数字化工程的成功实践

施耐德电气助力三宁化工打造煤化工行业数字化转型典范

作者:胡静 发布时间:2020-05-22
石油化工行业正在经历一场由数字化、智能化技术引领的变革,这既是自动化、信息化技术的发展趋势,也是企业转型的必然选择。近两年,随着《GB/T51296-2018石油化工工程数字化交付标准》正式发布,化工工程项目的数字化交付从锦上添花变成了必选项。数字化交付是工程建设期业主投资的重要组成部分,通过数字化交付,业主在工程建设竣工后,同步得到了一个实体工厂和一个整合了工程建设期全息数据的虚拟工厂,可全面直观了解工厂的实际运行状况,最终实现工厂设备安全和智慧运维。

项目图 压题图

20204月,位于湖北省枝江市的三宁化工60万吨/年煤制乙二醇项目如火如荼地进行着,6000余人的施工队伍正加紧建设,预计年内可全部建成使用。作为行业翘楚,三宁化工从县域化肥厂发展为全国化肥10强,以循环经济节能降耗,靠产业链延伸提档增效,走出了一条极具竞争优势、他人难以复制的转型发展之路。

此次60万吨/年乙二醇项目是三宁化工发展历史上投资巨大、工期紧张的超大型项目之一,施耐德电气凭借技术沉淀与丰富的实践经验,在EcoStruxure架构与平台之下互联互通的产品、边缘控制、应用分析及服务三个层面上帮助三宁化工构建数字化工厂,实现了项目建设及生产控制的全面升级,开启生产管理及运维项目的全生命周期数字化升级之路

本刊记者近日有幸与湖北三宁化工股份有限公司董事长兼总经理李万清先生,施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人庞邢健先生,施耐德电气工业自动化事业部过程自动化业务副总裁何林先生进行了对话,了解了三宁化工60万吨/年乙二醇项目的数字化交付的成功实践。


李万清

“数字化交付让工厂部门之间做到了全面的打通,有了这个基础,为后续无论是生产控制,检维修、维护运营,还是技术改造等,数字化标准带来了更多的便捷,极大提升了管理效率。”

——湖北三宁化工股份有限公司董事长兼总经理李万清先生

从设计到运维

利用AVEVA NET软件平台,施耐德电气为乙二醇项目工程数字化移交提供了强有力的技术后盾,基于强大的数据处理能力、极强的系统开放性、分布式部署软件架构及友好的人机交互界面,支持用户组织、验证以及协作处理资产数据和文档,让项目在硬件工程交付的同时也实现了数字化交付。

通过数字化交付,一方面形成以工厂对象驱动的数字化资产平台,实现设备二维三维信息准确关联,方便设备资料查询管理,并可与企业的设备管理系统对接,以数字化交付的设备设计资料及供货商资料为基础,建立设备及零部件的数字化档案,实现设备检维修信息预警、实时反馈,为生产、采购、维修提供准确的设备管理和维修数据。另一方面,设计交付的三维模型为工厂运维期的可视化开发应用提供基础,可将工厂DCS系统的实时数据信息与三维模型设备进行对接,实现在三维模型中全面直观了解工厂的实际运行状况,快速做出及时准确的报警和应急处理方案,为实现运行数据与设计数据的实时对比优化、智能设备维护、仿真培训等提供平台支撑,最终实现工厂设备安全和智慧运维。

“数字化交付让工厂部门之间做到了全面的打通,有了这个基础,为后续无论是生产控制,检维修、维护运营,还是技术改造等,数字化标准带来了更多的便捷,极大提升了管理效率。项目的实施非常顺利,目前已进入尾声,全厂OTS(操作员仿真培训系统)系统也已上线,可动态模拟工厂真实生产过程,实现对生产过程和控制逻辑的模拟,对于项目团队来说非常有帮助,我们希望在数字化交付后,还能继续在施耐德电气的大力支持下,共同开发更多实用的应用功能,这是一个良好的开端,未来双方的合作会更好。”李万清表示。

庞邢健介绍到:“在项目的设计建设过程中,设计院、施工方、设备采购商以及业主共同拥有一个跨组织的协作平台和信息共享平台,数字化工程使得我们在整个项目实施期间对于进度有了可视化的模拟。除了给业主提供项目的数字档案馆,施耐德电气将工厂数据资料,包括分类、收集、整理、审批移交给未来的运营维护团队,在移交物理工厂的同时,也移交了一个数字化工厂。在工厂后续运维阶段,基于数字化的交付,业主建立了一个基于三维可视化的掌上虚拟工厂管理平台,提高工厂的运维效率,后期我们会跟三宁化工共同在数字化交付进程和实践上不断去提升和打造新的应用。”

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“施耐德电气携手三宁化工将完整的数字化交付与高质量的硬件工程完美结合,致力于打造引领行业数字化转型的典范。”

——施耐德电气高级副总裁、工业自动化业务中国区负责人庞邢健先生

打造数字化工厂

在三宁化工的60万吨/年煤制乙二醇项目里,施耐德为其提供了包含Triconex安全系统、中低压配电、中高压变频、AVEVA Intouch软件和AVEVA NET软件平台、仿真培训系统OTS及服务在内的安全与数字化解决方案,助力三宁化工打造数字化工厂。

