第六章
流程型智能制造
1、流程型智能制造定义
1.1流程工业概述
流程工业：也称过程工业（ProcessIndustry），是以资源和可回收资源为原料，通过物理变化和化学反应的连续复杂生产，为制造业提供原材料和能源的基础行业。典型的流程工业包括石油、化工、造纸、水泥、制药等行业。
1、流程型智能制造定义
1.1流程工业概述
与离散制造等生产过程相比较，流程工业在以下方面具有行业的特点：
?产品结构：上、下级物料之间数量关系不固定；每个环节产出的不只是产品或中间产品，可能细分为主产品、副产品、协产品、回流物和废物等。
?工艺流程与生产设备：工艺流程相对固定；生产设备专用，设备维护特别重要，一旦发生故障，损失严重。
?物料存储：流程工业企业的原材料和产品通常是液体、气体、粉状等，通常采用罐、箱、柜、桶等进行存储。
1、流程型智能制造定义
1.1流程工业概述
?自动化水平：一般采用较大规模生产方式，生产工艺较成熟，自动化设备相对完善。
?生产计划管理：流程工业企业主要采用满负荷、大批量生产，订单往往跟生产无直接关联。
1.2流程型工业开展智能制造的必要性和紧迫性
随着人类社会和新科学技术的发展，世界经济和产业格局进入了调整、变革和发展的新时期。
德国基于制造业基础率先推出了“工业4.0”计划，向未来互联网融合推进.
美国提出了“工业互联网”概念，向未来制造业演化，本质上是利用当今快速发展的信息技术，实现传统产业转型并开拓新兴产业，占领产业竞争制高点。
1、流程型智能制造定义
1、流程型智能制造定义
1.2流程型工业开展智能制造的必要性和紧迫性
在此背景下，我国出台了一系列推进智能制造发展的重要文件，这是我国为实现从制造大国向制造强国转变的重大战略部署。
2、流程型智能制造架构
2.1流程型智能制造的总体架构和环节分析
自18世纪中叶以来，以化学工业为代表的流程工业经历了若干主要发展阶段
流程型智能制造体系架构
对于流程工业，供应链的总体集成和优化是关注的重点，体现在以下几个方面：
1.智能制造企业具有强学习能力，共同价值观、市场需求、可持续发展等可集成在一起；
2.供应链为过程协作控制模式，而不是嵌入式离散控制；
3.生产组织从“集中模式”逐步演化为“集成模式”；
4.在商务过程、决策过程的综合智能帮助下，企业可以适应更严苛的环境。
2、流程型智能制造架构
2.1流程型智能制造的总体架构和环节分析
流程型智能制造体系架构示意图
2、流程型智能制造架构
2.1流程型智能制造的总体架构和环节分析
基于CPS的流程型智能制造主要设想
基于CPS的流程型智能制造技术架构示意图
2、流程型智能制造架构
2.2流程型智能制造需要考虑的关键组成要素
对物流、物性、资产等全流程监控与高度集成，建立数据采集和监控系统
实现生产模型化决策、过程量化管理、成本和质量动态跟踪以及从原材料到产成品的一体化协同优化
对工厂总体设计、工艺流程及布局等建立数字化模型
建立数据采集和监控系统
建立制造执行系统
建立数字化模型
2、流程型智能制造架构
2.2流程型智能制造需要考虑的关键组成要素
对于存在较高安全风险和污染排放的项目，对有毒有害物质排放和危险源进行严格的自动检测监控
实现各生产环节之间，以及数据采集和监控系统、制造执行系统与企业资源计划系统的高效协同
建立工业信息安全管理制度和技术防护体系
具备网络防护、应急响应等信息安全保障能力
建立互联互通网络架构
严格的自动检测监控
2、流程型智能制造架构
2.3流程型智能制造的若干关键技术分析
八大技术
3、流程型智能制造案例分析
3.1某石化企业的智能工厂
该石化企业的智能工厂建设重点围绕“计划调度、安全环保、能源管理、装置操作、IT管控”五个领域，体现自动化、数字化、可视化、模型化、集成化等智能化制造特征。
经智能化改造之后取得了比较突出的效果：
?不断提升本质安全水平；
?实现敏捷生产；
?提高经济效益；
?提升管理效率。
3.1某石化企业的智能工厂
该石化企业智能工厂总体架构是一个三层
结构，主要分为以ERP为核心的经营管理
层（经营管理平台）、以MES为核心的生
产执行层（生产营运平台）和IT基础设施的
过程控制层（信息与运维平台）。
某石化行业智能工厂总体架构
3、流程型智能制造案例分析
3、流程型智能制造案例分析
3.1某石化企业的智能工厂
初步成效
(1)构建智能工厂框架
在现有三大平台基础上，进一步建成投用了集中集成平台、全流程（计划