn)在以下幾個方面：智能制造企業(yè)具有強學(xué)習(xí)能力，共同價值觀、市場需求、可持續(xù)發(fā)展等可集成在一起；供應(yīng)鏈為過程協(xié)作控制模式，而不是嵌入式離散控制；生產(chǎn)組織從“集中模式”逐步演化為“集成模式”；在商務(wù)過程、決策過程的綜合智能幫助下，企業(yè)可以適應(yīng)更嚴(yán)苛的環(huán)境。2.1流程型智能制造的總體架構(gòu)和環(huán)節(jié)分析2、流程型智能制造架構(gòu)基于CPS的流程型智能制造主要設(shè)想基于CPS的流程型智能制造技術(shù)架構(gòu)示意圖對工廠總體設(shè)計、工藝流程及布局等建立數(shù)字化模型建立數(shù)字化模型2.2流程型智能制造需要考慮的關(guān)鍵組成要素2、流程型智能制造架構(gòu)對物流、物性、資產(chǎn)等全流程監(jiān)控與高度集成，建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)實現(xiàn)先進控制和在線優(yōu)化采用先進控制系統(tǒng)實現(xiàn)生產(chǎn)模型化決策、過程量化管理、成本和質(zhì)量動態(tài)跟蹤以及從原材料到產(chǎn)成品的一體化協(xié)同優(yōu)化建立制造執(zhí)行系統(tǒng)2、流程型智能制造架構(gòu)對于存在較高安全風(fēng)險和污染排放的項目，對有毒有害物質(zhì)排放和危險源進行嚴(yán)格的自動檢測監(jiān)控嚴(yán)格的自動檢測監(jiān)控實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)之間，以及數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)、制造執(zhí)行系統(tǒng)與企業(yè)資源計劃系統(tǒng)的高效協(xié)同建立互聯(lián)互通網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)具備網(wǎng)絡(luò)防護、應(yīng)急響應(yīng)等信息安全保障能力建立工業(yè)信息安全管理制度和技術(shù)防護體系2.2流程型智能制造需要考慮的關(guān)鍵組成要素2、流程型智能制造架構(gòu)2.3流程型智能制造的若干關(guān)鍵技術(shù)分析八大技術(shù)流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢33.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析該石化企業(yè)的智能工廠建設(shè)重點圍繞“計劃調(diào)度、安全環(huán)保、能源管理、裝置操作、IT管控”五個領(lǐng)域，體現(xiàn)自動化、數(shù)字化、可視化、模型化、集成化等智能化制造特征。經(jīng)智能化改造之后取得了比較突出的效果：不斷提升本質(zhì)安全水平；實現(xiàn)敏捷生產(chǎn)；提高經(jīng)濟效益；提升管理效率。3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析該石化企業(yè)智能工廠總體架構(gòu)是一個三層結(jié)構(gòu)，主要分為以ERP為核心的經(jīng)營管理層（經(jīng)營管理平臺）、以MES為核心的生產(chǎn)執(zhí)行層（生產(chǎn)營運平臺）和IT基礎(chǔ)設(shè)施的過程控制層（信息與運維平臺）。某石化行業(yè)智能工廠總體架構(gòu)3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析初步成效(1)構(gòu)建智能工廠框架在現(xiàn)有三大平臺基礎(chǔ)上，進一步建成投用了集中集成平臺、全流程（計劃）優(yōu)化平臺、三維數(shù)字化平臺和應(yīng)急指揮平臺，初步實現(xiàn)了“感知實時化、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用集成化、裝置數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)高速化、全廠互聯(lián)化”。