恒逸石化：打造恒鸣全流程智能工厂

一、企业简介

       恒逸石化（简称“恒逸”）致力于发展成为国内领先、国际一流的石化产业集团之一，通过实现资源共享、产业协同，全面提升综合竞争力，目前已逐步形成“涤纶+锦纶”双纶驱动的石化产业链为核心业务，石化金融、石化贸易为成长业务，化纤产业大数据、智能制造为新兴业务的“石化+” 多层次立体产业布局。

       公司综合竞争优势多年位居行业前列，主要的产品包括精对苯二甲酸（PTA），参控股产能达到1,350万吨；己内酰胺（CPL）产能30万吨；聚酯（PET）切片、瓶片以及涤纶预取向丝（POY）、涤纶牵伸丝（FDY）、涤纶加弹丝（DTY）、短纤等差别化产品，参控股产能共410万吨。公司自成立以来，紧紧围绕“巩固、突出和提升主营业务竞争力”的战略方针，联合战略合作方实现优势互补，不断向石化产业链上游延伸。未来，公司蓄力前行，借助文莱PMB石油化工项目实现又一次的跨越式前进。
 
二、企业在智能制造方面的现状

       恒逸石化是我国化纤行业龙头企业，拥有国内先进的纤维研发生产团队、生产工艺和生产线，随着企业的发展，基于自身需求恒逸在智能制造发展的主要发展路线如图2所示，核心路线为：结合公司发展战略，从信息化到智能制造，再到数字化建设，全面迈向智能化升级。
 
       近几年，恒逸围绕企业发展的实际业务需求，落地了行业内首个数字化标杆工厂、行业内首套100%AI智能检测项目、EAM、MES、数字营销平台、集团工业互联网平台、恒逸大脑等多个项目，集成基于大数据的智能化分析与决策支持方法，在生产端通过智慧制造执行系统，串联各种自动化、智能化设备，实现智能化生产、管控、决策，产品全流程追溯；在营销端打造供应链一体化系统，实现客户从商城下单、营销订单管理、智能仓储拣配、智能园区物流、到物流配送全供应链一体化管理。通过项目实施，实现了大幅提升劳动生产效率，完善以客户为核心的下单、排产、物流、服务供应链体验，实现丝锭全流程无人接触从而提升良品率，通过供应链大数据收集、分析和决策，进一步优化产品全生命周期管理，提高能耗、质量等管控，实现厂区的智慧管理和柔性化生产，大幅提升供应链效率，降低综合成本，实现数字化工厂的转型升级，稳定产品品质，降低工人劳动强度，大幅提高生产效率。

       智能制造目前已覆盖集团内10余家子公司，基本实现全面覆盖，基于项目孵化出的成熟解决方案亦向同行输出，其中化纤工业互联网平台相关的方案已在40多家外部企业推广应用，接入产业链上下游近2000家企业，拥有注册用户3万多家。目标三到五年内，推广到国内1万多家上下游企业应用，建成面向化纤领域的聚合生产机理模型、纺丝生产优化数据模型、产品全生命周期APP、化纤产品商城APP、物流配送APP、塑料托盘共享APP等功能，形成化纤行业工业互联网解决方案，实现综合能力共享度高于50%，平台社会化知识协作开放度高于50%。

三、参评智能制造项目详细情况介绍

       1. 项目背景介绍

       化纤工业是我国具有国际竞争优势的产业，是纺织工业整体竞争力提升的重要支柱产业, 也是战略性新兴产业的重要组成部分，同时也是存在产能结构性过剩，高附加值、高技术含量产品比重低等问题。随着人工智能、大数据、云计算、机器视觉等新兴技术蓬勃发展，尤其在国家《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》、《关于深化“互联网+先进制造业”发展工业互联网的指导意见》等纲领性文件的指导与推动下，我国化纤工业向智能制造方向发展取得积极成效，如化纤制造设备已经具有添加互联互通技术以及高速化通信网络技术数据接口能力和工业互联网传输条件，涌现出的关注化纤大数据处理的公司等。

