完成单位：神华宁夏煤业集团有限责任公司
浙江中控软件技术有限公司
机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
浙江大学
中国寰球工程公司
南京安元科技有限公司
辽宁运和软件开发有限公司
1.项目承担单位的基本情况
神华宁夏煤业集团有限责任公司是神华集团和宁夏回族自治区政府合资合作组建的国有大型能源企业。公司正在建设400 万吨/年煤炭间接液化示范项目、100万吨/年煤泥综合利用项目（甲醇）、百万吨级烯烃（煤化工副产品深加工综合利用）项目。公司将利用自动化、大数据、云计算、物联网等技术，全面提升企业感知、预测、协同和分析能力，建成智能工厂，实现工厂状态全面感知、生产操作自动化、智能优化和科学决策。
1.1 项目联合体成员单位
（1）浙江中控技术股份有限公司：国内自动化与信息技术、产品与解决方案的业界领先者，主要从事石化、化工、冶金、电力等流程工业自动化软硬件产品的开发、生产、销售及技术服务，提供智慧工厂整体解决方案，一直致力于国产控制系统、仪器仪表、工业通讯和现场总线的研究、软件开发和成果产业化。
（2）浙江中控软件技术有限公司浙江中控软件技术有限公司：公司拥有ESP-iSYS 实时数据库软件、APC-Suite先进控制软件等软件，达到国内领先，部分达到国际先进水平。公司具有着丰富的经营管理经验和深厚的技术基础，承担过多项国家级重点工程项目的建设，参与管理过多个国家级“十五”大型科技攻关项目。
（3）机械工业仪器仪表综合技术经济研究所：机械工业仪器仪表综合技术经济研究所隶属于国务院国有资产监督管理委员会。建立有机械工业测量控制网络及系统功能安全重点实验室、测控设备及系统功能安全工程技术研究中心、测量控制设备及网络质量检测中心。近年来，承担并圆满完成了一批“863”计划、科技支撑计划、科技攻关计划、科技基础条件平台项目、社会公益研究项目、科研院所开发研究专项等国家重大科学技术研究开发项目。
（4）浙江大学：浙江大学是由教育部直属，国家首批“211 工程”和“985 工程”全国重点大学。浙江大学注重精研学术和科技创新，建设了一批开放性、国际化的高端学术平台，汇聚了各学科的学者大师和高水平研究团队。
（5）中国寰球工程公司中国寰球工程公司：隶属于中国石油天然气集团公司，是以技术为先导，以设计为龙头，集咨询、研发、设计、采购、施工管理、设备制造、开车指导等多功能于一体的，具有项目管理承包和工程总承包综合能力的国际工程公司，是智力密集、技术密集的科技型国有骨干企业。公司累计获得国家授权受理专利218 项；国家级工法3项等，
（6）南京安元科技有限公司：安元公司专业从事云计算、物联网、大数据等新一代信息技术及行业应用产品的研发、销售及服务，能够为政府、园区、企业提供软、硬件一体化的智慧安监、智慧城市、智慧园区、智慧企业整体解决方案，能够为客户提供公有云、私有云、混合云等模式的产品与服务。
（7）辽宁运和软件开发有限公司：辽宁运和软件是专注于企事业绩效提升,全球首创W 绩效管理理念,集全员性、全要素、全流程、全量化、全天候、全方位6维一体的云平台解决方案提供商，自2003 年开始，在炼化企业的班组核算、班组绩效和企业绩效的几十个软件系统开发项目中有效地解决了生产绩效、班组绩效、组织绩效、全员绩效等管理难题，在短短十余年时间成为中国软件服务产业绩效管理的领袖厂商之一，并保持持续的高速增长。
2．项目基本情况
2．1 项目背景及思路
作为流程工业，规模能耗巨大、流程复杂、高温高压、易燃易爆高危。百万吨级烯烃更是石油、化工行业技术壁垒最高的装置之一，国内烯烃（乙烯）项目控制系统市场始终被国外供应商所垄断，数据孤岛现象严重。