 “施耐德电气将四维融合的数字化技术应用于生产和运营的各个场景中。第一,融合能源与自动化,在三宁化工乙二醇项目上,我们把中低压配电和施耐德电气在工业自动化,如控制、驱动,还有软件方面的业务做了很好的融会贯通。”庞邢健介绍,“第二,融合终端到云端,整合管理,实现对数据的管理与分析,从而充分挖掘数据的价值。施耐德电气提出了云、边、端的打通,包括在端的设备领域,如变频装置、中低压配电装置、边缘控制上的Triconex安全系统,GDS系统以及SCADA,在云侧有很多基于施耐德电气的智能配电,以及包括OTSAVEVA NET等软件平台,这些在乙二醇项目上进行了全面的部署。第三,全生命周期的优化,以数字化贯穿产品与生产的整个过程,从乙二醇项目的设计、建造,还有面向未来的运营和维护阶段,施耐德电气实现了项目全生命的打通。第四,从分散式管理到集成化的企业管理,三宁化工将独立、分散的各个点,例如工厂、楼宇等,通过更加全面和完善的管理体系,实现集成化管理。施耐德电气和三宁化工的合作全面体现了我们在数字化技术的四维融合和四个’打通‘。” 庞邢健说。

 “化工企业对未来的愿景和计划建立在数字化的基础之上,企业需要的不仅仅是产品供应商,而是能源管理供应商,也就是说,基于数字化的应用,让自控和配电一体化,而配电跟工控、智控的融合正是施耐德电气的差异化优势。何林还特别强调,针对油气化工行业,施耐德电气凭借自身在能源管理和自动化领域数字化转型领导者的优势,能够将配电与过程系统相融合,提供一体化的EcoStruxure Power & Process解决方案,覆盖咨询、工程、运营和维护的全生命周期,贯穿油气化工上、中、下游全价值链,能够为客户带来诸多收益:资本投入降低20%,非计划停机减少15%,过程能源利用提升10,盈利提升3%;施耐德电气凭借自身在能源管理和自动化领域数字化转型领导者的优势,能够将配电与过程系统相融合,提供一体化的EcoStruxure Power & Process解决方案,覆盖咨询、工程、运营和维护的全生命周期,贯穿油气化工上、中、下游全价值链。这种结合能够为客户带来诸多收益:资本投入降低20%,非计划停机减少15%,过程能源利用提升10,盈利提升3%。我们希望为用户真正做到能源管控,而不是仅停留控制层,数字化应用和赋能会给他们效益和能源管理起到非常大的正面推动作用。”何林表示。

何林

“从数字化设计到数字化交付,我们希望借助新装置项目的建设和运营,探索煤化工、石油化工行业的智能制造未来。”

何林,施耐德电气工业自动化事业部过程自动化业务副总裁

打造煤化工行业新标杆

作为高耗能行业,煤化工行业多年来一直对环保政策和能耗非常敏感。未来随着国家节能减排和环境保护力度的进一步加大、资源约束的进一步收紧,煤化工项目的竞争力将受到严重削弱。如何通过数字化手段优化生产管理及运营管理能力,实现企业的安全生产、效率提升、能耗优化、利润提升,成为化工行业关注的焦点。

“目前,低油价时代让煤化工新建项目处于低谷,对于煤化工企业,如何提高企业本身的竞争力,我们已经有一些数字化专家系统的应用,如先进控制,实时在线优化,在避免修改工艺流程或者不增加设备生产的情况下,通过优化调整参数,使整个生产过程处于最佳运行状态。另外在资产绩效管理和优化维护策略上,我们提供一整套专家级咨询服务,利用施耐德电气和AVEVA积累多年的专家资源,从预防性到预测性的维护,帮助用户制定维修计划,降低维护成本,实现企业运维策略的优化。所以,不单单是新建项目的数字化交付,一些老旧工厂的数字化转型也有非常大的提升空间,包括智慧配电技术,工厂运维方面小而美的应用等等,都可以帮助企业稳定生产,降低能耗,提高产品品质,实现生产效率的提升。”何林介绍。“从数字化设计到数字化交付,我们希望借助新装置项目的建设和运营,探索煤化工、石油化工领域的智能制造未来。施耐德电气希望把项目的成功实践移植到更多现有老装置上去,开发数字化应用场景和改变途径,使智能制造水平进一步提升,让整个三宁化工,无论是新装置、还是老装置,能够达到跨国公司智能制造的先进水平,这是我们共同努力的目标。”

庞邢健介绍,此次与三宁化工携手的60万吨/年乙二醇项目,技术上属于国内鲜有的高精尖工艺,投资巨大、工期紧张,同时也面临着严格的环保要求。“以李董事长为核心的三宁化工管理层,对于数字化技术趋势,做了非常高瞻远瞩的决策,施耐德电气的技术团队与设计院及工程实施团队也配合默契,项目进展快速有力。此次乙二醇项目体现出的数字化和智能化,在全球煤化工领域也具有标杆化的意义,代表着未来煤化工行业数字化转型的新趋势。” 庞邢健说。

李万清表示:这次数字化交付对于三宁化工来说是第一次,让身怀‘百年三宁,数字三宁’愿景的三宁化工朝着绿色、环保、安全、智能的化工集团又前进了一步。我相信此次合作的宝贵经验,也将对行业企业转型升级起到积极作用。

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