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用AI护航国家能源安全

管廊智能巡检系统使用后,帮助大榭石化巡检团队将隐患响应时间缩短至分钟级别,响应时间提升了5-8倍;巡检作业范围由目视检查扩大到"视觉、听觉、嗅觉"多维度分析,巡检范围扩大了70%。

和过去比起来,巡检的作业范围扩大了70%,巡检的次数可达到每日8次,对隐患的响应时间提升了5-8倍,达到分钟级别。

——”中海石油宁波大榭石化有限公司(以下简称大榭石化)一位巡检负责人

项目背景

“和过去比起来,巡检的作业范围扩大了70%,巡检的次数可达到每日8次,对隐患的响应时间提升了5-8倍,达到分钟级别。”中海石油宁波大榭石化有限公司(以下简称大榭石化)一位巡检负责人,用一串亮眼数字展现了该企业在安全管理智能化方面的最新成果。

(大榭石化厂区)

安全生产是能源企业发展的生命线。一旦发生危险事故,将会给企业造成巨大损失,严重威胁企业员工的人身安全。因此业内常把“安全生产工作只有起点,没有终点”作为警示语。《“十四五”国家安全生产规划》提出,要强化安全风险管控,开展智能化作业和危险岗位的机器人替代,推动第五代移动通信(5G)、物联网、大数据、人工智能等技术在安全生产风险管控场景的融合应用,防范遏制重特大事故,实施“工业互联网+危化安全生产”工程,推动危险化学品企业及园区安全风险智能化管控。

中海石油炼化有限责任公司(以下简称中海炼化)提出,积极推动企业数字化、智能化转型,按照中国海油数字化转型要求向“智能工厂”迈进,并提出到2035年公司智能化信息化水平居于国际一流的目标。

在此背景下,中海炼化联合百度智能云展开了一次创新探索,向苦寻安全管理解决方案的能源企业展现智能化技术所赋予的十足“安全感”。

解决方案

安全无小事,能源安全生产进行时

传统能源企业的生产作业过程大多具有高温、高压、易燃易爆、连续性强等特点,因而往往将生产巡检视为“生命线”。

作为中海炼化在长三角地区最为重要的石化基地,大榭石化具有千万吨级原油加工能力,一直希望优化现有的巡检作业方式。与其他传统能源企业一样,大榭石化早期采用的也是传统人工巡检方式,但在日复一日的巡检作业中,人工巡检的弊端不断凸显,给企业的正常生产带来了不良影响。

以大榭石化隧道管廊为例,这是连接新老厂区的重要枢纽,隧道内共布置78根管线,主要有燃料油、液态烃及芳烃化工品等易燃易爆介质。该管廊安全运行重要性极高,高质量巡检难度较大。管廊内光线昏暗,人工检查以目视为主,遗留较多盲点;环境潮湿闷热,人工劳动强度大耗时长,特别是大量繁琐的现场抄表工作,造成信息同步实时性差;另外,存在有毒有害物泄漏、火灾等风险隐患,很难保障巡检人员的人身健康与生命安全。

近年来,伴随着大榭石化的扩建增产,信息化建设工作正在同步推进,日常运行、现场作业活动对降本增效、防范安全风险、打造高质量生产作业能力的要求越来越高。从生产安全的角度出发,作业调度和生产管理亟需引入数字化技术,打造实时监控、及时预警、质量健康、安全环保、风险防范等关键生产运营能力。

另外,能源安全一直被看做“平安中国”的核心指标之一,今年政府工作报告中进一步强调了国家能源安全问题,着重提出要增强国内资源生产保障能力,加快油气、矿产等资源勘探开发,强调在能源供应端保障国家能源安全。

(大榭石化办公区)

这就给大榭石化这类能源企业带来了严峻挑战:一方面需要肩负起安全生产的重任,另一方面,必须率先引入科技企业的数字化、智能化手段,在少有先例的情况下进行创新探索。大榭石化在与百度智能云的合作中,探索出了一条能源央企安全生产智能化转型的新路径。

谈及为何选择百度智能云?大榭石化相关负责人表示,管廊智能巡检项目对完整的软硬件一体智能化产品能力要求极高,其中硬件需要达到IIC级防爆,而软件不仅要实现数字孪生可视化控制,还需要基于深度学习,运用和持续优化检测模型,最终达成对各类传感数据的实时自主智能分析。但是目前行业内绝大多数产品尚不具备完整的软硬件一体智能化产品能力,海油信科在评估百度技术产品提供的建设方案后,发现其不但符合全部关键技术要求,还有相关专利支撑,具备技术领先性。

