編者按 當前，信息網絡技術及智能化技術的創新浪潮正在席卷全球，基于信息物理系統的智能裝備、智能工廠等智能制造正在引領制造方式變革；網絡眾包、協同設計、大規模個性化定制、精準供應鏈管理、全生命周期管理、電子商務等正在重塑產業價值鏈體系。5月19日，國務院印發了《中國制造2025》，其中提到將智能制造作為一項重戰略，并制定了關于加快發展智能制造裝備和產品、推進制造過程智能化、深化互聯網在制造領域的應用等實施細則。作為國民經濟建設的支柱產業和基礎產業，石油和化工行業也將受到新一輪變革的深遠影響，與智能制造的深度融合，必將使這個傳統行業綻放新的生機！
智能裝備提高生產效率
如今，眾多企業都在發展智能制造或者構建智能制造產業鏈中的某一環節。早在2012年4月25日出臺的《智能制造科技發展“十二五”專項規劃》中，就已經明確表示要全面開展智能制造技術研究，在現代傳感技術、網絡技術、自動化技術等先進技術的基礎上，通過智能化的感知、人機交互、決策和執行技術，實現設計過程、制造過程和制造裝備智能化，將信息技術和智能技術與裝備制造過程技術的深度融合與集成。
工業和信息化部部長苗圩在5月13日舉行的2015智能制造國際會議上發表演講時指出，信息技術和制造業的深度融合是未來產業競爭的制高點，要搶占這一制高點，就必須把智能制造作為主攻方向。要抓好智能裝備和智能產品的研發生產，突破高檔數控機床、工業機器人等智能制造裝備和智能化生產線的關鍵核心技術，加快服務機器人等智能化產品的研發和產業化。
當前，全球正掀起以信息網絡技術、智能化技術為代表的創新浪潮。眾多國家紛紛開展了相關的研究，包括德國提出的“工業4.0”。為此，德國弗勞恩霍夫協會的生產系統和設計技術研究所正在進行相關技術的研究――水處理用的滲透膜如何實現“自組織”方式智能生產。“自組織”是通過在托盤或物件上黏結e-Grain實現的。e-Grain大小如同玉米粒，從上到下分5層：天線、主板、傳感器、電源、底座。e-Grain具有通信功能，與各種傳感器結合，對膜的生產進行“自行調度”。這個項目成功后還可以將技術推廣到其他制造企業。
由此可見，信息網絡技術與傳統制造業相互滲透、深度融合，正在深刻改變產業組織方式，促進生產過程的無縫銜接和企業間的協同制造，實現生產系統的智能分析和決策優化，使智能制造、網絡制造、柔性制造成為生產方式變革的方向，并將極大地提高生產效率。
石油和化學工業聯合會副秘書長胡遷林告訴中國化工報記者：“智能制造給石化領域帶了很大的影響，不僅有效地提高了生產效率，同時也節約人力成本，提高產品質量、穩定性。尤其是在輪胎、煉油以及一些新興產業中，智能化技術與生產流程的深度融合將進一步提高生產效率、優化制造工藝。”
而智能制造要依托很多智能制造裝備，有了智能制造裝備才能構成一條智能生產線或數字化工廠。那么，智能化的裝備如何提高生產效率？據華中科技大學機械科學與工程學院教授尹周平介紹，智能裝備是將專家的知識和經驗融入感知、決策、執行等制造活動中，賦予產品制造在線學習和知識進化能力，從而實現自學自律制造。這樣的目標將通過軟件和網絡進行產品開發生產和服務溝通、機器與產品實時進行信息和指令交互以及自主控制和優化等技術路線實現。
全流程物聯網構建智能工廠
近日，一條《東莞首個民營無人工廠開建》的消息在網絡上引發熱議。該工廠隸屬于東莞松山湖長盈精密技術有限公司，是一家以制造、銷售超精密部件及模具的高新技術企業，比相同規模的工廠在人員配備上減少90%，預計將不超過200人。東莞無人工廠開建在國內并不是唯一，且未來智能機器人的應用會更加普及，但在這一發展過程中，企業和個人都將面對機器人浪潮所帶來的顛覆性變化。
苗圩指出，要大力推進制造過程的智能化，從產品設計智能化、關鍵工序智能化、供應鏈優化管控等方面，推進重點行業智能制造單元、智能生產線、智能車間、智能工廠建設；要積極培育新型生產方式，結合行業特點，推進重點行業智能制造應用示范，不斷探索大規模個性化定制、云制造等新型制造模式。
“智能工廠包括生產流程、經營銷售、數字化車間、企業內部的信息化管理等一系列內容，是一個立體的概念。”胡遷林告訴記者，智能工廠不僅僅是生產流程，而是涵蓋全流程的不同層面的信息化集成。尹周平則將智能制造歸納為三個集成：由ERP、MES、PCS等系統構成的制造體系縱向集成，從客戶需求出發到產品開發、生產、服務的全周期集成，以及網絡化設計、生產、物流、營銷等企業的橫向集成。
智能制造不僅采用新型制造技術和設備，而且將迅速發展的信息通信技術物聯網和服務互聯網滲透到工廠，在制造業領域構建信息物理系統，從而徹底改變制造業生產組織方式和人機關系，并帶來商業模式的變革。因此，智能制造不是某個領域的技術突破，也不是簡單地用信息技術改造傳統產業，而是信息通信技術與制造業的融合發展和集成創新。
