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工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息技術(shù)和實(shí)體經(jīng)濟(jì)深度融合的產(chǎn)物，是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心方法論，更是推進(jìn)實(shí)數(shù)融合與新型工業(yè)化的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施和重要驅(qū)動(dòng)力。石化化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品種類多、工藝流程長(zhǎng)、物料物性雜、工況苛刻，且多涉及重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝、化學(xué)品和重大危險(xiǎn)源。在人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新技術(shù)加速滲透，資源環(huán)境約束不斷增強(qiáng)，綠色安全發(fā)展任務(wù)更加緊迫的新形勢(shì)下，通過強(qiáng)化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能，加快特色工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)培育，推進(jìn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)，深化新一代信息技術(shù)融合應(yīng)用等方式，推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，是提高全要素生產(chǎn)率、打造競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)、筑牢綠色安全底線的必然選擇。

1　行業(yè)需求

近年來，基于國(guó)內(nèi)外發(fā)展形勢(shì)和自身轉(zhuǎn)型升級(jí)需求，我國(guó)石化化工行業(yè)積極探索人工智能、大數(shù)據(jù)、5G、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，從生產(chǎn)外圍向核心環(huán)節(jié)不斷延伸拓展，取得一定成效。

1.1　石化化工行業(yè)數(shù)字化現(xiàn)狀

石化化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，經(jīng)濟(jì)總量大、產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、產(chǎn)品種類多、關(guān)聯(lián)覆蓋廣，關(guān)乎產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定、綠色低碳發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2024年石化化工行業(yè)增加值占工業(yè)的14.9%、占全國(guó)GDP的4.5%。在資源環(huán)境約束不斷增強(qiáng)，綠色安全發(fā)展任務(wù)更加緊迫的新形勢(shì)下，石化化工行業(yè)網(wǎng)絡(luò)化改造、數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智能化升級(jí)需求日益迫切，從“理念普及、試點(diǎn)示范”邁入“系統(tǒng)創(chuàng)新、深化應(yīng)用”新階段。截至2023年12月底，石化行業(yè)工業(yè)云平臺(tái)應(yīng)用率為56.5%，關(guān)鍵工序數(shù)控化率達(dá)80.6%。推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型是利用人工智能、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)提高全要素生產(chǎn)率，推動(dòng)行業(yè)高端化、綠色化、安全化、融合化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量變革、效率變革、動(dòng)力變革的重要路徑，對(duì)于發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、助力行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、構(gòu)筑國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)新優(yōu)勢(shì)具有重要意義。

近年來，工業(yè)和信息化部多措并舉，持續(xù)推動(dòng)石化化工高質(zhì)量發(fā)展。《關(guān)于“十四五”推動(dòng)石化化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》將“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”列為“五項(xiàng)主要目標(biāo)”之一，《石化化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型實(shí)施指南》強(qiáng)調(diào)支持石化化工企業(yè)加快“智改數(shù)轉(zhuǎn)網(wǎng)聯(lián)”，在生產(chǎn)控制、安全環(huán)保等重點(diǎn)環(huán)節(jié)加快新型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)、儀器儀表、智能裝備設(shè)備、關(guān)鍵軟件和系統(tǒng)等“基礎(chǔ)填平補(bǔ)齊”，深化新一代信息技術(shù)融合應(yīng)用等“先進(jìn)成熟技術(shù)推廣”，并設(shè)置重點(diǎn)領(lǐng)域數(shù)字化技術(shù)改造提升工程專欄。開展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)鏈深度融合“鏈網(wǎng)協(xié)同”行動(dòng)，加速石化化工行業(yè)5G工廠量質(zhì)提升和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)，深化工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)識(shí)解析體系建設(shè)應(yīng)用，積極探索推進(jìn)5G/5G-A、TSN、工業(yè)光網(wǎng)、邊緣計(jì)算、信息模型、開放自動(dòng)化等新技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。成立石化化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型推進(jìn)中心，制定《石化和化工行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型成熟度評(píng)估》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)石化化工行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