项目以百万吨烯烃智能工厂建设为依托，通过核心主控装备和软件系统国产化，探索智能制造的推广应用模式，实现乙烯、丙烯等石油化工生产过程的优化控制、精细化管理、科学决策等单元技术和集成创新技术的突破，完成烯烃联合装置多层次、多视角、全方面的智能化管控，实现传统产业提质降本、节能减排、绿色环保等可持续发展目标，并推广应用于石油、化工等流程行业。该项目属于国家发展改革委、工业和信息化部实施制造业升级改造重大工程包重点支持的化工园区（基地）建设工程领域，将成为宁东地区煤制烯烃等现代煤化工的示范工程。
2．2 项目总体目标
项目贯彻 “中国制造2025”和“互联网+”战略部署，采用先进数字化、网络化、智能化技术，研发自主可控智能装备、智能检测、智能操作、智能运营等关键技术与系统，实现百万吨烯烃联合装置自动化控制系统、先进控制优化系统等系统国产化，实现异构系统多智能体的互联互通等应用集成，形成石油化工企业智能工厂通信网络架构导则等3项智能制造标准草案。
2．3 项目基础条件
本项目由国内一流的“产、学、研、用”单位组成联合体，成员单位在国内工控装备和软件及系统集成、标准制定、科研、设计、安全管控、绩效决策等领域国内领先，并具备关键核心智能技术和研发产业化能力。神华宁煤集团在化工领域是国内乃至国际在建规模最大的生产基地，完全可以培育起一支具有国际先进水平的实施团队和科研人才队伍，形成自主安全可控的面向石油化工领域的智能制造新模式可以应用复制到石油化工等流程工业其他领域。
2．4项目主要内容及特点
2.4.1项目主要内容
百万吨级烯烃智能制造新模式推广应用项目建设内容总结为“一三十”工程，即一个智能服务数据总线、三层次智能化平台、十大核心智能应用系统，形成三项智能制造标准草案。
一个智能服务数据总线：基于实时数据库、关系数据库等，研究工程设计、工厂资源、生产动态、现场多媒体等信息的融合技术与可视化技术，建立基于统一数据仓库的智能服务总线，实现生产、安全、能源、设备、质量、绩效等智能管理系统的集成，完成与ERP的互联互通，消除“信息孤岛”、“应用孤岛”。
三层智能化平台：（1）生产过程自动化智能控制平台，以自动化控制系统为核心；（2）企业生产管理智能优化平台；（3）企业生产运营智能服务平台。
十大核心智能系统：工程设计数字化移交、过程控制自动化控制系统、实时数据库系统、先进控制优化系统、生产执行系统、能源管理系统、实验室信息管理系统、设备运行管理系统、安全风险分级管控与安全应急指挥系统、目标传导式绩效管理系统。
形成三项标准草案：石油化工企业智能工厂通信网络架构导则、烯烃生产能效评估方法、企业制造执行系统与企业资源计划系统的集成技术规范等。
2.4.2项目主要特点
神华宁煤百万吨级烯烃智能工厂建设更突出从设计到运营、从检测到控制到经营的全周期多层次系统性、整体性的智能化，突出关键核心装备、核心技术、重大应用的攻关与实践应用并重，技术成果自主可控。
3.项目实施需要解决的关键问题
3.1 项目实施需要解决的关键问题
（1）工程设计数字化交付（2）复杂异构系统的互联互通
（3）复杂过程动态特性优化控制策略设计
（4）多层次、多尺度工厂统一建模
（5）重大耗能设备能效分析与优化
（6）关键生产设备故障诊断与操作优化（7）区域定量风险分析及重大事故模拟
（8）绩效管理理念落地
3．2项目标准规范
神华宁煤百万吨级烯烃智能工厂建设取得成功后，将在石油化工行业起到积极的示范作用，形成三项标准草案：石油化工企业智能工厂通信网络架构导则、烯烃生产能效评估方法、企业制造执行系统与企业资源计划系统的集成技术规范等。
