1 第五届 第五届 2010 中国 中国MES年会 年会 流程工业的两化融合 褚健褚健 浙江大学智能系统与控制研究所浙江大学智能系统与控制研究所 2010年年12月月16日日 2 一 一 两化融合两化融合 提出的背景 二 流程工业 提出的背景 二 流程工业 两化融合两化融合 的现状 三 流程工业 的现状 三 流程工业 两化融合两化融合 未来发展的战略重点 四 总结 未来发展的战略重点 四 总结 内容内容 3 一 一 两化融合两化融合 提出的背景提出的背景 二 流程工业二 流程工业 两化融合两化融合 的现状 三 流程工业 的现状 三 流程工业 两化融合两化融合 未来发展的战略重点 四 总结 未来发展的战略重点 四 总结 内容内容 4 工业化与信息化工业化与信息化 工业化 是工业化 是人类经济发展过程人类经济发展过程中的一个中的一个特定历史阶段特定历史阶段 指从 指从农业经 济 农业经 济向向工业经济工业经济过渡 工业在国民经济中发展壮大的过程过渡 工业在国民经济中发展壮大的过程 信息化信息化 信息化既是一个技术进程 又是一个社会进程 其要求在产品或服务的 产生过程中实现管理流程 组织机构 生产技能及生产工具的变革 信息化既是一个技术进程 又是一个社会进程 其要求在产品或服务的 产生过程中实现管理流程 组织机构 生产技能及生产工具的变革 1998年联合国科教文组织 知识社会 年联合国科教文组织 知识社会 信息化是充分利用信息技术 开发利用信息资源 促进信息交流和知识 共享 提高经济增长质量 推动经济社会发展转型的历史进程 信息化是充分利用信息技术 开发利用信息资源 促进信息交流和知识 共享 提高经济增长质量 推动经济社会发展转型的历史进程 2006 2020年国家信息化发展战略 年国家信息化发展战略 5 国外工业化进程国外工业化进程 第一次产业革命 第一次产业革命 1770年年 1870年 始于年 始于蒸汽机蒸汽机的发明 和应用 以机械动力的使用为发端 基本解决了人类 的发明 和应用 以机械动力的使用为发端 基本解决了人类生产 的机械化 生产 的机械化 第二次产业革命 始于第二次产业革命 始于19世纪后期世纪后期电电的发明和应用 在生 产机械化的基础上解决了 的发明和应用 在生 产机械化的基础上解决了生产的电气化和自动化生产的电气化和自动化问题问题 第三次产业革命 始于现代第三次产业革命 始于现代信息技术信息技术的快速发展和广泛应 用 导致人类生产和生活的 的快速发展和广泛应 用 导致人类生产和生活的数字化数字化 智能化智能化与与网络化网络化 进 入信息社会 进 入信息社会 6 中国工业化进程中国工业化进程 发达国家发达国家 工业化完成后 推进信息化 进入信息社会工业化完成后 推进信息化 进入信息社会 传统传统的的工业化道路工业化道路代价代价过量消耗资源过量消耗资源 产业革命产业革命200多年多年 英国 德国 美国等英国 德国 美国等40多个国家 人口不到全球多个国家 人口不到全球15 完成工业化 消耗了全球已探明能源的 完成工业化 消耗了全球已探明能源的70 和其他矿产资源的和其他矿产资源的60 广大后发国家广大后发国家 客观上客观上难以复制难以复制发达国家的工业化道路和模式发达国家的工业化道路和模式 发达国家也对后发国家不断加速的工业化进程发达国家也对后发国家不断加速的工业化进程设置重重障碍设置重重障碍 中国中国必须走出一条科技含量高 经济效益好 资源消耗低 环境污 染少 人力资源优势得到充分发挥的 必须走出一条科技含量高 经济效益好 资源消耗低 环境污 染少 人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路新型工业化道路 7 工业化现状 中国是制造大国工业化现状 中国是制造大国 工业发达国进入后工业时代工业发达国进入后工业时代 重视研发设计 打造世界品牌重视研发设计 打造世界品牌 制造过程外包 构筑全球产业链制造过程外包 构筑全球产业链 制造转型服务 生产服务业大发展制造转型服务 