一、企业简介

　　山东恒信高科能源有限公司位于宁阳化工产业园，成立于2015年，是集高端化工、大型现代公铁联运内陆港、新能源产业于一体的综合性企业。公司坚持走高端化、低碳化发展之路，聚焦高端化工、清洁能源、新材料产业赛道，不断创新突破，推进资源综合利用、循环经济发展和产　　业体系再优化。

图1  恒信高科厂区图

　　2022年，公司入选山东省高端化工领域高质量发展重点企业名单,2023年成功申报山东省首批、省内行业唯一的煤基精细化工“产业大脑”，获评山东省工业互联网储备平台、山东省智能工厂、山东省工业互联网标杆工厂，入选中央网信办数字化绿色化协同转型发展优秀案例。

　　二、主要产品简介

　　恒信高科一期项目采用最先进的工艺、设备、安全、环保、节能新技术，建设了2×60孔JNDX3-6.25型大容积捣固焦炉、储配煤一体化筒仓、干熄焦余热发电、煤气净化、焦炉煤气制甲醇等生产装置，主要生产焦炭、甲醇及下游高端化产品。

图2  主要产品样品图

　　二期项目依托焦炉气、富氢、甲醇等资源优势，推进资源综合利用、循环经济发展和产业体系再优化，建设精细化工、高端化工产业基地，主要产品包括碳酸二甲酯（DMC）、聚碳酸酯新材料等，目前正加速建设氢能源产业示范基地项目，打造以燃料氢、工业氢新能源开发利用为核心，集制氢、储氢、运氢、用氢产品开发于一体的氢能源产业链。

　　三、数字化转型前的痛点和需求

　　1.系统数据未打通。企业安全、生产信息化系统健全，但由于系统部署分散、数据接口协议不统一，获取调用困难，各系统间存在数据壁垒，没有实现系统打通、数据整合，无法为管理层决策提供数据支撑。

　　2.生产效益有待提升。企业对于原煤、入炉煤和焦炭指标的检测维度在业内属于中上游水平，但是未将全部指标数据合理应用。配煤环节主要依赖人工经验，难以兼顾质量稳定与成本控制，也影响了副产品的综合效益。

　　3.新员工培训周期长。生产环节的配比规则、人工经验没有量化，新员工在培训时，缺乏有效的模拟环节，无法进行配方思路的可行性分析和结果验证，培养时间长、成本高。

　　4.规划建设合理性验证。氢能源新厂区规划展示形式为CAD图纸，管理层无法直观地看到厂区的全貌，无法人为验证设计的合理性。

　　5.重点区域巡检风险高。焦炉地下室为企业重点防爆区域，目前是人工进行巡检，存在巡检风险较高、信息获取处理不及时、运维效率不高等问题。

　　四、数字化转型措施

　　（一）数字孪生工厂平台

　　基于恒信高科先进的设备自动化和较完善的信息化基础，通过接入DCS、PLC、SIS等设备仪表，打通ERP、WMS、EMS、HMS、质检化验等信息化系统，构建企业数据中台，实现IT和OT系统的有效整合。

图3-1 恒信高科数字孪生工厂平台

　　1.生产工艺管理

　　通过数据中台，获取原料煤、配合煤、焦炭和化产品的关键指标化验、批次数据，构建人工智能工艺优化模型，实现质量预测、化产率预测、配比优化、煤源推荐等功能，有效提升产品质量稳定性，降低生产成本，实现全流程综合效益最优；拓展企业用煤范围，降低用煤成本。

　　2.设备管理

　　基于数字孪生技术搭建精准设备模型，通过对接运行参数、工艺参数构建精细化设备管理体系，实现设备运行状态实时监控、远程运维及预测性维护。

　　3.安全管理

　　通过虚拟现实和增强现实技术搭建数字工厂模型，在虚拟空间实现员工操作培训，结合人员定位技术模拟消防演练，排除危险隐患，实现厂区安全巡检，提升厂区整体态势把控，提升安全管理水平，保障安全生产。