3．3信息共享与集成:
智能服务数据总线基于实时数据库、关系数据库等，研究工程设计、工厂资源、生产动态、现场多媒体等信息的融合技术与可视化技术，建立基于统一数据仓库的智能服务数据总线，实现生产管理系统、安全管理系统、能源管理系统、设备管理系统、质量管理系统、绩效管理系统等集成以及与集团ERP 系统的互联互通，消除“信息孤岛”、“应用孤岛”。
4 项目价值、优势和创新点
4．1 项目价值：
通过本项目的实施可实现：过程控制系统自控投用率>90%,生产动态数据自动采集率>98%;建立烯烃联合装置总体设计／工艺流程数字化模型，实现工程设计 “数字化交付” ，;建立互联互通的网络架构与烯烃联合装置信息模型，实现业务系统的互联互通与应用集成建立实时数据平台，实现过程控制系统的联网与数据共享;裂解炉、C2／C3 加氢反应器等关键生产装置实现APC 优化控制，围绕烯烃工艺构建立安全风险定量分析模型，实现统一安全风险分级管控与智能预警打通生产执行系统MES 与 ERP 的集成，实现计划－调度－操作闭环管控,打造“六全”管理模式的目标传导式绩效管理平台， 4.2 项目创新点
（1）国内第一家实现设计成果具有正确性、一致性和完整性的真正意义上的数字化交付。
（2）实现了在百万吨烯烃装置上DCS、APC、MES、EMS、SES等核心应用软件的国产化，做到了自主可控。
（3）智能数据服务总线采用了即插即用的动态注册技术，实现异构数据的统一存储和共享，异构应用系统的多应用智能互联。
（4）提出计划、调度、操作多层次统一建模策略与工具，实现业务模型的统一。
（5）对关键设备、耗能设备建立了混合模型，实现了健康诊断、故障预警、能效分析、优化操作的一体化应用。
（6）实现企业绩效管理目标化、过程化、数字化、价值化导向。
（7）构建全面的风险分级管控体系及风险分析预警体系，实现风险点、线、面全方位覆盖，提升企业运行的安全等级。
5．项目实际应用情况及效果分析
5．1 推广应用的经济、社会效益分析
工程设计成果“数字化交付”成果再利用。 提升领导决策的智能化支持能力。
提高各业务环节协同作业水平。 提高企业节能降耗水平。
实现设备预知维修管理模式。
提高装置操作的智能化水平。
提高企业安全管控能力。 创新企业管理模式。
同时，神华宁煤百万吨级烯烃智能工厂建设取得成功后，必将在石油化工行业起到积极的示范作用，形成具有自主知识产权的系列科技成果及智能制造标准草案，为同行业企业智能工厂建设提供参考样本和模版，更好的促进整个石油化工行业智能制造转型升级进程，产生良好的社会规模效益。_
5．3 效果分析：
（1）提高生产效率>20%、降低运行成本>20%
通过实施智能工厂管理，工厂管理机构的设置遵循精简、高效的原则，采用直线职能制+扁平化的管理模式，实行公司和生产车间两级管理，提高了生产运行管理的效率。
（2）提高能源利用率提高10％
通过对工艺流程和技术方案的优化，在保证产品质量的基础上，充分考虑节能降耗因素，生产使用的主要设备采用先进的、能耗较低的设备，配备完善的能源计量器具，提高了整个项目的能源利用率。
（3）降低产品的不良率降低20％
选用高性能、高可靠性等规范的仪表及控制系统，避免因仪表及控制系统故障引起装置非计划停工。控制系统将采用世界先进的控制应用软件、在线实时优化软件以及先进控制软件，提高了软件运行的可靠性，减少了系统故障率。全装置采用全流程自动化设计，保证了工艺参数的稳定，有利于生产稳定和保障产品质量，提高产品合格率、降低产品不良率；另自控率和平稳率的提高可减少操作次数、降低操作人员劳动强度、优化操作人员数量、降低维修费用。