石化化工行業(yè)以業(yè)務(wù)全覆蓋、流程全在線、決策全智能、交付全數(shù)字為目標(biāo)，數(shù)字化設(shè)計(jì)工具、集成化管理平臺(tái)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、先進(jìn)控制系統(tǒng)和生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)等建設(shè)成效明顯。數(shù)字化仿真、自動(dòng)化控制等技術(shù)在化工新材料、專用化學(xué)品、現(xiàn)代煤化工等領(lǐng)域科技攻關(guān)和成果應(yīng)用較為廣泛，助力設(shè)計(jì)效率、生產(chǎn)效益和管理水平提升。石化化工企業(yè)聚焦設(shè)計(jì)研發(fā)、生產(chǎn)制造、經(jīng)營(yíng)管理、用戶服務(wù)等全業(yè)務(wù)鏈數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和全面貫通，充分發(fā)揮人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，深化企業(yè)內(nèi)外部數(shù)據(jù)共享、信息交換和業(yè)務(wù)協(xié)作，促進(jìn)數(shù)據(jù)要素的按需流動(dòng)和有效銜接，將專家經(jīng)驗(yàn)、工業(yè)機(jī)理轉(zhuǎn)化為數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，中石油、中海油、國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)等積極探索構(gòu)建垂直行業(yè)大模型，持續(xù)推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。石化化工園區(qū)加快資源配置優(yōu)化共享、供應(yīng)商管理、綜合采購(gòu)信息化、生產(chǎn)倉(cāng)儲(chǔ)物流等信息系統(tǒng)集成，推動(dòng)園區(qū)智慧化管理，區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈優(yōu)化，以行業(yè)內(nèi)大企業(yè)帶動(dòng)中小企業(yè)轉(zhuǎn)型。

1.2　融合應(yīng)用需求

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)體經(jīng)濟(jì)和數(shù)字經(jīng)濟(jì)深度融合的關(guān)鍵底座，是推進(jìn)新型工業(yè)化的戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施，在石化化工行業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展中正逐漸發(fā)揮出重要支撐作用，通過融合應(yīng)用可以助力石化化工企業(yè)全面降本增效、提升產(chǎn)品質(zhì)量、助力業(yè)務(wù)增長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)高效的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈管理，打造智能、綠色、安全的生產(chǎn)體系。

（1）石化化工產(chǎn)品種類多，物料物性雜，亟需通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型確保生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

石化化工產(chǎn)品包括基礎(chǔ)化學(xué)原料、肥料、合成材料、專用化學(xué)產(chǎn)品、橡膠等多個(gè)種類，且生產(chǎn)過程中涉及的物料物性較為復(fù)雜，傳統(tǒng)依靠人工進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)與問題統(tǒng)計(jì)分析的方式逐漸無法滿足行業(yè)要求，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，對(duì)物料物性進(jìn)行準(zhǔn)確表征，對(duì)生產(chǎn)設(shè)備過程參數(shù)進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的全周期管控和產(chǎn)品質(zhì)量的全流程追溯，以確保生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（2）石化化工是典型的流程制造行業(yè)，工藝流程長(zhǎng)，亟需通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)營(yíng)效率。

石化化工是以連續(xù)流程為基礎(chǔ)的生產(chǎn)方式，原材料經(jīng)過一系列的物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，不同的工藝步驟，最終轉(zhuǎn)化為成品，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)龐大且繁雜。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，可以打通生產(chǎn)執(zhí)行、經(jīng)營(yíng)管理等各層級(jí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)線的運(yùn)行，打造數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的精益管理體系，使得生產(chǎn)過程更加精準(zhǔn)高效，提高市場(chǎng)響應(yīng)速度和管理決策水平，優(yōu)化資源配置效率。

（3）石化化工產(chǎn)業(yè)鏈條長(zhǎng)、關(guān)聯(lián)覆蓋廣，亟需通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型保障產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全穩(wěn)定。