客户收益

AI赋能安全巡检,AI创造生产价值

自2020年底开始,大榭石化与百度智能云启动合作,在中海炼化支持下,一同打磨建设方案。

大榭石化先是与百度智能云进行了多次现场调研交流,电话会议研讨,针对大榭石化的巡检痛点及需求,同步了建设思路。其中百度智能云不仅根据大榭石化的具体巡检情况形成了针对性需求分析,还从统筹规划的角度,分析炼化公司的规划建设思路,统筹对人工智能模型工厂、统一模型中心以及安全预警分析软件平台基础部分规划、建设要求,并打造标准统一的AI模型、孪生模型等数据能力。

2021年2月初,大榭石化与百度智能云讨论形成了成熟先进、软硬件结合、智能可视、边云一体的系统集成架构,具备长期系统标准化、可扩展演进的空间。

在之后近大半年时间里,百度智能云与大榭石化深度合作,细化落实方案的设计,针对多样性的巡检手段,通过详细摸排,针对性分析巡检过程中30余个标准巡检项目,整合已有算法、明确实现功能到巡检平台业务功能定义中。此外还针对性调用、收集、采集现场实景图像资料20多类,形成了人工智能库底数据。

最终于2021年底形成了完整详实的管廊智能巡检系统方案,并通过技术专家评审的方式形成了相对明确的建设意见,百度智能云的云智一体能力在其中得到了充分展现。

在该方案中,软硬一体的百度智能特种机器人担任“前端”,搭载可见光、热成像、声音传感器等数据感知设备,进入管廊现场采集各类数据,并回传至“中枢大脑”——管廊安全智能预警协作平台。该平台上有各种AI模型,可通过多模AI分析技术实时监测与分析管廊内人员、设备以及环境的状态,能够及时发现危险,及时预警,防患于未然。

不仅如此,管廊安全智能预警协作平台还通过数字孪生技术,将管廊现场数字化,实现了巡检过程与巡检结果的可视化展示,工作人员可在一个大屏上实时查看前方管廊现场全景;而基于端云一体化设计,则实现了前端管廊现场和后端监控中心的端云联动,可对巡检数据与AI模型进行闭环管理,“中枢大脑”快速收集现场数据,并依据管廊场景进行AI模型的持续迭代升级。

管廊智能巡检系统不仅弥补了传统人工巡检方式的不足,还进行了技术创新和应用创新。

在技术层面上,“管廊智能巡检系统”可综合声音、气体、红外、激光、可见光、震动传感器的实时数据,全面分析现场时间、空间、外观、环境、运行状态等因素,尤其是不放过温度异常、气体微小泄露等人工难以发现的安全风险,消灭人工巡检死角,实现全方位高精度检查,大大提升巡检质量。

而在应用层面上,智能巡检机器人可7*24小时不停歇,并可探查人力不能触及的危险区域,从而降低日常人工巡检的劳动强度与作业风险,让人员安全更有保障;机器人的实时响应代替人工侦查,保障了前后端实时联动,可以更精确的进行信息接报、事件定位、设备联动。居于指挥中心的“AI大脑”,结合人工智能深度学习技术与算法模型,支持管廊全景视窗、安全实况监测、综合安全预警分析、安全告警管理等应用,实现可视指挥调度,全面分析研判,智能辅助决策,立体应急联动。

能源安全生产三步曲:传统——数字化——智能化
实践是检验认识的真理性的唯一标准,产品的好坏要看他是否能给客户创造价值。

据了解,管廊智能巡检系统投入使用后,帮助大榭石化巡检团队将隐患响应时间缩短至分钟级别,响应时间提升了5-8倍;巡检作业范围由目视检查扩大到”视觉、听觉、嗅觉”多维度分析,巡检范围扩大了70%。此外,巡检次数得以增加,可实现每日8检,大幅提升了巡检效能。

而从间接效益来看,该系统的应用可有效减少人员环境健康风险,在发生有毒有害介质发生轻度泄漏的情况下,提前预判工作人员进行有效防护;此外,还提高了管理协同效率,管理链条从手动班报统计分析向实时智能在线转变,管理粒度从小时级提升到分钟级。这对安全生产的保障显而易见。

谈及未来发展规划,大榭石化相关负责人介绍道,以成功运行的隧道机器人为基础,大榭石化积累了AI算法和一定规模的训练数据,大大提升了人工智能的准确度,打造了可以在更多生产管控现场应用的智能技能,形成了人工智能技能生产的能力平台。新厂区投运后,希望将更多数字化智能化手段,应用在更多生产管控场景中,打造新一代的智能化工厂管控体系,强化全面感知,智能数据分析以及实时可视的联动能力,通过数字孪生、一张图可视、物联网、可训练AI等技术的结合,让管控体系能够自主循环运行。

从传统到数字化再到智能化,大榭石化和百度智能云共同书写了石化行业智能化的新篇章。未来双方还将持续深化进行更多的实践工作,将经验转化为知识,将技术赋能给企业,从而带动整个行业的智能化升级。