中国电子技术标准化研究院-流程型智能制造白皮书-2019.7-83页_2mb

流程型智能制造白皮书总结

核心内容

《流程型智能制造白皮书》由中国电子技术标准化研究院、深圳华制智能制造技术有限公司和东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室联合编写，旨在梳理流程型制造的核心问题，总结智能制造的实施要素，分析行业发展现状，并提出实施建议，为流程行业智能化转型提供参考。

主要观点

1. 流程型制造的内涵与特征

流程型制造是以资源和可回收资源为原料，通过物理变化和化学反应进行连续复杂生产的制造方式，涉及石化、化工、造纸、水泥、有色、钢铁、制药、食品饮料等行业。与离散制造相比，流程制造具有工艺复杂、流程长、工序间相互关联、生产过程连续性等特点，也带来了测量难、建模难、控制难和优化决策难的挑战。

2. 智能制造的发展机遇与挑战

• 机遇：智能制造的推进为流程行业带来了新的发展契机，包括供给侧改革、国家智能制造顶层规划和代表性企业经验的推广。
• 挑战：流程行业面临资源紧缺、能源消耗大、环境污染严重等问题，同时存在设备运维、生产调度、能源管理、安全环保等多方面的管理难题。

3. 智能制造实施要素

流程型智能制造的实施主要围绕数字化、网络化、智能化三大方向，具体包括：

• 基础数字化：实现设备状态、工艺参数、生产数据、安全环保信息等的采集与存储。
• 网络化互联：打通各系统数据，实现信息共享和协同。
• 智能化应用：通过智能控制、预测性维护、质量检验、能源管理、安全环保管理等手段提升生产效率、降低能耗、优化决策。

关键信息

1. 核心问题综述

流程型制造关注的核心问题包括：

• 工艺优化
• 智能控制
• 生产调度
• 物料平衡
• 设备运维
• 质量检验
• 能源管控
• 安全环保

这些活动的高效进行是保证流程型制造的重要基础，也是智能制造实施的重点方向。

2. 智能制造重点建设方向

（1）工艺优化

• 需求：实现优质、高产、低耗、高效益。
• 实施要素：包括工艺信息管理、实时数据库、流程仿真、三维建模等。
• 应用效果：提升工艺产品质量、提高企业整体工艺管理水平、增强核心竞争力。

（2）智能控制

• 需求：实现关键工艺参数的精准控制和优化运行。
• 实施要素：包括DCS/SIS系统完善、数据采集、流程模拟等。
• 应用效果：降低操作人员劳动强度、提高生产效率、实现节能降耗目标。

（3）生产调度

• 需求：实现生产计划的智能优化，满足市场需求。
• 实施要素：包括生产过程数据采集、系统集成、调度指令与生产执行数据的整合。
• 应用效果：提高生产计划准确性、优化资源配置、提升生产管理协同水平。

（4）物料平衡

• 需求：实现物流过程的动态管理与精准控制。
• 实施要素：包括生产数据采集、工厂模型构建、系统集成。
• 应用效果：优化资源利用、降低物耗、提升生产效率。

（5）设备运维

• 需求：实现设备的预测性维护和智能化管理。
• 实施要素：包括设备状态监测、故障预测、远程运维、数字孪生等。
• 应用效果：降低设备故障率、提升综合利用率、增强企业安全保障。

（6）质量检验

• 需求：实现全过程质量控制与追溯。
• 实施要素：包括在线监测、实验室信息化、数据建模与分析。
• 应用效果：提升质量检验效率、增强数据透明度、支持产品质量管理。

（7）能源管控

• 需求：实现能源的精细化管理与优化。
• 实施要素：包括能源数据采集、模型建立、调度优化、能耗分析。
• 应用效果：降低能耗成本、提升能源使用效率、减少安全环保事故。

（8）安全环保

• 需求：实现全过程安全与环保监管。
• 实施要素：包括危险源监测、预警系统、地理信息联动、远程运维。
• 应用效果：提升安全管理效率、减少安全风险、实现环保合规。

3. 新的智能制造模式

• 新商业模式：通过智慧供应链、远程运维等新业态实现增值。
• 新运营模式：利用信息融合、数据分析、智能排程等手段实现业务流程、决策流程和运营流程的整合与优化。
• 新生产模式：通过工艺优化、智能控制、调度优化、质量控制、能源管理等多方面实现智能化生产。
• 新设备运维与资产管理模式：结合数字孪生、增强现实、远程运维等技术，实现设备的预测性维护与资产管理的数字化和平台化。

4. 发展现状

• 政策支持：国家出台多项政策推动流程型智能制造发展。
• 示范项目：石化、钢铁、有色等行业已形成一批智能工厂试点，如九江石化、茂名石化、宜宾天原等。
• 智能制造投入方向：各行业在工艺优化、智能控制、生产调度、物料平衡、设备运维、质量检验、能源管控、安全环保等方面均有显著投入。

实施建议

• 智能制造赋能设计院与科研机构：寻找核心技术突破口。
• 引入技术人才：提升流程型制造的智能化水平。
• 依托标杆示范与标准化手段：加速智能制造推广。

附录与图示

• 附录包含术语表。
• 图目录涵盖流程型制造行业划分、智能制造实施要素、智能制造项目统计等。

总结

《流程型智能制造白皮书》全面分析了流程型制造的核心问题、实施要素和行业现状，提出了智能制造的实施方向与新模式，为流程行业的转型升级和高质量发展提供了重要参考和实践指导。