石化化工產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋上游原材料環(huán)節(jié)、中間產(chǎn)物環(huán)節(jié)、下游制品環(huán)節(jié)，上下游關(guān)系極為復(fù)雜，且存在中低端產(chǎn)能過剩、高端產(chǎn)能不足等問題，亟需優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，攻克核心技術(shù)增強(qiáng)創(chuàng)新發(fā)展動(dòng)力，提升精細(xì)化、高端化水平，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，可以進(jìn)一步提高上、中、下游的協(xié)同水平，提高先進(jìn)產(chǎn)能比例，化解過剩產(chǎn)能，淘汰落后產(chǎn)能，提升產(chǎn)業(yè)資源配置效率，有效擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)供給。

（4）石化化工行業(yè)具有高能耗、高排放的“雙高”特點(diǎn)，亟需通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型降低能耗排放、實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

石化化工生產(chǎn)加工過程的能耗類型多樣，碳排放來源多、強(qiáng)度大，在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，石化化工行業(yè)亟需有效控制碳排放，推動(dòng)行業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展。通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提高生產(chǎn)加工工程的自動(dòng)化和智能化水平，促進(jìn)減污降碳、節(jié)能增效，實(shí)現(xiàn)能源動(dòng)態(tài)平衡和優(yōu)化利用，促進(jìn)石化化工行業(yè)綠色低碳發(fā)展。

（5）石化化工行業(yè)工況苛刻，涉及的原料和產(chǎn)品大多具有危險(xiǎn)特性，亟需通過數(shù)字化轉(zhuǎn)型保障生產(chǎn)安全。

石化化工行業(yè)工況苛刻，且多涉及重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化工工藝、重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品和重大危險(xiǎn)源，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)推動(dòng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)對(duì)生產(chǎn)安全的全局考慮和系統(tǒng)規(guī)劃，減少現(xiàn)場(chǎng)處置人員，全面辨識(shí)分析風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)進(jìn)行穩(wěn)妥處置，并通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)防止和減少生產(chǎn)安全事故。

2　融合應(yīng)用總體架構(gòu)

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)作為新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟(jì)深度融合的新型基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用模式和工業(yè)生態(tài)，通過人、機(jī)、物的全面互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)全要素、全產(chǎn)業(yè)鏈、全價(jià)值鏈的全面連接，構(gòu)建形成全新的工業(yè)生產(chǎn)制造和服務(wù)體系，是數(shù)字化轉(zhuǎn)型的實(shí)現(xiàn)途徑。因此，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型參考實(shí)施路徑是一個(gè)伴隨著組織變革的能力建設(shè)、資源整合、融合創(chuàng)新的過程。

圖1  融合應(yīng)用總體架構(gòu)

在能力建設(shè)階段，企業(yè)通過機(jī)房搭建和擴(kuò)容對(duì)IT基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行升級(jí)，提升企業(yè)數(shù)字化計(jì)算能力，同時(shí)積極引入云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、智能分析等技術(shù)建設(shè)計(jì)算分析平臺(tái)，通過架設(shè)物聯(lián)網(wǎng)、5G等推進(jìn)內(nèi)外網(wǎng)改造，配合網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全防護(hù)的保障，完成了數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。此外，數(shù)字化基礎(chǔ)能力的建設(shè)也提升了工藝數(shù)控化、設(shè)備裝置等聯(lián)網(wǎng)化水平，推進(jìn)了人、機(jī)、物全面連接，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)采集、匯聚、流動(dòng)的集成能力，為企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在資源整合階段，依托數(shù)字化基礎(chǔ)設(shè)施，構(gòu)建“數(shù)據(jù)+平臺(tái)+模型+應(yīng)用”的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)整體解決方案，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)不斷突破整合企業(yè)已有業(yè)務(wù)軟件。例如，以MES為核心整合APC等軟件構(gòu)建生產(chǎn)運(yùn)行平臺(tái)，以ERP為核心整合供應(yīng)鏈管理、CRM等軟件，構(gòu)建經(jīng)營(yíng)管理平臺(tái)。在推進(jìn)軟件整合過程中不斷對(duì)流程進(jìn)行解耦、重構(gòu)和連接，通過流程協(xié)同在平臺(tái)上產(chǎn)生和沉淀工業(yè)機(jī)理模型微服務(wù)組件，孵化形成軟件定義能力，進(jìn)一步加強(qiáng)數(shù)據(jù)開發(fā)利用，推動(dòng)業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)智能化和可持續(xù)化提升。

