智能工廠建設從理念到實踐的探索

摘 要：以信息系統的深化應用來提高煉化企業的經濟效益，改進管理運營模式已經成為企業提升自身競爭力的一個重要手段和有效支撐。中國石化為此提出了信息化發展的“十六字方針”，即：“集中集成、創新提升、共享服務、協同智能”。以此為指導，中國石化九江分公司開展了智能工廠的建設工作，本文結合智能工廠建設和信息系統的深化應用，著重從智能工廠的科學設計以及信息系統的使用者這兩個方面，并插入事實案例來介紹如何有效發揮信息系統的作用，達到增加企業效益、改進企業管理的目標。

關鍵詞：智能工廠建設；信息系統；科學設計；使用者

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

作為傳統能源行業中的巨頭——中國石化如何提高企業競爭力打造世界一流能源企業，除了不斷改進工藝、產品升級、挖潛增效，科學技術尤其是信息技術領域的創新和應用將發揮巨大作用。為此中國石化在信息化建設方面多年來一直不斷投入和應用，建成了以ERP、MES為核心的一大批信息系統，也培養了大量專業的信息化人才隊伍，為中國石化整體效益的提升發揮了重大作用。

2 中國石化九江分公司信息系統應用現狀（Present

situation of the application of information system）

中國石化九江分公司是20世紀80年代建成投產的大型煉油化工企業，原油通過沿江鋪設的原油管道進廠，成品油通過管道和鐵路等方式發運出廠。目前原油綜合加工能力是500萬噸/年，2013年銷售收入328億元，上繳稅費57億元，均創歷史新高，對于九江地區幾乎就是中國石化之于全國的縮影。

對于這樣一個大型國有企業，其生產裝置、生產輔料眾多，各種生產設備型號復雜，人員組織分工明細，如何有效地管理起來確實難度很大。通過多年的工作實踐，九江分公司運用信息化手段來加強企業管理，挖潛增效已成為提升企業軟實力，建設九江石化特色管理工作模式的重要支撐[1]。

2.1 信息化工作建設理念

九江分公司提出了在“十二五”期間建設千萬噸級國際一流煉化企業的發展目標，整體規劃為“打基礎、上臺階、爭一流”的三步走路線圖，明確了“綠色低碳”和“智能工廠”兩大核心戰略，啟動了以“卓越文化”為引領，以“信息化”為支撐，以“一體化、科學化、精細化”為主要內容的九江石化特色管理模式塑造工作。明確了智能工廠建設為兩大核心戰略之一，可以看出九江分公司對于運用信息化手段實現企業發展目標重要性的認識。

2.2 現有信息系統概況

目前九江分公司建成投用的信息系統主要分為四個方面：一是辦公類系統，包括門戶、OA、E文件系統，業務公開等；二是經營管理層面的信息系統，包括ERP、合同管理、統計信息、內控管理等；三是生產管理層面的信息系統，包括MES[2]、LIMS、實時數據庫系統、計量管理系統等；四是其他小型應用系統，如水電管理、網上訂餐、員工卡等，總計52個。這些信息系統采用了比較先進的設計和技術理念，基本滿足了各級用戶的應用需要，但是也存在一些不足，主要表現為兩個方面：一是各個信息系統之間各自為政，缺少橫向聯系，數據交流共享不足。二是對于大量信息進行提煉并用于綜合展示的功能不強，有時用戶需要登錄多個不同系統來獲得所需信息。

3 智能工廠建設（Intelligent plant construction）

信息系統的建設和使用是一個進化的過程，首先要有用戶的需求，其次有為了滿足需求而產生的系統建設，系統建成投用后，滿足了用戶的需求，接著用戶又有了更高的需求：希望數據交換共享、形象展示。系統又繼續改進提高以適應新的需求。一個信息系統的成敗與否決定于是否能滿足用戶的需求。這是一個很簡單的道理，用戶需要一個系統幫助他解決實際問題，提高工作效率，減輕勞動強度，才會認真的使用系統，一個系統才會有存在的價值和意義。中國石化九江分公司的智能工廠建設正是在這一目標下開始實施建設的。

