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　　近年來，借助國家產(chǎn)業(yè)政策的引導(dǎo)和智能制造的發(fā)展，我國流程企業(yè)工廠的自動化率得到了極大的提升。然而，裝置級自動化技術(shù)的提升，并沒有讓工廠操作人員完全擺脫對手動控制的依賴，意外的參數(shù)擾動很有可能造成操作不當(dāng)、報警泛濫，引發(fā)生產(chǎn)過程失衡甚至非計劃停車。

　　工業(yè)4.0的浪潮推動數(shù)字化、智能化的發(fā)展，當(dāng)代流程工業(yè)企業(yè)對工廠智能經(jīng)營提出了更深層次的需求。“如何實現(xiàn)安全、平穩(wěn)、高效地生產(chǎn)”成為困擾流程企業(yè)又一全新問題。今年7月，中控技術(shù)創(chuàng)新性地提出了新一代全流程智能運行管理與控制系統(tǒng)（i-OMC），該系統(tǒng)包含“E網(wǎng)到底、工廠操作系統(tǒng)+工業(yè)APP、自主運行”三大亮點。

　　其中，“自主運行”解決方案通過總結(jié)生產(chǎn)裝置過程控制的痛點，著眼于工藝操作過程的優(yōu)化，降低生產(chǎn)操作頻次，實現(xiàn)“少人化&無人化”操作，增加產(chǎn)品收率及經(jīng)濟效益。

　　多管齊下，平穩(wěn)運行

　　智能工廠的構(gòu)建，離不開生產(chǎn)裝置自動化水平的提升。在流程工業(yè)中，生產(chǎn)裝置大多比較復(fù)雜，且在生產(chǎn)操作上以人工經(jīng)驗為主，很容易出現(xiàn)操作人員操作不及時、操作不到位等問題，導(dǎo)致裝置普遍存在自控率低、控制性能差、能耗偏高等問題。

　　“自主運行”解決方案應(yīng)對不同層次的控制痛點，提供了從單回路到全過程的控制優(yōu)化策略，滿足生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運行和優(yōu)化操作的需要，達到企業(yè)提質(zhì)、降本、增產(chǎn)、增效的目標(biāo)。

1. 單回路：針對單回路過程，方案提供了參數(shù)整定技術(shù)，融合專家經(jīng)驗庫、IMC整定、趨勢線整定等多種整定方法進行回路優(yōu)化，提高自控率水平。同時根據(jù)不同類型用戶提供不同交互策略的整定方式，降低整定工作的技術(shù)難度，減少控制回路波動。
2. 復(fù)雜過程：針對常規(guī)PID控制器無法解決的大滯后、大擾動、慢響應(yīng)的復(fù)雜回路和過程，提供了敏捷控制技術(shù)。基于智能控制模塊進行圖形化組態(tài)，實現(xiàn)控制算法的快速復(fù)用和復(fù)雜過程的優(yōu)化控制，達成深度自控提升。
3. 生產(chǎn)全流程：針對多變量、強耦合、不可測變量的過程，基于廣域預(yù)測控制技術(shù)、模型自學(xué)習(xí)技術(shù)和軟測量技術(shù)實現(xiàn)了不可測變量的智能軟測量、多目標(biāo)卡邊優(yōu)化，實現(xiàn)裝置生產(chǎn)全過程的自主協(xié)同運行，有效降低裝置操作頻次。

　　“自主運行”解決方案幫助流程企業(yè)各類生產(chǎn)裝置實現(xiàn)了自動化水平的穩(wěn)態(tài)提升，方案投運后，關(guān)鍵工藝參數(shù)變量波動平均降低30%以上，全面提升了裝置自控率、平穩(wěn)率，降低了操作頻次，減輕了操作勞動強度，同時穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量、提高了產(chǎn)品收率，進一步降低能耗、物耗。

　　主動運維，有警必應(yīng)

　　“自主運行”解決方案首先解答了“如何讓生產(chǎn)裝置平穩(wěn)運行”的問題，但在實際生產(chǎn)過程中，為了保證安全高效的運營，自然少不了裝置的日常維護和周期性的檢修。一般來說，由于回路性能監(jiān)測、評估與改進的工作量巨大，且企業(yè)的控制回路維護人力不足，難以做到真正的主動維護。“自主運行”解決方案立足項目現(xiàn)場實際，能夠自動監(jiān)測、診斷控制回路，并對有問題的回路給出運維建議，有效降低控制回路運維的難度，解決企業(yè)人員不足造成的窘境，提升企業(yè)整體運營效率，也保障了生產(chǎn)過程的安全進行。