融合創(chuàng)新階段是資源整合過程中不斷探索、積累形成的，本質(zhì)上是企業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、商業(yè)模式的重構(gòu)，主要包括新能力、新模式和新業(yè)態(tài)。通過推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，企業(yè)逐步積累設(shè)備、產(chǎn)品、質(zhì)量全生命周期、全過程數(shù)字化管理的新型能力，延伸形成網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、個(gè)性化定制、服務(wù)化延伸等新應(yīng)用場(chǎng)景和模式，催生了以供應(yīng)鏈生態(tài)和公共服務(wù)為代表的平臺(tái)經(jīng)濟(jì)新業(yè)態(tài)。

3　融合應(yīng)用場(chǎng)景

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)賦能石化化工行業(yè)形成平臺(tái)化設(shè)計(jì)、智能化生產(chǎn)、個(gè)性化定制、網(wǎng)絡(luò)化協(xié)同、服務(wù)化延伸、數(shù)字化管理、精細(xì)化投融、可視化治理及工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+安全生產(chǎn)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+綠色低碳的“8+2”應(yīng)用模式，覆蓋36類應(yīng)用領(lǐng)域，初步形成137項(xiàng)具體場(chǎng)景。

3.1　平臺(tái)化設(shè)計(jì)

（1）工廠數(shù)字化設(shè)計(jì)與交付

一是運(yùn)用數(shù)字化協(xié)同設(shè)計(jì)軟件，集成工廠信息模型、制造系統(tǒng)仿真、專家系統(tǒng)以及數(shù)字孿生等技術(shù)，進(jìn)行工廠規(guī)劃、設(shè)計(jì)和仿真優(yōu)化；二是通過構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)字化交付平臺(tái)進(jìn)行工廠模型數(shù)據(jù)交付，促進(jìn)設(shè)計(jì)、建設(shè)與運(yùn)維體系之間的高效銜接，實(shí)現(xiàn)工廠全業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)字化管理。

（2）產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)

一是搭建數(shù)字化智能設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，構(gòu)建產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)和仿真模型，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、專家知識(shí)經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)、仿真數(shù)據(jù)沉淀；二是建立實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)全面線上管理、測(cè)試數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化沉淀；三是基于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)和設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)，進(jìn)行研發(fā)設(shè)計(jì)大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)全維度（外觀、結(jié)構(gòu)、性能等）產(chǎn)品自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，為研發(fā)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)積累提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）工藝數(shù)字化設(shè)計(jì)

一是通過工藝仿真軟件，基于機(jī)理、物性表征和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立加工、檢測(cè)、裝配、物流等工藝模型，進(jìn)行工藝全過程仿真，預(yù)測(cè)加工缺陷并改進(jìn)工藝方案和參數(shù)；二是基于工藝知識(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)工藝流程、工序內(nèi)容、工藝資源等知識(shí)的編排與調(diào)用，為工藝規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供決策支持；三是建立工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)的協(xié)同平臺(tái)，通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)的介入與聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)工藝設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)間的信息交互、并行協(xié)同。

（4）創(chuàng)成式研發(fā)

創(chuàng)成式研發(fā)基于AI技術(shù)，通過算法自動(dòng)迭代和調(diào)整，從而生成并優(yōu)化研發(fā)方案，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可通過數(shù)據(jù)集成、研發(fā)數(shù)據(jù)管理、實(shí)驗(yàn)室管理、優(yōu)化算法等方式實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)成式研發(fā)：一是將產(chǎn)品的全生命周期信息集成于協(xié)同研發(fā)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)“網(wǎng)絡(luò)化”，形成研發(fā)知識(shí)和能力正向循環(huán)；二是通過研發(fā)數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，在設(shè)計(jì)研發(fā)過程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、文檔的結(jié)構(gòu)化管理和數(shù)據(jù)共享，為研發(fā)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)積累提供數(shù)據(jù)支撐；三是建立實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)，通過實(shí)驗(yàn)室設(shè)備與管理系統(tǒng)的深度集成，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室業(yè)務(wù)全面線上管理與測(cè)試數(shù)據(jù)系統(tǒng)沉淀；四是基于大數(shù)據(jù)、人工智能算法，整合設(shè)計(jì)、仿真、實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)、運(yùn)行等數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成多種研發(fā)方案，并通過優(yōu)化算法進(jìn)行最優(yōu)選擇。

