随着世界能源格局发生深刻变化，我国石油炼化产品需求结构正面临巨大的挑战与机遇。各大石油石化公司在提升效率、确保安全、技术创新等方面寻找新的发展路线，也对新ICT技术敞开怀抱，希望通过在数字化、智能化上发力，探索炼化行业转型升级的更多可能。
作为我国最大的成品油和石化产品供应商，中国石化早在十多年前就开始启动智能工厂的建设，目前已经是硕果累累，先后有包括天津石化在内的5家炼化企业被评为国家智能制造试点示范工厂、1家被评为智能制造标杆企业。这些企业在计划调度协同、生产智能化、智能仓储、机器人巡检、智能物流、智能化实验室、数字化交付等方面形成丰富实践经验，为炼厂智能化体系建设起到了良好的示范作用。
5G全连接助力炼厂数智化生产
对于油气行业而言，5G并不是一个陌生概念。早在2021年，国家发改委、国家能源局、中央网信办、工业和信息化部等四部门就联合发布了《能源领域5G应用实施方案》，并在方案中指出5G是支撑能源转型的重要战略资源和新型基础设施。
天津石化“南港乙烯项目”是国家“十四五”的重点工程之一。作为新建园区，天津石化充分吸收大港等园区的建设管理经验，在南港园区建设初期就秉持智能化场景与工程项目一体化“同步设计、同步建设、同步投用”的原则，构建一个与物理工厂完全一致的数字孪生体，将建设期“数字化交付/接收、建设期工程管控、运营期深化应用”相统筹，促进工程建设与智能工厂运营一体化，实现物理工厂数字化、现场管理可视化、生产运营智能化。
5G的全连接应用是支撑天津石化智能工厂的重要部分。中国石化天津分公司信息化首席专家高文清介绍说，天津石化智能工厂项目依托5G网络、UPF、北斗、NB-IoT等ICT基础设施，融合BIM、VR、GIS等多种技术，构建集监控、管理、展示、交互功能于一体的“5G+北斗”智慧园区。通过将5G技术融入石化企业生产及管理场景，高效整合数据流和管理流，解决了智能化转型中遇到的各种问题，实现生产实时透明化、管理便捷化。目前，天津石化已在仓储运行、安全管理、环保检测、装置运行全流程智能控制（IPC）、员工远程培训等方面实现了一系列智能化应用。
天津石化数字平台成果现场演示
以安全管理为例，它是最高红线，也是炼化企业发展的第一步。为强化现场安全管理，天津石化实施了电子作业票制度。相较于传统纸质作业票，基于“5G+防爆手持终端”的电子作业票操作更快捷，同时“5G+北斗”的高精度定位保证离开作业区1米外无法打卡，避免人员未到现场就签票的情况，将安全责任彻底落实到位。
违章作业是安全管理中时常发生且易有疏漏的内容。如今通过5G将现场作业视频回传至云台，采用AI识别、大数据分析等技术，建立工服穿戴、安全帽穿戴、动火作业气瓶距离识别等违章视频分析模型，对异常行为和场景进行违章行为分析，做到事前预警、事中报警、事后溯源，为现场作业管理提供了有效技防手段。
再如初期火灾智能识别，天津石化智能工厂采用“5G+有线”相结合的方式，深入研发初期火灾的智能识别系统，对现场220℃及以上、易腐蚀、易泄漏、罐区、汽车栈台、热油泵、高温管线等关键装置视频画面中的火焰特征迅速分析、自主判定，并第一时间发出报警信号，提高联动报警效率，减少人工巡查工作，为初期火灾争得宝贵的“处置黄金期”，牢筑安全生产防线。
高文清表示，建设智能工厂可全面提升经营决策管理效率，提升生产运行效率，提高安全环保管理水平，增强协同发展能力，全方位赋能企业高质量发展。
什么让智能工厂建设“如虎添翼”？
如果把智能工厂比作一条高速路，那么5G技术如同路基，ICT基础设施堪比路面，各类业务应用则可视为车辆，只有“路基”和“路面”牢靠平稳，“车辆行驶”才可放心无忧。
基于天津石化智能工厂整体需求，华为为天津石化全面提供云、无线网络、数据中心及互联、视频会议等ICT基础设施及服务，促进资源统一管控，形成经营管理、生产运营、生产过程管控、基础支撑架构，助力天津石化打好智能工厂数字底座，让各场景业务应用在此基础上“接得住、跑得快、用得好”。
在数字平台方面，打破传统应用建设模式各自为政、数据孤岛、资源分散的局面，构建云、边、端协同的数字孪生工业互联网平台，积木式快速搭建应用，为业务提供高可靠保障。并基于此平台，提供云原生的业务应用，使业务开通时间从月减少至周，保障业务快速上线。
在计算、存储资源方面，算法换脑，通过智能算法和模型提高炼厂智能分析和决策能力；遵循“分区+分层+分平面+安全”的设计理念，除满足原有业务系统，如“产销协同”等业务迁移上云和新建部署外，还为保留一定资源冗余以支撑未来业务演进，无需重新投资。
在网络方面，结合5G+有线，搭建“空天地一张网”承载办公、生产等业务需求，实现统一运维，解决了过去炼化业务网络中的故障定位不准、运维困难等问题，更好地融合OT、IT业务。
天津石化数字平台架构图
高文清提到，天津石化智能工厂采用“数据+平台+应用”的模式。首先，将数字化交付成果和生产运营数据打通，如生产优化、预测性维护等业务数据，令数据直接入湖，最大化挖掘数据价值，帮助炼厂提质增效。同时，将数字化交付的三维引擎以及各种机理模型、设备信息模型等，同步沉淀到与数字化交付相融合的平台，在工程建设初期就把设计、采购、施工等各类工地业务数据整合进来，用统一平台进行项目管理，实现工程建设和运营管理一体化。
整体来看，构建基于数字孪生的智能工厂，可实现工程建设与智能工厂运营一体化；构建基于数字孪生的数据资源中心，可形成统一的数据底座；打造基于数字化的交付成果，可构建云、边、端协同的数字孪生工业互联网平台，这些共同则组成了天津石化智能工厂的“最强大脑”。
值得一提的是，天津石化与华为在智能工厂方面的创新实践，不仅将5G、云计算等ICT技术在流程工业应用提高到一个全新的水平，也为石化产业智能化发展提供了新的范本。
一个世界级、现代化、创新型炼化基地正在天津应运而生。
