石油化工行业智能优化制造解决方案（106页 PPT）

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“ 互联网 +” 时代 石油化工行业智能优化制造 我国石化行业发展现状 石油和化学（石化）工业：能源和基础原材料工业，生产燃 料油品、农用化学品、有机和无机基本原料、合成材料、精 细化学品等多种原材料产品。 石化工业是经济发展的火车头 我国石化行业发展现状 石油和化学（石化）工业：能源和基础原材料工业，生产燃 料油品、农用化学品、有机和无机基本原料、合成材料、精 细化学品等多种原材料产品。 石化工业是经济发展的火车头 包装和木材胶涂 料、热熔胶粘接 剂、纸绳、织物后 处理剂 煤 天然气 石油 丙 烯 甲 烷 丁 烷 丁 烯 丁二烯 苯 二甲苯 甲 苯 乙 烯 丁 醛 丙烯腈 己二腈 丙烯酸 丙烯酸酯 2-乙基乙醇 丙烯酸纤维 ABS 丁 醇 丁腈橡胶 己二酸 己二胺 环氧丙烷 AS 尼龙66 丙二醇 异丙苯 异丙醇 聚丙烯 醋酸丁酯 乙醛 醋酸 乙醇 氯乙烯 醋酐 醋酸乙烯 乙苯 二氯乙烯 聚氯乙烯 聚醋酸乙烯 聚乙烯醇 环氧乙烷 羧甲基纤维素 氯乙酸 醋酸纤维素 醋酸酯 丁醇 乙二醇 乙醇胺 α -烯烃 聚乙烯 包装膜、塑料包、牛奶瓶、 燃料罐、油桶、绝缘体、 盖、管材、涂覆层、房屋材 料、玩具 共享用单体( LLDPE) 、合成润滑油 化学中间体、洗涤剂、纸和织物定 型剂、后处理剂、蜡替代品、油田 化学品、脱模、增塑剂、皮革处理 洗涤剂、水泥添加 剂、化妆品、阻腐 蚀、照相化学品、 灭藻剂 非离子表面活性剂 熏蒸剂 杀菌剂 药 乳胶漆 防冻剂 刹车油 聚酯纤维和树脂 乳胶漆 墨水添加剂 水力( 系统用) 液体 溶剂 化学中间体 烟用过滤嘴 塑料 腊克( 漆) 纤维( 服饰、家用、 无纺、织物) 溶剂( 涂料、塑料、 通用) 阿司匹林 香料 药 化学中间体 淀粉改 性剂 化妆品 卫生间 药 用 化学原料 香料 酒精和汽油混合燃 料 口腔洗涤剂 药 掘井泥浆 洗涤剂 织物 纸张浆液 织物浆液 粘接剂 纸张浆液 增稠剂 可溶包装物 无纺袋 安全玻璃 建筑玻璃 乳胶漆、应用零件 布纹和无布纹纸、粉末涂料 塑料溶胶和有机溶胶、垃圾、 袋瓶、硬管、盆、柔性膜和食 品包装、房子披、迭板和屋顶 外用醇、药、涂料 溶剂、个人防护 品、喷雾剂、化学 中间体 地毯、刷子、地毯衬里、软 管带、狭条、玩具、无纺纤 维、胶片、板材、塑料瓶、 硬包装、盒子、应用部件 乳胶漆保护层、增 塑剂、粘结剂、墨 水溶剂 油、芳香油、药 物、萃取溶剂、塑 料、织物、皮革溶 剂、涂覆纸 服饰、地毯、织物 帘布、雨篷和毯 子、家具、印刷滚 筒、话筒网屏、电 池隔板 管子和配件、玩 具、家具、商务 机、电话 包装、包 箱、汽车零件 汽车和家具零件、 常用药、工业零 件、包和容器、应 用、家具 服饰 市内装潢 地 毯 轮胎帘线 带子 绳、降落伞和渔线 座位安全带 聚氨酯成型 复合玻璃纤维 食品 烟熏剂 化学中间体 表面活性剂 洗涤剂 溶剂、防冻剂、保湿 剂、防腐剂、润滑剂 药、软化剂、化妆品、 水力传动液、切削油、 化学中间体、防晒油 涂料、地板抛光 剂织物、纸、水 泥、陶瓷、皮革 后处理剂、一次 性尿布 我国石化行业发展现状 数据来源：石油和化学工业年度经济运行报告和国务院政策研究中心统计数据 2014 年，我国石化行业工业总产值位居世界第二位，其中： • 炼油能力居世界第二位 乙烯产能居世界 • 第二位 • PX 产能居世界第一位 合成树脂等产品产能在世界 • 前三位 发展现状： 我国石化行业发展现状 发展现状： 2015 年一季度，吨原油加工量综合能耗同比下降 1.7% ，吨乙烯产量综 合能耗同比下降 1.3% ，但其总体能耗水平约为世界先进水平的 1.5 倍。 “原油加工”和“化工原料及化学制品”的生产过程被列入六大高耗能行业。 我国石油、天然气资源严重不足。 2015 年上半年石油表观消费量 2.69 亿 吨，对外依存度 60.4% ；天然气表观消费量 920 亿立方米，对外依存度 31.5% 。 