3.2　智能化生產(chǎn)

（1）基礎(chǔ)設(shè)施工

業(yè)互聯(lián)網(wǎng)可通過自動(dòng)識(shí)別裝備、控制系統(tǒng)、檢驗(yàn)檢測(cè)裝備、人機(jī)協(xié)作系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人、無人智能巡檢、工藝過程裝備等基礎(chǔ)設(shè)施的部署實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制：一是圍繞石化化工生產(chǎn)高溫高壓、密閉、多介質(zhì)、多粉塵、高噪聲、強(qiáng)干擾等復(fù)雜工況和相應(yīng)的特殊裝備，布設(shè)高清攝像、高精度傳感、高性能定位模組等數(shù)據(jù)采集設(shè)備；二是利用5G、工業(yè)光網(wǎng)、Wi-Fi6、工業(yè)以太網(wǎng)、北斗導(dǎo)航等新型網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、業(yè)務(wù)互聯(lián)、產(chǎn)業(yè)互聯(lián)；三是部署可編程邏輯控制器、分布式控制系統(tǒng)、安全儀表系統(tǒng)等工控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)智能裝備的遠(yuǎn)程控制和智能化管理。

（2）煉化領(lǐng)域

針對(duì)生產(chǎn)流程長(zhǎng)、多源原油加工過程參數(shù)多變等原因?qū)е碌纳a(chǎn)過程中工藝參數(shù)涉及一系列非線性和動(dòng)態(tài)耦合，亟待加強(qiáng)工藝過程優(yōu)化控制；機(jī)泵等動(dòng)設(shè)備數(shù)量多、投資大，亟待保障裝置平穩(wěn)運(yùn)行；資源環(huán)境約束收緊，亟待提高風(fēng)險(xiǎn)感知、預(yù)警能力等本質(zhì)安全水平，以及碳排放可視化、能耗優(yōu)化調(diào)節(jié)等清潔生產(chǎn)水平。基于油品及化工產(chǎn)品市場(chǎng)需求變化，企業(yè)優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃等需求，一是通過全裝置先進(jìn)過程控制系統(tǒng)，對(duì)裂化爐、再生器、機(jī)泵等主要設(shè)備全參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)性維護(hù)，開展“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)”建設(shè)，通過三廢監(jiān)測(cè)、噪聲監(jiān)測(cè)、能源供應(yīng)、生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、消耗全流程精細(xì)化管理和在線優(yōu)化、碳資產(chǎn)管理系統(tǒng)等，解決煉化生產(chǎn)過程中控制參數(shù)調(diào)整頻繁、裝置非計(jì)劃停車、事故損失大、重大危險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)集中、危險(xiǎn)氣體泄漏難預(yù)測(cè)、碳排放及碳資產(chǎn)數(shù)據(jù)管理基礎(chǔ)薄弱等問題；二是通過數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)在三維數(shù)字化工廠建模、過程實(shí)時(shí)優(yōu)化、色譜在線監(jiān)測(cè)、大宗化工產(chǎn)品區(qū)域共享庫(kù)存預(yù)見性管理、以周為單位排產(chǎn)等方面的應(yīng)用，推動(dòng)煉化企業(yè)提升裝置生產(chǎn)運(yùn)行管控水平、加強(qiáng)供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和彈性管控能力。