生产服务业大发展 中国 准工业化的中后期 是中国 准工业化的中后期 是 世界制造大国世界制造大国 制造业所提供的附加价值在世界制造业中的比重制造业所提供的附加价值在世界制造业中的比重 截止截止2008年 我国制造业产品产量居年 我国制造业产品产量居世界第世界第1位位有有210类类 我国工业化水平与发达国家相比 还有不小的差距我国工业化水平与发达国家相比 还有不小的差距 200020092025预计比例 美国 预计比例 美国26 17 10 中国中国6 17 31 8 两化融合 信息化与工业化融合两化融合 信息化与工业化融合 信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择 坚 持以 信息化是我国加快实现工业化和现代化的必然选择 坚 持以信息化带动工业化 以工业化促进信息化信息化带动工业化 以工业化促进信息化 走出一条 科技含量高 经济效益好 资源消耗低 环境污染少 人 力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子 走出一条 科技含量高 经济效益好 资源消耗低 环境污染少 人 力资源优势得到充分发挥的新型工业化路子 江泽民 党的十六大政治报告江泽民 党的十六大政治报告2002年年11月月 发展现代产业体系 大力推进发展现代产业体系 大力推进信息化与工业化融合 促 进工业由大变强 信息化与工业化融合 促 进工业由大变强 胡锦涛 党的十七大政治报告胡锦涛 党的十七大政治报告2007年年10月月 9 两化融合 信息化与工业化融合两化融合 信息化与工业化融合 两化融合两化融合是是信息化信息化和和工业化工业化的高层次的的高层次的深度结合深度结合 是指以 信息化带动工业化 以工业化促进信息化 走新型工业化 道路 两化融合的核心就是信息化支撑 追求可持续发展 模式 是指以 信息化带动工业化 以工业化促进信息化 走新型工业化 道路 两化融合的核心就是信息化支撑 追求可持续发展 模式 国务院成立 国务院成立 工业和信息化部工业和信息化部 代表推进信息化与工业 化融合的决心 代表推进信息化与工业 化融合的决心 10 一 一 两化融合两化融合 提出的背景提出的背景 二 流程工业二 流程工业 两化融合两化融合 的现状的现状 三 流程工业三 流程工业 两化融合两化融合 未来发展的战略重点 四 总结 未来发展的战略重点 四 总结 内容内容 11 制造业的分类制造业的分类 根据生产对象在生产过程中的工业特点 可以把制造业生产类型分 为连续性生产 根据生产对象在生产过程中的工业特点 可以把制造业生产类型分 为连续性生产 流程工业流程工业 和离散性生产 和离散性生产 离散制造业离散制造业 流程工业 流程工业 单一产品的生产永不停止 机器设备一直运转 连续生 产的产品一般是企业内部其他工厂的原材料 产品基本没有客户化 单一产品的生产永不停止 机器设备一直运转 连续生 产的产品一般是企业内部其他工厂的原材料 产品基本没有客户化 石油 化工 冶金 电力 造纸等行业石油 化工 冶金 电力 造纸等行业 离散制造业 离散制造业 离散制造的产品往往是多个零件经过一系列并不连续 的工序的加工最终装配而成 离散制造的产品往往是多个零件经过一系列并不连续 的工序的加工最终装配而成 汽车 航空航天 机械制造 电子设备制造业 家电制造业等汽车 航空航天 机械制造 电子设备制造业 家电制造业等 12 劳动生产率只及发达国家 劳动生产率只及发达国家 20 30 甚至更低 甚至更低 2008年 我国二氧化碳排 量占世界总量的 年 我国二氧化碳排 量占世界总量的21 8 但 但GDP仅占仅占7 造成环境 污染的排放物 造成环境 污染的排放物70 源于制 造业 源于制 造业 效能低 高端装备自主率低 处于产业链低端效能低 高端装备自主率低 处于产业链低端效能低 高端装备自主率低 处于产业链低端效能低 高端装备自主率低 处于产业链低端 我国制造业与世界先进水平存在很大差距我国制造业与世界先进水平存在很大差距 