石油化工智能工厂工程设计阶段工作的探讨.pdfVIP

《中国制造2025》指出：推进制造过程智能化，在重点领域试点建设智能工厂、数字化车

间，加速智能工厂在工业行业领域的应用推广。《国家智能制造标准体系建设指南》（2018版）

进一步完善了智能制造标准体系，其中涉及石油化工行业的重点是：智能工厂工程设计、智

能工厂交付、智能生产和集成优化等标准，主要用于规定石油化工智能工厂工程设计、建造

和交付等建设过程。

石油化工智能工厂（下文简称智能工厂）是以现代工业技术为基础，采用成熟的数字化、网

络化、智能化技术，围绕生产管理控制、设备运行、质量控制、能源供给、安全应急等五项

核心业务，采取关键装置优化控制，计划调度操作一体化管控，能源优化减排，安全风险分

级管控、生产绩效动态评估等关键措施，着力提升企业生产管控的感知能力、预测能力、协

同能力、分析优化能力，为企业经营管理综合效益和竞争力提升提供了坚实的保障，并能够

最终帮助企业实现高效、绿色、安全、良好的管理目标。

智能工厂区别于常规工厂，具有数字化、模型化、自动化、集成化、智能化等特征，现阶段

智能工厂的建设绝大部分采用先实施工程建设，投产后再进行智能工厂改造的逆向建模过

程，是一个从设计—施工安装—运行的过程，本文根据智能工厂的特征，探讨智能工厂工程

设计阶段各要素包含的内容。智能工厂的主要特征如图1所示。

图1智能工厂的主要特征示意

通过对智能工厂各设计要素的研究，以智能工厂的主要应用为主线，首先将智能工厂各功能

模块与各专业设计联系到一起，找出它们之间的关系，让智能工厂继承设计阶段的成果，交

付可继承和重复应用的工艺模型和三维模型及数据；根据智能工厂对数据及接口的需要完善

设计，避免或减少工厂建成后再进行智能化改造。其次，从正向建模出发，以智能工厂的特

征为目标，在设计阶段设计合理的智能检测仪表，获得足够的工艺运行数据、设备运维数据、

安全环保数据。对于智能工厂，工程公司除按常规进行设计外，在设计阶段还需要探讨各主

要专业包含的技术要点。

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1工艺系统专业主要工作探讨

1.1工艺系统数字化设计

智能工厂工程设计以数字化设计为基础，使用一体化设计平台。常用的一体化设计平台有

COMOS一体化设计平台、SmartPlantFoundation集成平台和AVEVA设计平台。根据智能

工厂数字化设计及交付的总体要求，选择使用的软件设计平台。

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1.2工艺模拟优化

工艺模拟软件主要有Pro/II，AspenPlus，AspenHYSYS等，用于工艺流程模拟计算。智能工

厂模式下的工艺流程模拟结果不仅为工艺、系统设计与计算提供了基础数据，而且该数据和

模型同样可以应用到运营阶段。模拟软件不仅为工程技术人员优化生产及设计提供了强大的

工具、模型数据基础，而且在设计优化、故障诊断、新产品开发、装置生产能力标定、产品

质量提高、寻找装置“瓶颈”、制定合理的改造方案、优化操作和方案评估等方面也有很好的

应用。

1.3提出工艺过程的智能化需求

在工程设计阶段，需要考虑智能工厂中工艺过程的需要，提出工艺检测参数条件。例如：工

艺管道的腐蚀监测，根据同类装置易发生腐蚀的具体位置，设置腐蚀监测的重点参数，同时

还要考虑环境的影响。因此，检测点的设置依据是根据装置及设备腐蚀机理、工艺操作参数、

介质相态及介质关键区域流体特性等确定检测参数和位置。

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在工厂运行时需进行设备健康诊断即设备监控与预警。对每一类设备，根据其特点设置温度、

压力、流量、振动、泄漏、腐蚀等关键参数信息。其中设备本体的泄漏、腐蚀等参数由设备

专业提供给工艺系统专业，再由工艺系统专业体现在管道和仪表流程图及下游专业条件中。

2信息工程专业主要工作探讨

智能工厂信息管理系统的整体架构符合GB/T50609-2010《石油化工工厂信息系统设计规

范》和GB/T26335-2010《工业企业信息化集成系统规范》的要求。系统总体架构应具备可

扩展性，按照工厂的实际需要，选择和优化所需功能模块设计信息系统，其重点是基础设施

的规划。确定系统间接口和集成方法，总体架构规划应按照工程架构整体的层次化结构，分

别按基础设施、信息服务及信息化应