　　4.厂区规划

　　通过三维建模技术，将氢能源厂区二维设计图纸进行三维全景映，射模搭建氢能源厂区模型，方便管理人员实时查看、人工验证规划合理性，在规划阶段及时调整，降低施工试错成本。

　　（二）建设智能无人巡检机器人系统

　　通过智能化的无人机器人系统对焦炉地下室进行定期和异常情况下的巡检，能够有效降低人员的工作风险，提高巡检的准确性和效率，有效降低设备运行安全风险。

　　1.全方位高效智能巡检

　　焦炉地下室智能无人巡检机器人项目配备智能巡检管理平台针对焦炉生产车间多座焦炉、多台套巡检设备的不同场景，可开展巡检任务设置、巡检状态监控、巡检结果记录、巡检告警信息查看及处理等活动。不仅能够满足各项监测要求，还能使巡检工作变得更加高效和智能化。

　　2.自动化、智能化巡检，提高效率和准确性

　　通过温度、压力、流量等各种传感器及无线物联技术实现系统组网功能，可以实现对待检现场运行状态的实时监测。这种技术的融合创新可以实现自动化、智能化的设备巡检和管理，大大提高巡检效率和准确性，降低人工成本和风险。

图3-2 机器人数实融合管理平台

　　3.智能化分析预测，提高设备运行稳定性

　　配备先进的人工智能算法，对实时传感器数据收集的数据建立预测模型，进行有效分析和决策支持，及时识别设备异常状态，并预测可能发生的故障种类。提高设备运行的稳定性和可靠性，降低了维护成本，可实现生产效率的持续提升。

　　4.虚拟现实互动，促进员工技能提升

　　焦炉地下室智能无人巡检机器人项目与恒信高科数字孪生智能工厂项目融合，创建焦炉地下室的虚拟副本，能够实时映射和同步现场的状态，技术人员可在虚拟环境中制定故障修复方案和设备维护方案，员工可以通过与虚拟环境的互动，来掌握焦炉地下室的运行原理和设备操作技能，降低人员培训时间和成本。

　　五、转型后应用成效

　　（一）数字孪生工厂平台成效

　　1.基于数字孪生技术，通过接入OT设备数据，整合现有IT系统数据，构建数字工厂。数据利用率提升30%，设备管理和安全管理水平提升18%，新厂区规划建设试错成本降低8%。

　　2.通过大数据挖掘和人工智能建设工艺优化模型，保证质量稳定性，快速响应市场变化，综合效益提升约1000万元/年。

　　3.节约国家优质煤炭资源，减少污染物排放，实现工业绿色化发展。

　　4.通过低代码平台赋能企业人才培养，开发效率提升25%，人力成本降低13%。

　　（二）智能无人巡检机器人系统成效

　　1.项目可以有效减少高风险区域的人工巡检次数，直接降低人工成本13%。

　　2.通过数字孪生模型的建立，设备检维修方案准确性和效率都有所提升，设备运行稳定率上升15%。

　　3.通过物联网和人工智能技术的有效运用，设备异常处置及时率提升20%，设备安全管理水平提升18%，区域安全风险降低25%。

　　六、下一步打算

　　恒信高科将以智能工厂建设为抓手，遵循“明确重点，突出特点，建好试点，做出亮点”策略，通过业务模型化、链条智能化，逐步探索具有恒信高科特色的“智能工厂”管控新模式。

　　1.业务模型化建设。通过对人员、装备、产品、环境和生产过程等数据进行挖掘，通过知识、模型等实现核心业务精准预测和部分业务的优化控制。

　　2.链条智能化建设。实现内外部两条链双循环。内部以生产A区为链主，协同管控生产B区，推动全产业链优化提升，成为效益领先的全产业链智能化标杆；外部以数通智联工业互联网平台和产业大脑为载体，基于模型驱动业务优化和持续创新，实现产业链协同并衍生新的制造模式和商业模式。