中国电子技术标准研究院-流程型智能制造白皮书-2019.8-83页_2mb

流程型智能制造白皮书总结

核心内容

《流程型智能制造白皮书》由中国电子技术标准化研究院、深圳华制智能制造技术有限公司和东北大学联合编写，旨在梳理流程型制造的核心问题，总结智能制造的实施要素，分析行业发展现状，并提出实施建议。白皮书聚焦石化、有色、钢铁、水泥、食品、医药等行业，围绕数字化、网络化和智能化三大要素，系统阐述了流程型智能制造的发展路径和实践方向。

主要观点

1. 流程型制造的特征：

   • 流程型制造涉及物理和化学反应，生产过程连续且复杂，存在测量难、建模难、控制难和优化决策难的问题。
   • 与离散制造相比，流程型制造更注重系统集成和过程优化，其生产模式、运营模式和商业模式均需进行智能化升级。

2. 智能制造的实施要素：

   • 数字化：包括工艺信息管理、生产数据采集、设备状态管理等。
   • 网络化：强调系统互联互通，实现数据共享与整合。
   • 智能化：利用智能控制、预测性维护、数字孪生、实时优化等技术，实现生产过程的智能分析与决策。

3. 智能制造的建设方向：

   • 工艺优化：通过仿真、评估、优化，实现生产过程的高效和稳定。
   • 智能控制：提升关键工艺参数的控制精度，实现生产过程的智能化管理。
   • 生产调度：实现生产计划的智能优化，提升资源协调与调度效率。
   • 物料平衡：通过实时数据采集与分析，实现生产过程的精准管理。
   • 设备运维：构建预测性维护与数字孪生平台，实现设备运行的透明化与智能化。
   • 质量检验：提升检测效率与准确性，实现全过程质量追溯与管理。
   • 能源管控：通过能源数据采集、分析与优化，提升能源利用效率与管理水平。
   • 安全环保：利用智能预警、数据监控等手段，提升安全管理与环保响应能力。

4. 智能制造带来的变革：

   • 生产方式、运营模式、商业模式、设备运维与资产管理模式都将发生显著变化。
   • 智能化技术推动流程行业向高效化、绿色化、集约化发展。

关键信息

1. 行业现状与挑战

• 流程行业是我国实体经济的基石，占全国规模以上工业总产值的约47%，是高能耗、高污染行业。
• 当前流程行业面临资源紧缺、能源消耗大、环境污染严重等问题，同时存在生产过程自动化水平不足、管理决策不科学、信息感知能力有限等挑战。

2. 智能制造的发展机遇

• 供给侧改革：推动流程行业向高质量、高效益发展。
• 国家政策支持：国家出台多项智能制造相关规划，为行业发展提供政策基础。
• 标杆示范作用：部分行业龙头企业已积累成熟经验，为行业智能化提供模板。

3. 智能制造实施成效

• 提升生产效率与产品质量。
• 降低能源消耗与生产成本。
• 实现设备运维的预测性与远程化。
• 强化安全环保管理，提高风险预警能力。
• 实现企业资源的优化配置和管理流程的数字化。

重点建设方向与新模式

1. 新商业模式

• 通过智慧供应链、远程运维等手段，实现产业链信息集成和协同。
• 构建智能化网络系统，推动流程型制造与服务业、金融保险业等跨界合作。

2. 新运营模式

• 实现从金字塔式静态管理向扁平化动态管理转变。
• 强调信息融合、数据分析和智能排程，提升企业整体运营效率和协同能力。

3. 新生产模式

• 基于工艺、控制、调度、质检、能源等要素的智能优化，形成新的生产方式。
• 通过智能决策支持，实现最优工艺参数设定、最佳调度计划与最优配方。

4. 新设备运维与资产管理模式

• 借助数字孪生、增强现实、远程运维等技术，提升设备管理的智能化水平。
• 实现设备全生命周期管理，提高设备运行的稳定性与安全性。

发展现状分析

1. 国家级项目进展

• 2015年至2018年，国家级智能制造试点示范项目覆盖了石化、化工、有色、钢铁、水泥、食品饮料、医药等流程行业。
• 化工、石化、钢铁、医药行业的试点示范项目数量较多，起到了显著的行业带动作用。

2. 行业投入情况

• 石化行业：关注安全生产、炼化过程智能优化、设备智能管理。
• 有色行业：重视冶炼及加工智能优化、装备智能化改造、智慧矿山建设。
• 钢铁行业：关注设备运维、工艺优化、生产调度。
• 医药行业：强调质量检验、工艺优化与全流程追溯。
• 食品饮料行业：注重质量检验、生产调度与物料平衡。

3. 技术应用情况

• 各行业均在智能控制、工艺优化、生产调度、设备运维、质量检验、能源管理、安全环保等方面加大投入。
• 重点技术包括数字孪生、预测性维护、工业大数据、工业云、物联网等。

实施建议

1. 智能制造赋能设计院与科研机构：寻找核心技术突破口，推动技术创新。
2. 以智能制造为契机，引入技术人才：提升企业智能化水平。
3. 依托标杆示范企业与标准化手段：加速流程型智能制造的推广和应用。

附录与图示

• 白皮书附录包含术语表，便于理解专业概念。
• 图目录展示了各章节核心问题的分析与实施要素，包括工艺优化、智能控制、生产调度、物料平衡、设备运维、质量检验、能源管控、安全环保等。

结语

本白皮书为流程行业智能制造提供了系统化的分析与建议，对推动智能制造在流程行业的深入应用具有重要意义，也为相关企业提供了实施路径和方向参考。