　　然而，主動運維的實施并不能完全阻斷生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，預(yù)防安全事故更需要過程報警的應(yīng)用。但隨著控制系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，報警設(shè)置的簡易性直接催生了報警泛濫的問題。操作工對不合理的報警習(xí)以為常，或是因為操作負荷過重導(dǎo)致無法處理諸多報警信息，重要的報警往往得不到及時響應(yīng)，造成工藝波動甚至非計劃性停車，給工廠帶來巨大的經(jīng)濟損失。因此在主動運維的基礎(chǔ)之上，“自主運行”解決方案采用報警治理技術(shù)實時解析報警信息，充分過濾無效報警，規(guī)范化報警管理，保證工廠生產(chǎn)作業(yè)的全面安全性，構(gòu)筑牢固的企業(yè)安全生產(chǎn)“護城河”。

1. 實時監(jiān)控：對控制回路性能和裝置實時操作和報警信息及進行實時監(jiān)控和統(tǒng)計分析，幫助管理人員時刻掌握企業(yè)控制回路的運行情況，實現(xiàn)控制回路的精細化管理。
2. 全面評估：按照廠區(qū)、裝置、回路逐級生成控制性能和報警情況的評估報告，對閥門儀表、回路耦合等典型問題給出智能診斷結(jié)果和回路運維建議，評估系統(tǒng)報警是否處于一個合理的狀態(tài)，輔助工程師實現(xiàn)裝置日常運行情況的批量管理。
3. 智能診斷：通過回路性能評估給出智能診斷結(jié)果和回路運維建議，幫助企業(yè)工程師實現(xiàn)回路問題定位，為回路運維提供信息支持，減少不必要的停工檢修。
4. 報警治理：合理梳理報警原因、后果，明確并消除無效報警，減少報警數(shù)量，并形成在線專家知識庫，防止操作員忽略高優(yōu)先級的報警，徹底解決報警泛濫的問題，減輕操作工負荷，確保操作工能及時有效地響應(yīng)重要警報。

　　“自主運行”解決方案通過對全廠控制回路和操作和報警信息進行評估、診斷，引導(dǎo)操作人員主動發(fā)現(xiàn)、解決影響控制性能的因素和安全隱患。同時通過報警治理，幫助企業(yè)有效減少報警數(shù)量，強化相關(guān)員工的報警意識，確保及時有效地對重要報警信息進行干預(yù)，助力工廠持續(xù)安全生產(chǎn)。

　　沉淀經(jīng)驗，精益求精

　　在實際工廠運營過程中，例如工況切換（如開停車、升降負荷、定期牌號切換、設(shè)備切換等）以及一些異常情況，往往涉及的生產(chǎn)流程比較復(fù)雜并且高度依賴人工經(jīng)驗，容易發(fā)生誤操作、漏操作，嚴(yán)重時甚至引發(fā)生產(chǎn)安全事故。

　　為避免此類情況的發(fā)生，“自主運行”解決方案基于ISA-106標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計了智能操作導(dǎo)航模塊，把生產(chǎn)工藝的操作流程以及優(yōu)秀操作工的操作經(jīng)驗固化下來，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。操作導(dǎo)航模塊的應(yīng)用，簡化了操作流程的復(fù)雜度、降低了對操作工的要求，同時減少了操作時間、降低了人員操作的負荷。

　　進一步地，中控技術(shù)利用在煉化、煤化工、氟化工、氯堿、鍋爐、工業(yè)硅、水泥、焦化等行業(yè)多年積累的工程經(jīng)驗，結(jié)合各行業(yè)生產(chǎn)工藝特性將行業(yè)解決方案固化為智能控制平臺各個專用APP，包括開停車、升降負荷以及平穩(wěn)運行狀態(tài)等不同工況下的控制方案，保證工廠全生命周期內(nèi)的平穩(wěn)安全運行。各行業(yè)解決方案可以在細分領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)共享復(fù)用，極大地提升了工程實施效率，同時也為不同類型流程企業(yè)的“降本增效”精準(zhǔn)助力。

1. 工藝固化：一改紙質(zhì)SOP查詢慢、修改難、門檻高等痛點，通過操作導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)操作規(guī)程電子化，將復(fù)雜的工況標(biāo)準(zhǔn)化。結(jié)合工藝設(shè)備進行自動化改造，實現(xiàn)一鍵啟停，完全或部分替代手動操作。
2. 規(guī)程管控：電子化的SOP可以實時記錄過程數(shù)據(jù)，一令一動，保證內(nèi)外操協(xié)同，對全流程的生產(chǎn)管控起到關(guān)鍵作用；此外，固化的程序是新員工教學(xué)培訓(xùn)的“天然教材”，可以進一步提升企業(yè)的運營效率。
3. 方案沉淀：例如自動升降負荷，牌號切換等復(fù)雜操作，基于圖形化組態(tài)的控制設(shè)計平臺，工程師通過拖拽智能化模塊，從繁瑣的代碼和算法中解放出來，聚焦工藝，快速完成特定工藝操作和控制方案的搭建，在仿真調(diào)試完善后，可實現(xiàn)方案的固化和沉淀，便于方案的運維和不斷迭代優(yōu)化。

