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        數據驅動，找到化工最優解  

工(gong)業(ye)互聯網對化(hua)工(gong)行(xing)業(ye)的(de)重塑，在青島海灣集團可以獲(huo)得最為直觀(guan)的(de)感受。

自2010年啟動(dong)環保搬遷，海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)團不僅獲得了物(wu)理(li)空間的(de)釋放，同時也踏上了數(shu)(shu)字化(hua)(hua)轉型的(de)全新賽道(dao)。通(tong)過對化(hua)(hua)工裝置實(shi)(shi)施數(shu)(shu)字化(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)升級，海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)團實(shi)(shi)現(xian)了對全流程生產數(shu)(shu)據的(de)實(shi)(shi)時采(cai)集(ji)(ji)、監控、集(ji)(ji)中(zhong)存(cun)儲；通(tong)過打通(tong)不同層級與流程間的(de)數(shu)(shu)據壁壘，海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)團已經構建起了數(shu)(shu)據采(cai)集(ji)(ji)、傳輸(shu)、存(cun)儲、處理(li)和(he)反饋的(de)閉(bi)環，利(li)用數(shu)(shu)據流動(dong)，為企業尋(xun)找到了更多的(de)最優解……

在海(hai)灣集團，伴隨著這個全新數字經濟體系的(de)不(bu)斷(duan)生長，工業互聯(lian)網在化工領域的(de)應用場景也逐漸明晰(xi)。

      讓變化“數據化”  

在海(hai)灣集團旗下(xia)位于董(dong)家口的(de)(de)海(hai)灣化(hua)學廠區，放眼望(wang)去，半空中(zhong)銀色管(guan)廊縱橫交(jiao)織(zhi)，聚合釜、精餾塔(ta)等(deng)大型(xing)裝置如高樓林立(li)。一(yi)天(tian)24小時、一(yi)年300多(duo)天(tian)，這些(xie)裝置內(nei)每(mei)時每(mei)刻都(dou)(dou)涌(yong)動著悄無(wu)聲息(xi)的(de)(de)化(hua)學反應。在這個(ge)過(guo)程中(zhong)，每(mei)一(yi)個(ge)節點都(dou)(dou)在產生液位、壓力、溫度、劑量、流量等(deng)復(fu)雜(za)的(de)(de)變化(hua)……對(dui)這些(xie)變化(hua)必須(xu)實時掌控(kong)，否則分毫之差都(dou)(dou)將引起“蝴(hu)蝶(die)效應”，影響產品品質，甚至帶來安全隱患。

在實現(xian)裝置自動化(hua)之前，企業一直是(shi)依靠(kao)一線職工的(de)(de)手動操作來把(ba)控這些變化(hua)。人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)經(jing)驗是(shi)保障產(chan)品質(zhi)量最核(he)心的(de)(de)因(yin)素。海灣化(hua)學生產(chan)部部長明(ming)(ming)坤告訴記者，像在鹽(yan)酸生產(chan)線，氫(qing)氣(qi)(qi)與氯(lv)氣(qi)(qi)的(de)(de)配比是(shi)決定鹽(yan)酸產(chan)品質(zhi)量的(de)(de)重要因(yin)素。生產(chan)過程中(zhong)，技術人(ren)(ren)(ren)員搬個小板凳坐在合成爐附(fu)近，透過爐子上的(de)(de)視鏡(jing)觀察爐火(huo)的(de)(de)顏(yan)色(se)，“顏(yan)色(se)發黃就是(shi)氯(lv)氣(qi)(qi)加多(duo)了(le)，顏(yan)色(se)發白就是(shi)氫(qing)氣(qi)(qi)加多(duo)了(le)。這可是(shi)很(hen)考驗人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)眼力和經(jing)驗的(de)(de)。”明(ming)(ming)坤笑著說(shuo)。

要應用工業互(hu)聯(lian)網(wang)，首(shou)先就是(shi)要讓這些憑經驗觀察的(de)感(gan)性“變化(hua)”轉化(hua)為精確(que)的(de)“數(shu)據”。正如國內數(shu)字化(hua)設計與制造權威、中國工程院院士譚建榮(rong)所言，數(shu)據是(shi)工業互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)核(he)心，走向工業互(hu)聯(lian)網(wang)的(de)第一(yi)步，就是(shi)要將(jiang)散落在生產(chan)流程中的(de)碎片(pian)化(hua)的(de)信(xin)息量化(hua)、收(shou)集。

海(hai)灣集團有(you)關負責人介紹，海(hai)灣集團自上世(shi)紀90年代就(jiu)開(kai)(kai)始引入DCS工業(ye)控制系統，對生產基礎設施進行數字(zi)(zi)化(hua)改造(zao)，而2010年9月啟(qi)動(dong)的(de)整體搬遷，則開(kai)(kai)啟(qi)了數字(zi)(zi)化(hua)建設的(de)新征程。