       面向未来，化纤工业下游纺织服装企业的个性化需求日趋增加，在生产批次越来多、批量越来越少、对环节柔性生产的要求越来越高的新形势下，对于连续流程性的化纤工业要在提高市场需求响应速度的同时保证产品品质的一致性，必然要求化纤企业率先解决生产过程中预测能力欠缺、人工抽检难度大等问题，构建有预测能力的数字化新型基础设施来支撑未来化纤行业的智能化、柔性化、网络化发展。与此同时，化纤工业上下游处于“信息孤岛”状态，下游面对的客户是大量中小型、高度分散的纺织服装企业，行业B2B电子商务、供应链金融、物流和客户服务等对数据互联互通的需求巨大。

       工业互联网作为新一代信息技术与制造业深度融合的产物，向下连接海量设备，自身承载工业经验与知识模型，向上对接工业优化应用，为实现化纤工业全生命周期智能制造提供了系统解决方案。通过建设化纤工业互联网平台，一方面实现对化纤生产全流程的工艺设备、工艺参数、原料信息、品质信息进行实时的监测，并通过获取的实时数据进行机理模型与非机理模型分析，从而预测原料信息差异、设备波动与产品差异之间的关联，优化生产工艺的调整，提高涤纶长丝产品品质，降低能耗和物耗；另一方面，促进产业链深度融合、协同与集成应用，从而提高产业链整体效率，推进产业链的降本增效和智能化、服务化转型升级，对推动我国化纤产业向中高端迈进具有重大意义。

       恒逸是我国化纤行业龙头企业，拥有国内先进的纤维研发生产团队、生产工艺和生产线，为了进一步提升公司化纤行业综合竞争力，推进化纤生产智能化、柔性化、网络化改造，本项目拟在绍兴恒鸣公司开展现有厂区智能化建设，涉及自动落筒线、AGV丝箱转运系统、智能外观检、丝箱平衡库、自动包装线、智能成品立体仓库等等自主品牌的智能化设备，推广应用以客户自助下单自助服务为导向的供应链一体化系统，实现精细化生产管理，实现生产、物流、供应链管理和产品追溯的全流程智能化，打造基于化纤工业互联网平台的智能化工厂。

       2. 项目实施与应用情况详细介绍

       2.1 总体目标

       本项目对现有厂区开展智能化建设，打造聚酯化纤行业领先的工业互联网平台和示范智能工厂，推广成熟解决方案，提升化纤供应链整体效率，降低综合成本，项目建设主要完成以下目标：

       1）形成聚酯化纤行业领先的智能制造解决方案。围绕化纤全生命周期管理、数据中台建设、工业应用推广应用，在实际应用进一步迭代升级，纵向整合供应链上下游，横向整合物流、托盘、研发设计等行业生态资源，构建化纤产业云端开放共享创新生态。

       2）建设具有示范效应的智能工厂，实现一体化的智能供应链管理。本项目集成大数据的智能化分析与决策支持方法，在生产端通过MES串联各种自动化、智能化设备，实现智能化生产、管控、决策，产品全流程追溯；在营销端打造供应链一体化系统，实现客户从商城下单、营销订单管理、智能仓储拣配、智能园区物流、到物流配送全供应链一体化管理。

       3）推广应用行业首创、自主品牌的智能化设备系统。项目在推进过程中，基于聚酯化纤行业特点及实际需求，需要推广应用具有行业创新性的智能化技术和装备产品。项目将通过合作研发、委托开发、定制开发等方式，推广应用一批在自主品牌、自主知识产权、全球聚酯化纤首创的创新型技术产品，包括以单锭数据流为主线的系统集成、质量智能控制、智能清板机器人、人工智能外观检验系统等，并在在行业内率先推进全自动智能纺丝落丝线、全自动智能包装线、智能商业AI、工业大数据平台等智能化技术应用。

       4）提升化纤供应链整体效率，降低综合成本。本项目实施后，通过AGV、机器人等智能物流系统、智能外检系统、自动上下丝系统，以及中控智慧制造执行系统、供应链一体化系统等应用，大幅提升劳动生产效率，完善以客户为核心的下单、排产、物流、服务供应链体验，实现丝锭全流程无人接触从而提升良品率，通过供应链大数据收集、分析和决策，进一步优化产品全生命周期管理，提高能耗、质量等管控，实现厂区的智慧管理和柔性化生产，大幅提升供应链效率，降低综合成本。