年份 2010 2011 2012 2013 2014 国内平均能耗 950.00 850.75 849.30 835.89 824.00 中石化平均能耗 870.42 832.80 828.00 822.36 816.29 中石油平均能耗 - 925.02 898.02 892.02 881.02 镇海炼化 937.48 790.60 777.02 764.72 774.96 茂名石化 798.74 771.40 763.29 754.19 755.52 独山子石化 - - - 741.44 751.02 我国乙烯综合燃动能耗（千克标煤 / 吨乙 烯） 我国石化行业发展现状 发展现状： 2015 年一季度，吨原油加工量综合能耗同比下降 1.7% ，吨乙烯产量综 合能耗同比下降 1.3% ，但其总体能耗水平约为世界先进水平的 1.5 倍。 “原油加工”和“化工原料及化学制品”的生产过程被列入六大高耗能行业。 我国石油、天然气资源严重不足。 2015 年上半年石油表观消费量 2.69 亿 吨，对外依存度 60.4% ；天然气表观消费量 920 亿立方米，对外依存度 31.5% 。 我国石油和化工行业结构调整步伐不大，目前仍以规模带动效益，缺乏 应对原油品质多变、乙烯原料多样化、生产模式多元化的有效技术举措； 高性能、高附加值和专用化学品的生产能力和技术研发能力相对薄弱。 我国石化行业发展现状  产业结构调整取得重要进展  产业集聚集约发展水平不断提升  自主创新能力显著增加  节能环保取得显著成效  与国际先进 / 领先水平存在差距 石化大国，而非石化强国 我国石化行业两化融合发展现状  工业化：大型化、集约化、链式发展；门类齐全、规模庞大；部分工艺 技术与装备世界领先  信 息 化 ： 控 制 和 优 化 系 统 ( DCS 、 FCS 、 PLC 、 ESD ； RSIM 、 APC 、 RTO 、 MES 、 ORION 等 ) ， 生 产 管 理 系 统 ( MIS 、 MRPⅡ 、 CRM 、 LIMS 、 PIMS 、 ERP 、 EMS 、 HR 管理、 HSE 等 ) 逐渐完善，但各类管理系统和业务系统相对独立  企业生产、经营管理等过程的数据种类和规模正以前所未有的速度增长， 亟待实现信息的深度利用 存在的问题：  工业化和信息化缺乏深度融合，关注焦点集中在对工业装置物质转化 过程的自动化  计划、调度和优化控制的指令严重依赖知识型工作者；忽视全生命周 期运行过程中的知识获取、提炼以及决策等知识型工作在资源利用、 能源管理、产品创新、安全环保等方面的应用  现有企业运行模式无法满足大数据环境下“产、供、销、管控一体化”的 现代化生产和管理决策的需求，需要利用工业物联网、云计算、知识 型工作自动化等技术实现生产过程和管理决策过程的集成优化 ( 智能 优化制造 ) 我国石化行业两化融合发展现状 亟需信息化与石化工业深度融合实现高端制造  受国际原油价格下挫的冲击，全球大型石油化工公司一季度 利润均同比下滑。部分公司炼油业务部门受益于廉价原油而 表现强劲，帮助抵消了油价下跌的影响，总体业绩超过预 期。 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 中国石化 office-online ：全球大型石油化工公司一季度利润 全球大型石油化工公司一季度利润 汇报内容  石油化工行业的发展现状  石油化工行业面临的挑战  石油化工行业智能优化制造  对上海石化智能制造认识与建议 面临的挑战  德国“工业 4.0” 战略计划：智能制造为主导的第四次工业革命 工业 4.0 智能制造时代 目前 开始应用信息 物理融合系统 (CPS) 工业 3.0 电子信息化时代 1970 年 应用电子信息 技术，提高生 产自动化水平 工业 2.0 电气化与自动 化时代 1900 年 将人类带入大批量 生产的流水线模式 和电气时代 工业 1.0 机械制造时代 1800 年 创造了机器工厂 的蒸汽时代 精益运营 更快推向市场 更严苛的制造周期 设备效率 预测准确性 端到端全面解决方案 集成平台 可配置 预测式服务 数字化产品及生产过程 智能产品 智能工厂 智能物流 新业务模式 基于消耗的消费 市场细分 精准营销 工业 4.0 工业 4.0 ：将信息和通信技术（ ICT ）与生产制 造技术深度融合，通过信息 - 物理系统（ CPS ） 技术，建立物与服务联网，在产品、设备、人和 组织之间实现无缝集成及合作。 