制造业的现状制造业的现状 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 1999200020012002200320042005200620072008 万吨 中国 美国 俄罗斯 印度 日本 德国 韩国 加拿大 英国 伊朗 路甬祥 走向绿色和智能制造路甬祥 走向绿色和智能制造 中国制造发展之路中国制造发展之路 13 流程工业的地位和作用流程工业的地位和作用 石化 化工 冶金 电力等为典型行业的流程工业是我国国民经济支柱产 业 石化 化工 冶金 电力等为典型行业的流程工业是我国国民经济支柱产 业 生产总值占工业总值生产总值占工业总值 2 3 以上以上 石油和化学工业 石油和化学工业 行业经济总量巨大 国家第一大产业 居世界前列行业经济总量巨大 国家第一大产业 居世界前列 我国炼油能力超过我国炼油能力超过4 53亿吨 亿吨 列居世界第二位列居世界第二位 乙烯生产能力乙烯生产能力1430万吨 万吨 列居世界第二位列居世界第二位 纯碱 合成氨 化肥等产量纯碱 合成氨 化肥等产量世界第一世界第一 2009年全国石油和化工年全国石油和化工实现总产值实现总产值6 63万 亿元 占工业总产值万 亿元 占工业总产值12 1 14 实现高效 节能 环保的生产过程是流程企业实现可持续发展的 必然选择 也是提高企业核心竞争力的关键 实现高效 节能 环保的生产过程是流程企业实现可持续发展的 必然选择 也是提高企业核心竞争力的关键 流程行业的现状与问题流程行业的现状与问题 15 物料流物料流 16 管理信息流管理信息流 17 资金流资金流 18 流程工业信息化技术流程工业信息化技术 19 InPlant整体解决方案整体解决方案 20 信息化技术信息化技术 基础自动化 实现安全生产与平稳生产基础自动化 实现安全生产与平稳生产 先进控制与优化 实现安 稳 长 满 优先进控制与优化 实现安 稳 长 满 优 企业资源管理 企业资源管理 ERP 生产执行 生产执行 MES 和过程控制 和过程控制 PCS 系统有效集成 提供多层次的智能信息处理和优化 计算 决策支持平台 系统有效集成 提供多层次的智能信息处理和优化 计算 决策支持平台 虚拟现实 虚拟世界控制现实的智能控制与决策技术虚拟现实 虚拟世界控制现实的智能控制与决策技术 智能工厂 智能工厂 使企业的生产系统 信息系统 自动化系统和 业务管理系统成为一个协同工作的整体 为企业的生产控 制 生产管理和经营决策服务 使企业的生产系统 信息系统 自动化系统和 业务管理系统成为一个协同工作的整体 为企业的生产控 制 生产管理和经营决策服务 21 EPA 自动化领域 第一个自主研发的国际标准 自动化领域 第一个自主研发的国际标准 EPA Ethernet for Plant Automation 是一种基于工业 以太网的现场总线解决方案 是一种基于工业 以太网的现场总线解决方案 2007年年10月月5日日 国际电工委员会 国际电工委员会 IEC 发布的实时以 太网国际标准中 发布的实时以 太网国际标准中 EPA正式被列为正式被列为IEC81784 2 IEC61158 成为我国 成为我国自动化领域唯一的国际标准自动化领域唯一的国际标准 22 武汉石化500万吨炼油武汉石化500万吨炼油 长岭炼油厂1000万吨炼油长岭炼油厂1000万吨炼油 江苏灵谷4580化肥江苏灵谷4580化肥 可靠性MTBF 达到20万小时 可靠性MTBF 达到20万小时 基础自动化 集散控制系统基础自动化 集散控制系统 23 先进控制与优化的整体架构先进控制与优化的整体架构 24 先进控制与优化 安稳长满优先进控制与优化 安稳长满优 先进控制与优化项目 先进控制与优化项目 110多套多套 纯碱 世界单套最大的合成法纯碱 世界单套最大的合成法200万吨万吨 年纯碱装置年纯碱装置 唐山三友唐山三友 连续重整 亚洲最大的连续重整 亚洲最大的140万吨万吨 年连续重整装置年连续重整装置 扬子石化扬子石化