数字化工厂，离我们有多远

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　  几年前，数字化工厂在人们脑海中还仅仅是个梦想，而今天，它已经被应用到汽车、航空航天、电子等行业。在石油炼化行业，如何整合、分析和应用生产运行中的海量数据，如何提升企业管理效率，如何对新产品进行虚拟化仿真设计……建设数字化工厂，为解决这些问题提供了一把“金钥匙”——
　　3月28日，在兰州石化自动化院先进控制技术研究所，高级工程师李海涛向记者演示了兰州石化数字化工厂的情景视频：在三维画面中，轻点鼠标，就可以轻松完成工程资料信息查询、事故处置、员工培训等这些现实中极其复杂的工作。让人感觉到，这仿佛不是在从事繁冗的工作，而是在玩有趣的动漫游戏。
　　数字化工厂被誉为“新时代的智慧产业”。信息技术开发实力雄厚的兰州石化从2011年就开始着手数字化工厂的研究开发工作。公司抽调精兵强将，先后到中海油、惠州炼厂、康菲中国、壳牌石化等数字化工厂建设较早的企业进行调研，了解了国内外企业数字化工厂建设的方向和特点，提出了兰州石化数字化工厂建设的方向和目标。在此基础上，兰州石化出台了数字化工厂建设方案，组建了项目经理部，与10多家软件供应商进行了技术交流，并委派技术人员赴供应商厂家进行了实地调研。
　　2月7日，兰州石化召开了数字化工厂建设启动大会，至此，兰州石化的数字化工厂项目从可研论证转入了实质性的建设轨道。
　　“国内数字化工厂建设起步较晚，建设时间最长的企业也就干了两年多的时间，建设数字化工厂的企业不足10家。国内企业数字化工厂建设在工程资料管理上，基本与国际先进水平接近；但在虚拟现实方面与国际先进水平相比还有较大的差距，主要表现在国内企业数字化工厂建设主要停留在安全管理、应急预案演练方面，涉及面不宽，深度也不够，而国际先进企业将数字化工厂建设拓展到生产、设备、安全、培训等多方面，注重全方位提高企业的管理效率。另外，学术界对数字化工厂的概念和理论局限于加工制造业，炼油化工行业数字化工厂建设的理论近乎空白。即使那些已经进行数字化工厂建设的企业，对建设数字化工厂要干什么、希望解决什么问题、能给企业带来什么价值等也没有清晰的概念。”兰州石化自动化院先进控制技术研究所所长张敏说。
　　“我们在调研中发现，国际先进企业数字化工厂建设大致分两个方向：一个是工程信息管理方向，另一个是虚拟推演和运用。前者更注重于工程设计资料和设备资料的生命周期管理，后者主要利用计算机技术制造一个虚拟的工厂环境，实现生产、设备、安全等管理和人员培训，并对其效果进行评价分析，制定更完善的措施，提升管理效率。”李海涛说。
　　兰州石化数字化工厂项目启动以来，技术人员调研了10多家数字化工厂建设企业，没有找到能满足兰州石化需求的设计蓝图。研发人员开动脑筋，自主设计，从工程和软件运用中抽象分析，规划出了定位国际先进水平、用于提升兰州石化管理水平的数字化工厂蓝图。
　　兰州石化数字化工厂建设兼顾工程信息管理和虚拟推演及运用两个方向。它运用计算机技术，建成一个虚拟的兰州石化工厂，并以虚拟的环境为导航，集成生产、设备、HSE、质量、视频、门禁等系统数据，支持工程资料管理、生产运行、设备、安全、培训五个方面的运用，为提升企业管理效率提供信息支撑。总体目标达到国际领先、国内一流。
　　“从两个方向出发来规划数字化工厂的蓝图，这种大范围的开发国际上没有先例。这也是为数字化工厂在炼化企业建设探路，困难、压力非常大。”张敏说。
　　首先，兰州石化数字化工厂的定位涉及生产经营方方面面，需要把现有的信息化系统集成上去，开发接口的难度、工作量都很大。其次，兰州石化的数字化工厂建设需要把现有的130多套实物装置在计算机空间中建成虚拟的模型，包括每套装置的每一块压力表、每一台泵都要在虚拟工厂中体现出来，这项工作没有成熟的经验可借鉴。
　　“困难大，我们信心更大。我们将按照先试点、后推广的两步走战略，先在550万吨常减压装置上试点，然后在乙烯、橡胶等装置上推广。争取在两年内完成设计、设备、运行等相关数据的集成，利用三维虚拟工厂实现对实时工厂的立体式监控和协同管理，建成一个国内一流、国际领先的数字化工厂。”张敏微笑着对记者说。
　　延伸阅读：
　　随着计算机技术、网络技术的飞速发展，数字化工厂技术不断与现代企业相结合，已成为提升企业竞争力的新动力。
　　数字化工厂是指以产品全生命周期的相关数据为基础，在计算机虚拟环境中，对整个生产过程进行仿真、评估和优化，并进一步扩展到整个产品生命周期的新型生产组织方式。
　　利用数字化工厂技术，整个企业在设计之初就可以对工厂布局、产品生产水平与能力等进行预规划，帮助企业进行评估与检验。同时，数字化工厂技术的应用使得工厂设计不再是各部门单一地流水作业，而是各部门成为一个紧密联系的有机整体。
　　利用数字化工厂技术，能够对产品设计、产品原料、生产过程等进行严格把关，统筹安排，降低设计与生产制造之间的不确定性，从而提高产品数据的统一性，方便地进行质量规划，提升质量水平。
　　利用数字化工厂技术，可以方便地进行产品的虚拟设计与验证，有效地减少资源浪费、降低产品开发成本。同时，充分利用现有的数据资料进行生产仿真与预测，对生产过程进行预先判断与决策，从而提高生产收益与资金使用效益。
　　数字化工厂不仅带来了技术上的改变，而且还将带来众多管理和观念上的改变，为企业发展提供了新的途径。

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