化工行业工业互联网平台的研发与应用项目由山东创恩信息科技股份有限公司自主研发,旨在通过数字化技术推动化工行业的转型升级,提升生产效率、优化资源配置、增强安全环保能力,并促进绿色可持续发展。该项目自2020年3月启动,历时4年多,于2024年10月完成,形成了完整的“创化云工业互联网平台+化工标准数据库+成功案例模板”数字资产和知识体系。
一、项目背景与目标
化工行业作为国民经济的重要支柱产业,具有资本密集、技术密集、生产环境复杂(高温、高压、易燃、易爆、强腐蚀)等特点。随着全球产业竞争加剧和绿色低碳发展战略的推进,化工行业面临着数字化转型的迫切需求。传统的生产和管理模式已无法满足现代市场的快速变化,亟需通过工业互联网平台实现生产过程的数字化、智能化,提升企业的竞争力和可持续发展能力。
本项目以国家“中国制造2025”战略为指引,结合化工行业的特殊需求,研发了专为化工行业定制的工业互联网平台——创化云(TCCloud)。该平台通过物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术,赋能化工企业的生产、管理、安全、环保等核心业务,推动企业从传统制造向智能制造转型,助力化工行业实现绿色、低碳、可持续发展。
二、平台架构与核心技术
创化云工业互联网平台采用微服务架构(Spring Boot、Spring Cloud),具备多租户、高扩展性、高安全性等特点。平台集成了物联网(IoT)、大数据分析、人工智能(AI)、边缘计算等核心技术,构建了“稳态与敏态融合”的双模IT架构,支持传统系统(如ERP、MES)的稳定运行与创新应用(如智能决策、个性化定制)的敏捷开发。
1. 物联网平台:通过数据接入、协议转换、边缘数据处理等技术,实现了化工生产过程中设备、工艺、环境等数据的实时采集与监控,确保生产过程的透明化和可追溯性。
2. 大数据平台:基于分布式存储(Hadoop)和实时数据库(InfluxDB),构建了工业大数据湖,支持海量数据的存储、处理和分析,为企业提供精准的决策支持。
3. 人工智能平台:结合化工行业的机理模型(如质量平衡、能量平衡、化学反应动力学),开发了预测性维护、工艺优化、质量预测等AI模型,提升了生产过程的智能化水平。
4. 集成平台:通过服务总线和服务治理技术,实现了企业内部各系统(如ERP、MES、HSE)的集成与协同,打破了信息孤岛,提升了企业的运营效率。
三、应用场景与成果
创化云工业互联网平台已在多家化工企业成功应用,涵盖了生产、物流、安全、环保等核心业务场景,取得了显著的经济效益和社会效益。
1. 生产管控:通过实时数据采集和工艺优化,提升了生产平稳率,降低了装置加工损失率,减少了非计划停工次数,间接收益达1980万元。
2. 安全管理:通过安全环保和应急指挥系统,减少了安全事故和异常排放次数,提升了企业的安全管理水平,直接收益达1844万元。
3. 供应链优化:通过供应链一体化优化,降低了原油采购成本,提高了高价值产品收率,收益合计1947万元。
4. 设备管理:通过预防性维修和智能仓储系统,降低了设备修理费用和库存成本,收益合计428万元。
四、创新性与先进性
1. 行业知识融合:创化云平台深度融合了化工行业的机理模型和人工智能技术,构建了“机理+算法”混合模型,解决了通用工业互联网平台在化工行业的“水土不服”问题。
2. 双模IT架构:平台采用“稳态与敏态融合”的双模IT架构,既保证了传统系统的稳定运行,又支持创新应用的敏捷开发,满足了化工企业数字化转型的多样化需求。
3. 生态协同:平台通过开放API接口,构建了化工行业的生态合作网络,实现了产业链上下游的协同作业,提升了供应链的韧性和效率。
五、社会效益与推广前景
创化云工业互联网平台的成功应用,不仅提升了化工企业的经济效益,还推动了行业的绿色转型和可持续发展。平台通过优化生产流程、降低能耗、减少排放,助力化工行业实现碳减排目标,为全球气候变化应对做出了积极贡献。
目前,我国共有化工企业2.1万多家,占GDP的比例达12%以上。创化云平台的推广应用前景广阔,未来将进一步拓展至石化、煤化、精细化工、医药化工等领域,推动整个化工行业的数字化转型和高质量发展。
六、总结
创化云工业互联网平台的研发与应用,是化工行业数字化转型的重要里程碑。通过技术创新和行业知识融合,平台不仅提升了企业的生产效率和安全管理水平,还推动了行业的绿色可持续发展。未来,创恩信息将继续深化平台的技术创新和应用推广,助力化工行业实现高质量发展,为数字经济的发展注入新动能。
1.吕英胜 2.夏辉福 3.杨泽华 4.刘延峰 5.张海波 6.刘永亮 7.刁学光 8.邱庆娥
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评价单位: |
中国管理科学学会 |
报告编号: |
CMSS2025Y031 |
评价日期: |
2025-03-31 |
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组织单位: |
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项目负责: |
吕英胜 |
成果管理: |
13954673739 |
2025年3月31日,中国管理科学学会通过线上会议形式组织专家召开了“化工行业工业互联网平台的研发与应用”科技成果评价会。专家组审阅了成果资料,听取了成果汇报,经质询与讨论,形成意见如下:
1.评价材料
资料完整齐全、规范,符合科技成果评价要求。
2.主要创新点
(1)针对化工企业提出了一个化工生产风险预警模型,可以有效降低过程中的事故风险。
(2)融合化工行业知识与人工智能技术,构建了机理加数据混合驱动的辅助决策模型,帮助生产技术人员更加科学地进行生产操作和设备维护,提高生产效率和产品质量。
(3)基于工业大数据和人工智能技术,设计了一个能够实现石油化工产品端到端流程体系的智能编排与自动化范式。
3.应用范围
成果已成功应用于石油化工和煤化工领域。成果可扩展至新能源材料、特种化学品等新兴领域,助力相关行业数字化、智能化转型。
4.专家组意见
专家一致认为该成果在石油化工行业达到国内领先水平,同意通过科技成果评价。
| 姓名 |
工作单位 |
职称 |
| 张向阳 |
中科院软件中心 |
正高 |
| 刘贵全 |
中国科学技术大学 |
副高 |
| 童晋 |
中国信息通信研究院江苏研究院 |
副高 |
| 刘征宇 |
合肥工业大学智能制造工程系 |
副高 |
| 牛倩倩 |
中国化工信息中心有限公司情报事业部 |
副高 |