“廠區的(de)(de)每一(yi)臺(tai)裝置(zhi)都安裝了(le)不同種類的(de)(de)監測(ce)儀器和自動控(kong)制閥，這就是我們收(shou)集信(xin)息數(shu)據的(de)(de)基礎(chu)(chu)，也(ye)是進行智能(neng)化控(kong)制的(de)(de)基礎(chu)(chu)。”明坤以氯氫工(gong)段的(de)(de)氫氣(qi)鍋爐為例，煙氣(qi)出(chu)口處有溫(wen)(wen)度計(ji)，能(neng)夠實時感知煙氣(qi)出(chu)口處的(de)(de)溫(wen)(wen)度，而這些(xie)溫(wen)(wen)度信(xin)息最終通過(guo)信(xin)號(hao)傳輸顯示在了(le)DCS系統(tong)的(de)(de)屏幕上。除(chu)了(le)溫(wen)(wen)度數(shu)據，生(sheng)產過(guo)程中(zhong)產生(sheng)的(de)(de)壓力、液位、流量等數(shu)據也(ye)都盡(jin)在DCS控(kong)制系統(tong)的(de)(de)“掌控(kong)中(zhong)”。

目前，僅海灣化學生產環節(jie)就配置了(le)1萬余塊智能(neng)儀表(biao)儀器(qi)，實(shi)時數據庫共有6萬個監(jian)測點，實(shi)現了(le)氯堿、VCM、PVC、苯乙(yi)烯生產過程的全(quan)流程、全(quan)環節(jie)監(jian)測，控(kong)制(zhi)回(hui)路(lu)自控(kong)率達到99%以上(shang)。

不只在(zai)生(sheng)產環(huan)節，在(zai)產品質量監測環(huan)節，海灣化學還(huan)引(yin)入了(le)LIMS化驗數據系(xi)(xi)統，收(shou)集(ji)了(le)生(sheng)產過程中所有原(yuan)料、產品的檢測數據；在(zai)出入庫環(huan)節，所有物料稱重(zhong)等數據都(dou)(dou)直接由(you)地磅(bang)稱重(zhong)管(guan)理系(xi)(xi)統 “收(shou)入囊中”；在(zai)倉儲環(huan)節，全自動包裝(zhuang)碼垛(duo)系(xi)(xi)統讓每一批產品都(dou)(dou)可隨時定位、全程追溯。

通過(guo)數(shu)字(zi)化改造，海(hai)灣(wan)集團實(shi)現了對所有跟生產相關數(shu)據的實(shi)時采集、監控和集中存儲。

      用數據“精準驅動”  

對數據的精準掌(zhang)控，是為(wei)了不斷優化(hua)生產、管理(li)、研發的各項流(liu)程。

海灣化(hua)(hua)學苯乙烯裝(zhuang)置(zhi)區內機器轟鳴，進料(liao)、反應、出成品(pin)、包裝(zhuang)、配送(song)，各個環節流暢有序(xu)，生產線和操作(zuo)區域基本已實現無人化(hua)(hua)操作(zuo)。而驅(qu)動(dong)這一(yi)切的，正是(shi)數據。

對苯乙烯(xi)工段的(de)(de)(de)主操劉春林(lin)來說，DCS系(xi)統不僅是(shi)他的(de)(de)(de)“千里眼”，更是(shi)他的(de)(de)(de)“精密大腦(nao)”和“靈活四肢”。坐在(zai)DCS中央控制室的(de)(de)(de)系(xi)統屏幕前(qian)，劉春林(lin)可以實時掌握苯乙烯(xi)工段內(nei)(nei)(nei)各個裝置的(de)(de)(de)生(sheng)產情況(kuang)。脫氫反(fan)應器的(de)(de)(de)蒸汽帶(dai)壓力不能(neng)高于150kpaA、床層溫度差必須保持在(zai)85℃以內(nei)(nei)(nei)、精餾塔(ta)(ta)內(nei)(nei)(nei)塔(ta)(ta)頂(ding)溫度不能(neng)超過103℃，這些關鍵指標(biao)已經(jing)在(zai)劉春林(lin)的(de)(de)(de)意(yi)識中形成(cheng)“條(tiao)件反(fan)射”。