（3）現(xiàn)代煤化工領(lǐng)域

針對(duì)提升壓縮機(jī)等設(shè)備穩(wěn)定性，能量生產(chǎn)和釋放頻繁等亟待提高安全管控、能源平衡、成本精細(xì)化管理水平等需求，一是推廣全裝置先進(jìn)過程控制系統(tǒng)，壓縮機(jī)等主要設(shè)備全參數(shù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及預(yù)測(cè)性維護(hù)，“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)”建設(shè)，三廢監(jiān)測(cè)，能源供應(yīng)、生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換、消耗全流程精細(xì)化管理，碳資產(chǎn)管理系統(tǒng)等，解決現(xiàn)代煤化工生產(chǎn)過程中控制參數(shù)調(diào)整頻繁、安全風(fēng)險(xiǎn)集中、碳減排壓力大等問題；二是鼓勵(lì)新技術(shù)在三維數(shù)字化工廠建模、過程實(shí)時(shí)優(yōu)化、色譜在線監(jiān)測(cè)、設(shè)備預(yù)測(cè)性維護(hù)等方面的應(yīng)用，推動(dòng)現(xiàn)代煤化工企業(yè)夯實(shí)智能化發(fā)展基礎(chǔ)、提升裝置生產(chǎn)運(yùn)行管控水平。

（4）傳統(tǒng)煤化工及化肥領(lǐng)域

針對(duì)降低老舊裝置居多導(dǎo)致的“跑冒滴漏”，加強(qiáng)“兩重點(diǎn)一重大”安全風(fēng)險(xiǎn)管控，降低能耗及碳排放強(qiáng)度，滿足農(nóng)業(yè)精耕細(xì)作對(duì)化肥消費(fèi)升級(jí)要求等需求，一是推廣氣化爐先進(jìn)過程控制系統(tǒng)、“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)+危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)”建設(shè)、大型機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)、智能立體倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)等，解決化肥生產(chǎn)過程中鍋爐工藝指標(biāo)平穩(wěn)控制難度高、機(jī)組等故障多發(fā)、液氨及硫酸儲(chǔ)罐安全管理難度大、碳排放管理基礎(chǔ)薄弱、袋裝肥料裝卸勞動(dòng)力密集等問題；二是鼓勵(lì)新技術(shù)在三維數(shù)字化工廠建模、過程實(shí)時(shí)優(yōu)化、煙氣排放達(dá)標(biāo)、可視化巡檢無人機(jī)、企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理決策支撐、化肥流向全過程追溯等方面的應(yīng)用，推動(dòng)化肥企業(yè)提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提升本質(zhì)安全和清潔生產(chǎn)水平，加速服務(wù)化轉(zhuǎn)型。

3.3　個(gè)性化定制

多品種小批量的化工產(chǎn)品柔性生產(chǎn)通過人工智能算法、專家系統(tǒng)等智能化技術(shù)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和優(yōu)化，可靈活應(yīng)對(duì)不同種類、不同規(guī)格的生產(chǎn)需求，提高化工產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平。一是運(yùn)用仿真、三維數(shù)字孿生等虛擬技術(shù)，結(jié)合排產(chǎn)算法模型，實(shí)現(xiàn)作業(yè)全過程虛擬化生產(chǎn)，滿足個(gè)性化、柔性化生產(chǎn)需求調(diào)整；二是通過模塊化、成組和產(chǎn)線重構(gòu)等技術(shù)，搭建柔性可重構(gòu)產(chǎn)線，根據(jù)訂單、工況等變化實(shí)現(xiàn)產(chǎn)線的快速調(diào)整和按需配置，實(shí)現(xiàn)快速配方、產(chǎn)線、設(shè)備、工藝過程切換，滿足多種產(chǎn)品自動(dòng)化混線生產(chǎn)的需求；三是建立常用數(shù)據(jù)分析模型庫(kù)，利用AI、大數(shù)據(jù)分析、邊緣分析等技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能型柔性制造和管理能力，滿足多品種小批量化工產(chǎn)品的多元化定制化需求。