面临的挑战  德国“工业 4.0” 战略计划：智能制造为主导的第四次工业革命 两大主题 智慧工厂 智慧工厂 智能生产 智能生产 智慧工厂：重点研究智能化生产 系统及过程，以及网络化分布式 生产设施的实现 智能生产：主要涉及整个企业的 生产物流管理、人机互动、增材 制造等新技术在工业生产过程中 的应用 面临的挑战  德国“工业 4.0” 战略计划：智能制造为主导的第四次工业革命 面临的挑战  德国“工业 4.0” 战略计划：智能制造为主导的第四次工业革命 横向集成：通过价值链及信息物 理网络实现企业间的横向集成， 支持新的商业策略和模式的发展 端对端集成：从产品开发到制造 过程、产品生产和服务，贯穿价 值链的端对端集成，实现产品全 生命周期的管理 纵向集成：根据个性化需求自动 构建资源配置（机器、工作和物 流等）模式，实现灵活且可重新 组合的制造系统 面临的挑战  美国“智能过程制造 (SPM)” 计划  美国 智能制造领导联盟 (SMLC)—— 美国自然科学基金委资助 工 业 界 领 袖 : Du Pont 、 DOW 、 ExxonMobil 、 BP 、 SHELL 、 Eastman Chemical 、 Ford 、 General Motors 、 Pfizer 、 Praxair 等 IT 供应商 : IBM 、 Honeywell 、 Invensys 、 Cisco 、 IMTI 、 AspenTech 、 ABB AG 、 Emerson 、 Rockwell Automation 、 Microsoft 等 研究机构 : 加州大学、德州大学、卡内基梅隆大学、普渡大学、奥克拉荷马大 学、橡树岭国家实验室、美国化学工程研究所等  2011 年 6 月 24 日，美国宣布启动“先进制造合作伙伴 ( AMP )” 计 划。同一天， SMLC 公布了实施 21 世纪智能过程制造 (SPM) 的技 术框架和路线图。拟通过融合知识的企业级资源计划优化、调度优 化和生产过程优化实现流程工业的升级转型，即：集成知识和大量 模型 采用主动响应和预防策略进行优化决策和生产制造的企业 面临的挑战  美国“智能过程制造 (SPM)” 计划 路线 1 由数据提取知识 重点： 数据互用、下一代传感和执行器网络 路线 2 由知识形成操作模型 重点： 分子与多尺度模拟、故障检测与分析 路线 3 单元设备 / 过程价值链的模型化 重点：数字化工厂、设备全生命周期管理 路线 4 系统集成与全局应用 重点：企业和工厂全流程多目标计划优化 路线 5 集成人、知识和模型构建绩效评估指标 重点：知识管理、员工教育、关键性能指标 Data to Knowledge Knowledge to Operating Models Key Plant Assets to Enterprise Application Key Plant Assets to Global Application People,Knowledge and Models to Combined Key Performance Indicator Smart Manufacturing Process Resilient Procative Plant Operations Smart Process 我国制造业未来转型发展  中国制造 2025—— 应对互联网、大数据、云计算等信息领域新技 术 和不断增加的国际竞争  坚持创新驱动、智能转型、强化基础、绿色发展；信息业与制造业的深 度融合是未来产业竞争的制高点，推进重点行业智能转型升级，提高制 造业资源利用效率，加快构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系。 中国制造 2025  总体要求——创新驱动 质量为先 绿色发展 结构优化 人才为本  创新驱动：创新是制造业发展的核心。我国研发投入规模近几年一直处于世界前列，但 创新能力与世界强国有差距，我国技术对外依存度高达 50% 以上；  质量为先：质量是建设制造强国的关键内核。反映国家整体实力、企业和产业的核心竞 争力；应提升企业品牌价值和“中国制造”整体形象；  绿色发展：可持续发展是建设制造强国的重要着力点。