業內人士認為，智能工廠的建成以及產業鏈的整合將加速形成新的企業與用戶、供應商關系：一是由大規模批量生產向大規模定制生產轉變；二是由集中生產向網絡化異地協同生產轉變；三是由傳統制造企業向跨界融合企業轉變。
物聯網是智能制造的一個重要領域。PTC公司行業技術總監吳躍表示，通過物聯網技術定義信息關系，將各系統有機地聯系在一起，根據數據可進行研發制造改進，降低重復故障的發生、趨勢診斷、早期的問題診斷。據悉，PTC幫助客戶在智能互聯時代，轉變其產品的制造、運營和服務方式，改變了在整個產品生命周期（從概念和設計到采購和服務）中創造產品和提供產品服務的方式。
個性化定制開展智能服務
利用物聯網、大數據、云計算等新一代信息技術與工業的深度融合，除最大限度地降低生產成本、減少能源資源消耗、有效提高生產效率外，更為重要的是對于市場需求的急速反應和對服務的升級完善，也代表著生產方式向定制化、分散化、服務化轉變。
一方面，企業以用戶為中心，就產品設計、制造與用戶進行實時互動，為大量用戶定制產品和服務，而有獨特需求的顧客也可以參與到產品的設計、生產、運作、回收等環節，甚至在生產過程中隨時根據需求改變設計及生產；另一方面，基于云計算、制造系統集成、服務生命周期管理、大修維修（MRO）、遠程診斷與服務等關鍵技術，廠家可提供云制造、系統成套與工程總包、產品全生命周期維護等服務。
“互聯網加制造，最大的改變就是對大量涌來的信息進行共享、整合，如利用大數據等技術進行分析后調整產品的設計。”胡遷林表示，今后產品的個性化需求會進一步攀升，大宗的、同質化的需求將不再是主流，就拿輪胎來說，需要滿足農用、卡車子午胎、玩具車等形形色色的需求，而智能化、模塊化的設計正好可以對應這樣的變化，也有助于企業實施“走出去”戰略。
互聯網、物聯網、云計算、大數據等在信息的強力支持下，制造商、生產服務商、用戶在開放、共用的網絡平臺上互動，單件小批量定制化生產將逐步取代大批量流水線生產。隨著生產型制造向服務型制造轉變，網絡眾包、異地協同設計、大規模個性化訂制、精準供應鏈管理等正在構建企業新的競爭優勢；全生命周期管理、總集成總承包、互聯網金融、電子商務等加速重構產業價值鏈新體系。
江蘇大明金屬制品有限公司副總經理金建東向記者介紹，智能化的生產固然有利于提高生產效率、減少人力成本，而物聯網的發展將有助于傳統產業的進一步整合。目前，他們公司已經開拓了材料超市等滿足多元需求的服務領域。
中國制造到中國“智”造
國際金融危機后，歐美發達國家紛紛推出“再工業化”戰略，力圖搶占國際競爭的制高點，如美國制定了先進制造業國家戰略計劃，德國推出了“工業4.0”戰略，法國出臺了“新工業法”。與此同時，新興國家也不甘落后，去年9月，印度發布“印度制造”戰略，將制造業作為立國之本，希望利用后發優勢和低成本優勢實現工業強國的目標。全球制造業發展格局的深刻變化，使我國制造業發展面臨發達國家和發展中國家的“雙重競爭”，這不僅是制造業的新課題，也是對包括化工等基礎工業的新挑戰。
據胡遷林介紹，智能制造在不同行業發展不盡相同，在一些加工流程工藝較為明顯的行業發展較好，例如煉油、輪胎、化肥等行業。目前工信部也正在開展相關行業的試點，包括九江石化、青島軟控、魯西化肥、賽輪金宇等信息化試點項目。
一些大型央企也開展了智能化道路的探索。大唐移動通信設備有限公司行業應用事業部總經理彭渝表示，大唐將4G通信技術引入油氣行業，并從無線技術、設備本身的環境可靠性等方面做了大量改造和定制，并針對油氣行業的作業環境特點，重新修改整個系統的建網方案及工程管理辦法。
胡遷林認為，在智能制造方面，我國與國際先進水平存在一定差距，缺乏一些核心技術導致整體水平中低端化。化學工業也呈現大而不強的局面，信息化水平參差不齊。與德國的“工業4.0”相比，我國更為注重原材料工業等，而高端制造業、設備制造進步空間很大。因而，中國的智能制造路線雖可借鑒發達國家的多次工業革命，但也不能忽略我國一直以來缺乏高端制造的具體國情。
此外，我國的智能化進程與國外也存在不小的差距。據中國石化信息化管理部主任李德芳介紹，石化智能工廠與國外的差距主要體現在幾個方面：第一，以環境優化為約束的效率提升，在降低能耗、減少污染、安全生產等方面尚有一定的差距；第二，實現生產過程閉環管控的關鍵環節，我國缺乏適用的高端技術；第三，對于已經獲取的海量生產和經營數據，國內還沒有形成適用于石化生產有效全流程的知識模型庫。
“在國際化背景下，我國應用系統集中集成程度需要進一步加強，基礎設施應該更具有彈性；同時，應加強行業應用標準規劃和評價指標體系建立，以促進行業整體優化。”李德芳指出。
來源：中國化工報
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