4　應(yīng)用成效

4.1　資源統(tǒng)籌集約，降低建設(shè)成本

通過采用“云”技術(shù)架構(gòu)，通過“云、管、端”的承載方式，通過統(tǒng)一的基礎(chǔ)平臺(tái)，集成視頻監(jiān)控、能耗管理、環(huán)境管理、安全管理、園區(qū)服務(wù)等多種智慧園區(qū)綜合業(yè)務(wù)，對(duì)園區(qū)數(shù)據(jù)信息、園區(qū)業(yè)務(wù)實(shí)行統(tǒng)一管理、統(tǒng)一處理、統(tǒng)一存儲(chǔ)，全面感知、智能調(diào)度，構(gòu)建集安監(jiān)、環(huán)保、供排水管網(wǎng)監(jiān)測(cè)等于一體的智慧化園區(qū)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)運(yùn)行管理狀態(tài)的全程實(shí)時(shí)監(jiān)管和動(dòng)態(tài)調(diào)整，對(duì)園區(qū)資源實(shí)行集約化管理和統(tǒng)一運(yùn)維，有效防止和避免了園區(qū)各業(yè)務(wù)功能單獨(dú)建設(shè)造成的無序投入和重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)園區(qū)科學(xué)化精細(xì)化管理。

4.2　保障園區(qū)安全生產(chǎn)，降低安全事故損失

科學(xué)運(yùn)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)，對(duì)園區(qū)及園區(qū)所有企業(yè)，各類危化品、危險(xiǎn)源進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)預(yù)警，從源頭上規(guī)范了園區(qū)的安全生產(chǎn)監(jiān)管和企業(yè)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，強(qiáng)化園區(qū)及企業(yè)安全生產(chǎn)意識(shí)，嚴(yán)格落實(shí)安全生產(chǎn)主體責(zé)任。在加強(qiáng)園區(qū)和企業(yè)安全生產(chǎn)基礎(chǔ)建設(shè)的同時(shí)，建立了園區(qū)閉環(huán)的安全管理體系，形成隱患識(shí)別、報(bào)告、治理的良好氛圍，保障了園區(qū)與企業(yè)安全生產(chǎn)“零事故”，最大程度保障和避免企業(yè)因發(fā)生安全事故而造成的經(jīng)濟(jì)損失，間接為企業(yè)、園區(qū)帶來經(jīng)濟(jì)效益。

4.3　發(fā)揮智能分析決策優(yōu)勢(shì)，營(yíng)造安全穩(wěn)定的環(huán)境

以防控安全生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)為重點(diǎn)，通過智能化系統(tǒng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)來源可查、去向可追、責(zé)任可究、規(guī)律可循，可有力防范和化解系統(tǒng)性的安全風(fēng)險(xiǎn)，從源頭治理、綜合治理、精準(zhǔn)治理、治理閉環(huán)等方面全面加強(qiáng)園區(qū)環(huán)節(jié)安全監(jiān)督管理和預(yù)防控制的能力，維護(hù)企業(yè)、員工、周圍群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，營(yíng)造經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展安全穩(wěn)定環(huán)境。

4.4　構(gòu)建高品質(zhì)智慧園區(qū)，助力化工專屬經(jīng)濟(jì)區(qū)域發(fā)展

以新一代信息技術(shù)為手段，以智慧應(yīng)用為支撐，有效整合園區(qū)內(nèi)外社會(huì)資源，實(shí)現(xiàn)園區(qū)安全管理智能化、公共管理數(shù)字化、公共服務(wù)網(wǎng)絡(luò)化，為園區(qū)及其周邊企業(yè)的安全管理賦能、安全生產(chǎn)護(hù)航，提升園區(qū)、企業(yè)、周邊民眾的安全管理和監(jiān)督聚合效應(yīng)，促進(jìn)園區(qū)發(fā)展向本質(zhì)安全型轉(zhuǎn)變，拉動(dòng)園區(qū)化工產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，更好地為茂名市化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展插上智能化“翅膀”。

本文摘自《工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與石化化工行業(yè)融合應(yīng)用參考指南（2025年）》

摘自《自動(dòng)化博覽》2025年6月刊