他告訴(su)記者，如果(guo)精餾塔(ta)內(nei)塔(ta)頂(ding)(ding)溫(wen)(wen)度(du)超過(guo)103℃，會造(zao)成塔(ta)頂(ding)(ding)苯乙(yi)烯(xi)含(han)量過(guo)多，催化(hua)劑的(de)轉(zhuan)化(hua)效(xiao)率由此降(jiang)低，反應器(qi)表面會造(zao)成結焦(jiao)。如果(guo)塔(ta)釜溫(wen)(wen)度(du)低了(le)，精餾塔(ta)上層的(de)乙(yi)烯(xi)就(jiu)會下沉到苯乙(yi)烯(xi)產(chan)品中，會導致(zhi)苯乙(yi)烯(xi)產(chan)品純(chun)度(du)降(jiang)低。而(er)(er)對化(hua)工(gong)產(chan)品而(er)(er)言，0.01%的(de)純(chun)度(du)提升即是技術(shu)層面的(de)巨大進步，“所以(yi)溫(wen)(wen)差(cha)的(de)精確度(du)要控制在0.2℃—0.3℃之(zhi)間(jian)，越精準產(chan)品質量就(jiu)越穩定(ding)。”劉春林說(shuo)，DCS系統(tong)自動(dong)化(hua)控制遠(yuan)比(bi)人的(de)經驗(yan)穩定(ding)、精準。

對于數據驅動下的(de)(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)(quan)生產，明(ming)坤(kun)深有體會(hui)。一(yi)天，氯(lv)氫(qing)工段的(de)(de)(de)(de)DCS系(xi)(xi)統提(ti)示(shi)氫(qing)氣鍋(guo)(guo)爐煙(yan)氣出口溫度低(di)于正常溫度，現場巡查(cha)人員查(cha)看后，發現了(le)(le)設備(bei)漏(lou)(lou)水(shui)隱患。“漏(lou)(lou)水(shui)是比較難發現的(de)(de)(de)(de)，而且現場巡檢(jian)通常要(yao)間隔(ge)兩個小時，如果不(bu)是系(xi)(xi)統提(ti)示(shi)，那我們(men)發現問題的(de)(de)(de)(de)時間肯定是遠(yuan)遠(yuan)滯(zhi)后的(de)(de)(de)(de)，這就(jiu)有安(an)(an)全(quan)(quan)隱患了(le)(le)。”明(ming)坤(kun)解(jie)釋(shi)，漏(lou)(lou)水(shui)會(hui)導(dao)致氫(qing)氣鍋(guo)(guo)爐內液位波動下降，將觸發一(yi)系(xi)(xi)列連鎖反應，甚至(zhi)會(hui)造成(cheng)氫(qing)氣鍋(guo)(guo)爐的(de)(de)(de)(de)干(gan)燒、爆炸。目前，海灣集團在物(wu)料生產的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)工序上(shang)建立了(le)(le)安(an)(an)全(quan)(quan)儀(yi)表(biao)系(xi)(xi)統，還設置(zhi)了(le)(le)可燃(ran)、有毒(du)有害氣體檢(jian)測(ce)報警裝置(zhi)，一(yi)旦出現指標(biao)或狀態失控情(qing)況(kuang)，與安(an)(an)全(quan)(quan)儀(yi)表(biao)系(xi)(xi)統相連的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)指標(biao)聯鎖系(xi)(xi)統、緊急(ji)停車裝置(zhi)將第一(yi)時間啟(qi)動聯鎖動作，確保安(an)(an)全(quan)(quan)生產。

信(xin)息化(hua)(hua)、數字(zi)化(hua)(hua)驅動著海(hai)灣集團(tuan)的(de)生產(chan)、管(guan)理模式不斷升級換代。海(hai)灣化(hua)(hua)學搬(ban)遷一期項目達(da)產(chan)后，萬(wan)元產(chan)值綜合能耗(hao)降至(zhi)0.48噸標煤，不到搬(ban)遷前(qian)的(de)1/4。伴隨著數字(zi)化(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)程度不斷提升，2019年海(hai)灣化(hua)(hua)學人均年產(chan)值已超過700萬(wan)元，與2010年搬(ban)遷前(qian)相比整整提高了10倍。

與離散型(xing)(xing)生(sheng)產不(bu)同，化工企業是連續不(bu)斷的(de)流程型(xing)(xing)生(sheng)產，原料從進入裝(zhuang)置后就一刻不(bu)停地前往“下(xia)一站”，直至成品產出。這(zhe)種持續的(de)流程型(xing)(xing)生(sheng)產也意味著，數據必須要(yao)能夠驅(qu)動(dong)生(sheng)產的(de)全(quan)流程、全(quan)周期，要(yao)一刻不(bu)停地跟隨(sui)產品物料“流動(dong)起來”。

“要(yao)想讓數據流(liu)動，就要(yao)打破(po) ‘數據孤(gu)島’。”有關負責人介紹(shao)說。要(yao)把研發、設計、營銷、生產、物(wu)流(liu)、倉儲之間的數據邊界(jie)打破(po)，讓數據在自由流(liu)動和耦合(he)互動中為企業發展賦予(yu)能量。