如何使九江分公司智能工廠建設發揮的作用最大化并具有強大的生命力，主要在于以下兩個方面：一是前期的綜合科學設計；二是充分發揮人的因素，即加強系統使用者對系統的深化應用以及加強系統運維人員對系統的深度拓展。

3.1 科學設計

九江分公司的智能工廠建設采用了比較先進的設計理念[3]。

首先是需求調研，了解最終用戶的需求。只有充分了解掌握用戶的需求才能設計出好的、滿足應用的信息系統，系統的建設才會有的放矢。在貫穿于整個系統的建設周期中也要及時和用戶溝通，將開發好的系統功能演示給用戶看，看看設計者做出來的東西符不符合用戶的要求，使用習慣是否貼近于實際工作場景，及時更正設計者與使用者對于需求理解的偏差，在以后的系統建設中也可以少走一些彎路。這樣經過反復溝通，反復修正的系統將會擁有用戶要求的全部功能及應用，用戶就會使用它，那么這個信息系統的成功就是一件水到渠成的事。

其次是頂層設計，從全局的角度出發，綜合現有的信息系統，補充沒有或者比較薄弱的環節，將所有的信息系統整合在一起，以發揮最大的效果。

最后，是根據角色的不同而展現相應的數據。以生產層面為例，生產管理人員從生產指揮、生產管控與優化、能源管理與優化、HSE、設備管理與運維、先進控制與優化等幾個方面綜合應用集成，將生產過程及其所有相關信息完整的予以展現、綜合分析、預判、指示，真正實現工廠的智能化生產。

3.2 人的因素

信息系統建成后，人的因素即使用者的應用水平也非常重要。再好的系統如果不會使用、不認真使用那也僅僅是個擺設。一個信息系統應用的好壞涉及兩類人：一是應用者，也可以叫關鍵用戶；二是信息系統運維人員。他們在信息系統中的應用程度直接決定了一個信息系統是否能充分發揮作用的關鍵。

（1）關鍵用戶吃透系統功能，深化系統應用。關鍵用戶直接面對信息系統，其日常工作幾乎就是信息系統的完整應用過程，一個信息系統的效率與否、友好程度，他們最有發言權，如果用起來得心順手，提高了工作效率，那么可以說這個信息系統建設是成功的。而通過系統的應用能發現問題改進工作更是一件錦上添花的事情。

（2）運維人員的拓展應用。信息系統運維人員擔負著維護信息系統正常運行的責任，沒有系統的正常運轉就談不上應用，可以說是信息系統的基礎。如果一個系統失靈了沒有數據了，應用者（關鍵用戶）就成了瞎子、聾子了，指導生產就成了一句空話。一方面信息系統運維人員不僅要做到維持系統正常運轉，另一方面還要利用自身信息技術方面的優勢結合信息系統本身的功能，和應用者加強溝通，開發出更好更便捷的信息應用來提高工作水平。

4 應用案例分析（Application of case analysis）

4.1 案例一

以九江分公司智能工廠建設中的子系統——生產調度指揮系統為例，具體說明信息系統之間如何加強橫向聯系、強化綜合展示以滿足企業生產工作需要。

在沒有信息化手段與技術支撐的傳統生產調度指揮模式是一種簡單的結果管理。生產管理人員坐在中心調度室里既無法掌握實時生產動態數據并找到生產異常的原因，也無法預測將來的生產情況，生產數據傳遞到生產管理人員手中主要依靠各個下級生產車間的定時電話匯報實現，造成對于生產的管理掌控比較被動，發生問題時也只能是事后進行處理應對，不符合現代化生產管理的要求。而智能工廠的生產調度指揮系統采用了先進的信息技術，變傳統的結果管理為全過程管理。