       5）实现企业综合效益和竞争力提升。针对目标内容，在聚酯纤维行业首次提出单锭数据流的管理理念，采用“智能制造总体规划→确定技术方案→关键技术研究→自动化设备项目实施/软件项目实施/系统集成→应用验证及完善”的实施推进步骤，研制开发具有自主知识产权的智能制造新模式。包括工业大数据平台、商业智能AI、产品质量智能外观检检测系统、智能物流与仓储系统、自动铲板机器人，完成基于单锭数据流的差别化聚酯纤维智能工厂的项目建设。

       2.2 建设方案

       1）工厂/车间整体规划和实施方案说明

       公司共建有纺丝一车间-纺丝六车间共6条差别化化纤纤维生产线（其中新增2套，每套年产30万吨；原有4套，每套年产20万吨）并配备1个加弹车间。配套22套自动落筒机器人、6套自动包装系统、1套智能物流系统、1套云表仓储系统、1套设备资产管理系统、1套智能园区物流系统。同时全厂配套建设1个超大容量智能物流系统立体库。

       2）关键系统、环节的技术方案和技术路线

       （1）技术方案

       关键智能制造设备的引进和集成应用，包括全自动进口的高速卷绕机，自动落筒设备、自动包装设备，智能外检设备、龙门机械手、六关节机器人、AGV工业机器人。

       实现恒鸣化纤全工艺流程的智能物流系统，系统集成优化设计，系统中各项技术指标优化包括自动落丝系统、自动包装系统、货架系统、堆垛机系统、出入库输送系统、自动化控制系统、计算机软件系统。

       实现熔体运输、分配、纺丝、卷绕、落筒、AGV转运、智能外检检测、包装、入库全工序自动化控制及生产工艺数据自动采集、传输、存储，包括引进生产工艺DCS控制系统、在线检测系统、智能传感器，开发生产设备数据通信接口装置，建设先进可靠的数据传输网络，配置先进的实时数据平台。

       实现聚酯生产管理信息化，包括生产实时数据可视化、现场数据与生产管理软件的信息集成、开发和应用MES、SAP、WMS管理系统以及MES与SAP、WMS之间的协同与集成。

       （2）工厂总体设计

       整个项目的生产工艺在自动化设备应用与改造、物流智化、数字化建设等方面具有创新性和先进性。厂区总占地面积为1121亩。本项目在公司现有厂区组织实施，新增建筑面积283800平方米，采用自动化流水线生产技术，纺丝、卷绕、落筒、包装等关键工序采用国际先进水平的自动化设备，关键设备主要包括日本进口的TMT高速卷绕机、自动落筒机、机器人、自动包装设备等工艺设备，同时兼备全自动单纱强力机、自动条干均匀度测试分析仪等检测试验设备，并配备供配电、给排水等公用工程设备，形成年产140万吨差别化功能性纤维的生产能力。

       3）建设过程中解决的关键技术难点及创新点

       本项目基于自主研发的智慧制造执行系统及供应链一体化平台进行智造工厂建设。在生产端运用智慧制造执行系统，链接智能化设备，包括智能落筒包装物流系统、智能外检系统、智能包装线等设备，实现全流程智能物流及产品全流程追溯；在营销端运用供应链一体化应用，实现客户从商城下单、营销订单管理、智能仓储拣配、智能园区物流、到物流配送全供应链一体化管理。项目实施后，将服务配套厂区140万吨功能性纤维的生产、检测、物流运输及销售的智能化升级。

       智能制造实现步骤：

       （1）机器换人：实现减员、降本增效，提升产品品质；

       （2）软件集成：既打通物联网数据集成，又形成自动化设备的数据信息集成，实现高效的协同管理，奠定工业大数据的基石； 

       （3）工业大数据：智能化炼厂、智能化PTA工厂、智能化聚酯化纤工厂，实现工业大数据对产业链上下游链接，优化品质，深挖产业链价值，降低成本，提升服务价值。  
 
       在智能装备建设方面：建立智能化的清板、落筒、搬运、检测、包装、立体仓库、物流等整个生产执行智能系统，并与ODF-MES、ODF-ERP等应用软件深度融合，通过智能传感技术及遍布全厂的窄带物联网，实时采集生产过程中的环境、能源、设备等信息，实现人、机、料的互联和集成，工艺和质量优化，打造智能工厂的精益协同制造过程。