　　中控技術(shù)“自主運行”解決方案依托于智能控制平臺和操作導(dǎo)航技術(shù)，將行業(yè)專家和用戶的行業(yè)知識及操作經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為專用的應(yīng)用程序，并將有價值的操作規(guī)程電子化，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的共享和復(fù)用，輔助生產(chǎn)過程的效能提升。用戶能夠基于以上工具，持續(xù)性地將裝置生產(chǎn)運行優(yōu)化的策略不斷固化升級，實現(xiàn)生產(chǎn)操作過程的精益求精。

　　中控技術(shù)“自主運行”解決方案指面向裝置全工況生產(chǎn)過程，用最少的干預(yù)來解決裝置生產(chǎn)過程中的自動控制問題，實現(xiàn)“少人化&無人化”運行狀態(tài)。該方案的實現(xiàn)路徑主要依托以下方面的技術(shù)應(yīng)用：

1. 回路整定：基于內(nèi)模整定算法和獨創(chuàng)的交互式策略，大幅度提升參數(shù)整定工作的效率，降低整定門檻，提升企業(yè)自控水平。
2. 預(yù)測控制：基于模型辨識、多變量預(yù)測控制、智能軟測量及模型參數(shù)自學(xué)習(xí)進一步提升裝置整體控制效果，同時通過局部經(jīng)濟優(yōu)化和卡邊控制，帶來經(jīng)濟效益提升。
3. 報警治理：應(yīng)用報警治理技術(shù)可以快速識別并消除無效報警，大幅度的減少報警數(shù)量，解決報警泛濫問題，實現(xiàn)“有警必報、多警必糾、有警必應(yīng)”。
4. 操作導(dǎo)航：操作導(dǎo)航技術(shù)通過程序化操作將操作規(guī)程電子化，實現(xiàn)一鍵啟停和無紙化記錄，完全或部分替代手動操作，保證操作一致性。

　　應(yīng)用案例

　　圍繞流程企業(yè)“智能工廠”建設(shè)，“自主運行”解決方案率先在氯堿行業(yè)得到應(yīng)用。為保證生產(chǎn)工藝的連貫性，結(jié)合氯堿裝置工藝流程及現(xiàn)場操作人員相關(guān)經(jīng)驗，設(shè)計并投運了28個先進控制器實現(xiàn)了生產(chǎn)裝置的平穩(wěn)運行，關(guān)鍵裝置波動偏差降低至少70%以上，裝置智能化水平得到顯著地提升，進一步降低了操作人員的勞動強度。目前氯堿廠倒班人數(shù)僅5人，定員由原來的120人減少到40人。

　　依托全流程的先進控制和主動運維的實施，通過優(yōu)化生產(chǎn)工況的報警以及全廠視頻監(jiān)控、設(shè)備在線健康診斷系統(tǒng)，項目實現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整裝置生產(chǎn)負荷，生產(chǎn)過程的控制更加平穩(wěn)、各項運行技術(shù)指標(biāo)更加穩(wěn)定，實現(xiàn)了長周期平穩(wěn)運行。

　　根據(jù)氯堿行業(yè)的特點，設(shè)計了全流程的生產(chǎn)工藝控制SOP，覆蓋35個子流程的啟停操作；引入智能操作導(dǎo)航技術(shù)，將生產(chǎn)過程中的順序控制、人機交互、安全工藝聯(lián)鎖等工藝操作要求進行科學(xué)整合，有效實現(xiàn)上下游裝置的生產(chǎn)協(xié)調(diào)，實現(xiàn)一鍵啟停全流程裝置。

　　該解決方案自上線以來，幫助氯堿企業(yè)打造高度自主運行的無人值守工廠，真正做到了：

　　📌 自主運行，減少操作頻次

　　📌 減少滋擾報警，減少確認頻次

　　📌 一鍵開停車，減少人工操作

　　📌 知識經(jīng)驗沉淀、數(shù)據(jù)共享

　　作為國內(nèi)流程工業(yè)自動化領(lǐng)域領(lǐng)先的自主創(chuàng)新型企業(yè)，中控技術(shù)正加快工業(yè)軟件和智能制造整體解決方案的創(chuàng)新發(fā)展，期望能與用戶一起探索和實踐，夯實自動化，快速邁向數(shù)字化、智能化，賦能企業(yè)的高效自動化生產(chǎn)和智能化管理，為流程工業(yè)的全面轉(zhuǎn)型升級貢獻力量。