（2）建成生產(chǎn)管控中心生產(chǎn)管控中心應(yīng)用多項IT及管控技術(shù)，實現(xiàn)優(yōu)化經(jīng)營、生產(chǎn)指揮、工藝操作、運行管理、專業(yè)支持、應(yīng)急保障等“六位一體”功能定位。（3）集成和標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)集成業(yè)務(wù)系統(tǒng)各類數(shù)據(jù)，完成生產(chǎn)物料等40個標(biāo)準(zhǔn)模板和36類主數(shù)據(jù)收集。3.1某石化企業(yè)的智能工廠3、流程型智能制造案例分析初步成效（4）投用生產(chǎn)裝置數(shù)字化平臺三維數(shù)字化平臺集成了實時數(shù)據(jù)和精細(xì)化管理和安全生產(chǎn)所需信息，如實時工藝參數(shù)、實時設(shè)備狀態(tài)及信息等，實現(xiàn)了工藝管理、設(shè)備管理、操作培訓(xùn)、三維漫游、視頻監(jiān)控等多類深化應(yīng)用。（5）運行全流程優(yōu)化平臺煉油全流程優(yōu)化平臺采用“中心交換式”集成模式，通過運營級數(shù)據(jù)倉庫與原油評價、ERP等系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，提升了全流程優(yōu)化的敏捷性和準(zhǔn)確性。（6）上線HSE管理和應(yīng)急指揮平臺建立了集健康（Health）、安全（Safety）和環(huán)境（Environment）三位一體的HSE管理體系。HSE備案系統(tǒng)長期有效運行，集中管理和聯(lián)動報警監(jiān)控，實時在線監(jiān)測環(huán)境信息。實現(xiàn)了實時化、可視化，及時響應(yīng)、有效處置應(yīng)急事件。流程型智能制造定義1流程型智能制造架構(gòu)2流程型智能制造案例分析3流程型智能制造發(fā)展趨勢34.1流程型制造面臨的機遇與挑戰(zhàn)4、流程型智能制造發(fā)展趨勢近年來，流程行業(yè)通過管理創(chuàng)新，淘汰落后產(chǎn)能，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，向全流程、精細(xì)化的生產(chǎn)模式發(fā)展，取得了較好的發(fā)展態(tài)勢。但與世界先進水平相比，我國流程行業(yè)仍面臨能耗過大，智能化自決策性弱，關(guān)鍵技術(shù)水平待提高，安全環(huán)保保障等挑戰(zhàn)。全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革加緊孕育興起，與流程型制造轉(zhuǎn)型升級形成歷史性交匯，給流程行業(yè)帶來了新的機遇，將推動流程行業(yè)形成新的生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)形態(tài)和商業(yè)模式。4.2流程型制造下一步發(fā)展趨勢4、流程型智能制造發(fā)展趨勢流程型智能制造是“工業(yè)4.0”、“中國制造2025”戰(zhàn)略的重要組成部分，我們可以結(jié)合四大主題——智能工廠、智能生產(chǎn)、智能物流和智能服務(wù)來分析流程型智能制造下一步的發(fā)展趨勢。

智能工廠側(cè)重點在于企業(yè)的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化分布式生產(chǎn)設(shè)施的建立、管理和應(yīng)用智能生產(chǎn)側(cè)重點在于企業(yè)的生產(chǎn)物流管理、制造過程人機協(xié)同等技術(shù)企業(yè)生產(chǎn)過程中的協(xié)同應(yīng)用智能物流側(cè)重點在于通過互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)，整合物流資源，充分發(fā)揮現(xiàn)有的資源效率智能服務(wù)側(cè)重點在于通過（服）務(wù)聯(lián)網(wǎng)結(jié)合智能產(chǎn)品為客戶提供更好的服務(wù)，發(fā)揮企業(yè)的最大價值智能物流以客戶為中心，促進資源優(yōu)化配置；智能服務(wù)促進企業(yè)向服務(wù)型制造轉(zhuǎn)型。智能工廠是傳統(tǒng)流程型制造企業(yè)發(fā)展的必由階段；智能生產(chǎn)是由用戶參與實現(xiàn)“定人定制”的過程；4.2流程型制造下一步發(fā)展趨勢4、流程