       在软件系统建设及集成方面，贯穿产品生命周期的全业务流程，以单锭数据流为主线，全面实现ODF_ERP平台和ODF_MES平台。

       在ODF_ERP平台上新建或优化研发系统、SCM系统、CRM系统、智能销售系统、商业智能AI等系统，提升企业运作效率。

       在ODF_MES平台上搭建智能装备集成系统、产品品质数据库管理系统、设备管理系统、能源管理系统、产销协同等系统。实现单锭品质、单锭成本的量化管理与动态跟踪。

       在项目中，还将实现工业大数据平台，实现聚酯过程的质量预控制，打通集团内部产业链的质量数据，全面提升全产业链的单锭品质。

       在整个项目的建设中，建立基于窄带物联网的信息共享及企业经营、管理和决策的优化体系，并采取各种措施，制订各项规章制度，确保信息安全。

       2.3 建设现状

       1）在全生命周期管理维度，建立研发系统，实现聚酯、纺丝生产流程数据可视化与工艺优化系统；信息化全面集成应用，ODF_ERP、ODF_MES系统全面建成，能够通过监控整个生产作业过程，自动预警或修正生产中的异常，提高生产效率和质量。智能化物流全面建成，实现TMS、车辆管理系统、物流系统；建立智能销售系统，建立商业智能AI，实时进行市场感知，实现销售大数据分析和个性化营销等功能。服务全面APP化。

       2）在系统层级维度，将全面实现：

       （1）智能清板机器人；

       （2）基于人工智能的产品外观检验；

       （3）全自动智能纺丝落丝线；

       （4）全自动智能包装线；

       （5）智能立体库；

       （6）自动智能装车机器人；

       （7）纱锭自动输送线；

       （8）与上下游工厂间的协同完全实现信息化，实现与客户全面协同；

       （9）全流程的数据采集，并进行数据分析，驱动业务运作。

       3）在智能化功能维度，将全面实现：能够基于能源数据信息的采集和存储，对耗能和产能调度提供优化策略和优化方案，优化能源运行方式。以单锭数据流为主线，形成数据集成系统。能够基于云平台实现企业间业务的集成。上下游质量数据互通，打通产业链品质数据，5G新技术的应用。企业实现数据库的网络化集成与应用（云数据库）。工业大数据应用，远程服务APP广泛使用。

       3. 效益分析

       1）直接经济效益

       智能工厂的实施和应用，恒鸣工厂可以直接获得的经济效益指标如表1所示：
 
       恒鸣工厂作为试点企业，先行实施并应用智能制造新模式。恒逸集团首先将在集团内进行横向、纵向的推广应用，横向是指对当前集团下属的5家同为聚酯化纤板块的子公司进行推广和应用，纵向是指将进一步朝产业链的上游PTA（三家子公司）和PX（文莱）进行推广和应用。在各个子公司下的推广和应用，效益提升将不可估量。

       2）社会效益

       信息化发展则是由信息化的企业供求双方深度互动、共创共享为特征的，是以信息化企业客户方的合作创新为前提的，因此，信息化和实体产业是完全一体化融合的，“浅度”甚至“深度”的融合已经不再适应了。基于项目成功实施总结提炼形成成熟的解决方案，对外推广和应用，真正成为行业整体解决方案的贡献者与推动者。
 
       行业推广后的社会效益如下：

       为行业的整体智能解决方案做了试点，成为行业标杆，起到带头和引领作用，在行业中推广能减少其他企业少走弯路。能源（水电气煤）和损耗的降低，将为国家的节能减排做出贡献。

       通过智能装备降低了一线操作员工的劳动负荷，在相同员工人数的前提下，生产效率大幅提升，提升了员工的幸福感，共创共享一个和谐社会。

       由“中国制造”向“中国智造”的转型升级，提升全球资源配置运营能力。把握机遇、应对挑战，提升国际竞争力。