首先在系統總體設計上，充分調研生產管理人員需求，將其關心的所有生產數據進行收集整理最后集成到調度指揮系統當中，其數據來源包括MES數據庫、HSE數據庫、LIMS數據庫，實時數據庫及其他生產相關專業系統的數據庫，這些數據的提取均由系統自動完成，中間不受人為影響，這樣可以如實反映生產活動的真實情況。正是通過這些系統之間的數據橫向聯系貫通，才產生了生產調度指揮系統應用的龐大數據基礎，使得對于生產的全過程監控管理成為可能。建成后的生產調度指揮系統在生產指揮方面，集成了進廠、生產、出廠各生產環節數據，同時還獲取了工藝、質量、設備、安全環保、公用系統等各專業領域信息，實現了對生產全過程的監控和分析，不但可以直接提前發現生產異常，還可以通過數據建模預測未來的生產趨勢。

其次構建了多系統聯動應用，集成消防通訊指揮系統、應急指揮系統等，提高生產調度人員對生產突發事件的應急處置水平，通過配套大屏幕硬件設施，實現了生產調度指揮的可視化。系統大量采用直方圖、趨勢圖、餅圖等多種方式直觀展示生產運行情況并投射到大屏幕之上，使生產管理人員一目了然，對于過去傳統的按班次手寫的紙質調度日志和調度臺賬也實現了電子化操作，減輕了勞動強度，降低了人為錯誤的發生。

生產調度指揮系統基于前期科學的設計，充分綜合了生產相關的各個信息系統的數據，使得生產管理人員能夠實時

感知企業生產運營的各種信息和變化，提前預判生產的未來趨勢走向，實現了生產計劃調度的智能化，提高了生產管理人員對于生產過程的全局掌控能力。

4.2 案例二

以實時數據庫系統深層應用于計量中心和安環處為例：九江分公司的實時數據庫系統基本采集了全公司所有裝置、罐區的生產相關數據，并存儲了一定時間范圍內的生產歷史數據，通過在局域網上用流程圖的方式展現給生產經營部和各個車間作業部相關人員使用。在實時數據庫建設投用過程中，計量中心并沒有提出使用的需求，當系統建成以后，信息人員發現實時數據庫中的某些數據能滿足計量中心監控相關計量儀表的需要，經過和計量中心用戶溝通后，信息人員利用實時數據庫軟件繪制發布了相應的數據展示web頁面，計量中心用戶只要通過局域網就能監控相關計量儀表的實時數據，改變了以前需要打電話，下現場了解數據的工作方式，提高了工作效率，減輕了人員的勞動負擔。針對安環處需要監控外排環境數據的要求，信息人員從實時數據庫中提取相關數據，應用編程軟件建設了一個環境數據監測網站，集成了更多的功能，并將發生的數據報警信息通過短信平臺自動推送到相關責任人手機上，實現監控的及時性，較之以往的監控手段有了長足的提高。

實時數據庫系統最初是為了滿足生產調度人員監控生產情況的需要而建成投用，投用以后，由于其海量豐富的數據形成了一個大型的數據存儲倉庫，以這些數據為基礎，實現更多更高層次的應用成為可能，當需要的應用部門提出需求，再經過信息系統運維人員的主動出擊，在了解需求基礎上訂制開發，實現了實時數據的信息共享拓展，滿足了用戶的需求，擴大了系統的應用范圍，一個系統衍生出了多個的深層應用及擴展功能，實現了信息系統投資回報的效益最大化。

5 結論（Conclusion）

信息系統已經成為煉化企業日常生產管理不可或缺的重要支撐，在充分了解用戶需求的基礎上對信息系統科學設計，強化各個信息系統之間的橫向聯系，發揮使用者、運維人員的主觀能動性，人與系統充分互動、完美結合必使得信息系統具有強大生命力并對煉化企業的生產全過程有效發揮作用。

參考文獻（References）

[1] 羅敏明.邁向服務于生產經營的管控一體化[J].中國制造業信 息化，2006（06）：77-78.

[2] 羅敏明.MES在石化企業中的應用[J].數字石油和化工，2009 （03）：01-02.

[3] 黃體強.信息技術在新型煉化企業發展中的應用[J].石油化工 管理干部學院學報，2012（01）：45-49.

作者簡介：

黃體強（1980-），男，碩士，工程師.研究領域：系統軟件開發.