资源、能源和生态的压力凸显， 需全面推行绿色发展、循环发展、低碳发展、构建绿色制造体系，走生态文明的发展道 路；  结构优化：结构调整是建设制造强国的突出重点。调结构、促升级始终是我国制造业发 展的中心任务，行业结构、组织结构、空间结构、产品和市场结构的多维度优化。  人才为本：加快培育制造业发展急需的管理人才、专业技术人才、技能人才，建设一支 素质优良、结构合理的人才队伍，走人才引领的发展道路。 工信部规划司全面解读“中国制造 2025” 中国制造 2025  中国制造 2025 十大重点领域 网络图片 中国制造 2025  中国制造 2025 五项重大工程 网络图片 绿色发展  党的十八届五中全会——创新、协调、绿色、开放、共享发展理 念 绿色发展——环境友好、节能降耗、保护环境、经济社会发展与自然协调  均衡发展：人口资源环境与社会经济的协调发展；  节约发展：全面节约和高效利用资源，确保资源可持续性；  低碳发展：建设清洁低碳、安全高效的现代能源体系，实施近零碳排放；  清洁发展：通过实现废物的减量化、资源化和无害化的方式来实现科学发展；  循环发展：推动建立循环发展产业体系，实现资源和废弃物的循环利用；  安全发展：生产安全、生态安全，构建科学合理的生态安全格局。 中国共产党新闻网 互联网 + 制造业  国务院印发推进“互联网 +” 行动意见，“互联网 + 协同制造” 列为 11 项重点领域之一 国务院关于积极推进“互联网 +” 行动的指导意见 “ 互联网 + 协同制造” 推动互联网与制造业融合，提升制造业数字化、网络化、智能化水 平，加强产业链协作，发展基于互联网的协同制造新模式。在重点领域 推进智能制造、大规模个性化定制、网络化协同制造和服务型制造，打 造一批网络化协同制造公共服务平台，加快形成制造业网络化产业生态 体系。  “ 十三五”期间，在国际原油价格下挫、国际竞争日趋剧烈的大环境下， 我国石化行业如何结合“互联网 +” 等新思维，结合现有行业优势，充分 利用新阶段发展新政策，主动融入国家“一路一带”及“中国制造 2025” 等 国家战略，抓住机会开辟新战场，实现多元化发展。  石化行业智能转型发展：石化产业结构如何优化？石化装备如何发展？ 石化企业如何经营生产？石化装置如何优化操作？如何发挥大数据、云 计算、互联网等新技术在石化资源配置、企业生产和营销中的优化和集 成作用？ 我国石化行业未来转型发展 中国石化未来转型发展  认识新常态、适应新常态  从市场需求总量上看，走内涵发展之路势在必行  从产业结构优化上看，去产能、调结构势在必行  从市场开发程度上看，加快提高竞争能力势在必行  从资源环境约束上看，加快绿色低碳发展势在必行  从科技革命影响上看，依靠创新驱动发展势在必行  中国石化未来转型发展方向 “研发 + 制造 + 服务” 粗放型、外延式发展 “ 石油 + 化工”结构 加工制造创造价值 集约型、内涵式发展 “ 能源 + 材料”结构 技术创新和服务增加价值 来源：中国石化集团公司 2014 年度工作会议精神，中国石化 office-online 汇报内容  石油化工行业的发展现状  石油化工行业面临的挑战  石油化工行业智能优化制造  对上海石化智能制造认识与建议 供应链 石化行业发展趋势 • 客户驱动需求 • 更有效的产品物流配送 • 柔性、绿色生产 • 更敏捷的供应链 • 更高效的资源利用 需求驱动的供应链 大规模供应链计划、敏捷制造、产品跟踪和可追溯 部分摘自美国 SMLC 智能工厂愿景， Rockwell Automation 提供 客户 物流中心 智能工厂 资源 需求驱动的供应链 石化行业发展趋势 供应链 决 策 自 动 化 多介质能源 商业伙伴 配送中心 客户 需求驱动 敏捷供应链 能源优化 绿色生产 全 流 程 运 行 优 化 • 资源优化 • 产能优化 • 库存优化 • 产品全生命周期管 理 敏捷供应链管理与优化 • 高价值产 品 • 品质优化 • 低故障 • 长周期运 行 企业级优化和生产 • 安全、环保 • 能源结构优化 • 减少能耗与排放 • 环境足迹监控 能效，可持续， HSE 部分摘自美国 SMLC 智能工厂愿景 环境 知识自动化 石化行业发展趋势 资金流、物质流、能量流和信息流“四流合一” 供应链 决 策 自 动 化 多介质能源 商业伙伴 配送中心 客户 需求驱动