2017年起，在(zai)基礎控制系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)已(yi)經完備的(de)(de)(de)基礎上(shang)，海(hai)灣(wan)集團以(yi)SAP/ERP實(shi)施為(wei)龍頭(tou)，自上(shang)而(er)下搭建業(ye)務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一(yi)體(ti)化(hua)管控體(ti)系(xi)(xi)(xi)(xi)，實(shi)現(xian)(xian)了ERP系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)與地磅稱重管理(li)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、LIMS化(hua)驗數據(ju)(ju)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)、PI實(shi)時數據(ju)(ju)庫系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)等的(de)(de)(de)互聯(lian)互通，從根本上(shang)解決了信息孤島(dao)問題。SAP/ERP系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)為(wei)多(duo)個系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)集成運行提供了開放性接(jie)口，讓海(hai)灣(wan)集團實(shi)現(xian)(xian)了集團一(yi)體(ti)化(hua)管控，全(quan)面整合了生產(chan)、采購(gou)、銷(xiao)售、庫存、運輸、人力(li)資(zi)源(yuan)、財務(wu)(wu)管理(li)等業(ye)務(wu)(wu)，構建了實(shi)時動態的(de)(de)(de)業(ye)務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一(yi)體(ti)化(hua)管控系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)。不斷完善的(de)(de)(de)企業(ye)信息網絡(luo)，讓海(hai)灣(wan)集團實(shi)現(xian)(xian)了生產(chan)控制網、數據(ju)(ju)采集網、管理(li)辦(ban)公網間的(de)(de)(de)互聯(lian)互通，數據(ju)(ju)信息共享，數據(ju)(ju)自由(you)流(liu)動。

而數(shu)據(ju)的流動正(zheng)在突破各(ge)類邊界，讓(rang)海灣得以不斷尋獲發(fa)展的最優解。

海(hai)(hai)灣集(ji)團(tuan)旗(qi)下(xia)(xia)共有二十余(yu)家控(kong)股(gu)和(he)參股(gu)企業，數(shu)據(ju)的共享(xiang)和(he)流(liu)動正在(zai)提升海(hai)(hai)灣集(ji)團(tuan)的信(xin)用(yong)(yong)管(guan)理(li)和(he)財務管(guan)控(kong)效(xiao)率(lv)。“因為銷售業務中存在(zai)賒(she)銷現(xian)象，我們(men)通(tong)常會給(gei)客(ke)戶(hu)設定(ding)信(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度，防止應收賬(zhang)款失控(kong)影響(xiang)現(xian)金流(liu)，產生壞賬(zhang)，這樣一(yi)(yi)個(ge)(ge)系統(tong)(tong)性(xing)、協同性(xing)的工(gong)作就(jiu)要靠信(xin)息化(hua)來完(wan)成(cheng)。”集(ji)團(tuan)副總經理(li)黃虎林說，有時一(yi)(yi)個(ge)(ge)客(ke)戶(hu)會在(zai)海(hai)(hai)灣集(ji)團(tuan)下(xia)(xia)屬(shu)(shu)多(duo)個(ge)(ge)公司(si)有業務，在(zai)沒有進行數(shu)據(ju)集(ji)成(cheng)管(guan)理(li)前，集(ji)團(tuan)通(tong)常無法實(shi)時掌控(kong)同一(yi)(yi)個(ge)(ge)客(ke)戶(hu)在(zai)海(hai)(hai)灣多(duo)個(ge)(ge)下(xia)(xia)屬(shu)(shu)公司(si)的信(xin)用(yong)(yong)狀況和(he)賒(she)銷額(e)(e)度，造(zao)成(cheng)潛在(zai)風險。“現(xian)在(zai)就(jiu)沒問題了，SAP/ERP系統(tong)(tong)實(shi)施之(zhi)后(hou)，通(tong)過信(xin)用(yong)(yong)管(guan)理(li)功(gong)能(neng)的實(shi)現(xian)，客(ke)戶(hu)如果超過了賒(she)銷信(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度，訂單就(jiu)會被鎖(suo)定(ding)，產品不(bu)能(neng)出貨。”

流動的(de)數據(ju)，讓海灣集團找(zhao)到了最(zui)優的(de)能(neng)(neng)源配(pei)置(zhi)方案。對化工(gong)(gong)企業來(lai)說(shuo)，水(shui)、電、氣等各種能(neng)(neng)源消耗(hao)是主要運(yun)營成(cheng)本之一。通過數據(ju)的(de)共(gong)享(xiang)分析，操(cao)作人員可以實(shi)時監控各類儲罐液位(wei)、流量(liang)、溫(wen)度和其他關(guan)鍵(jian)參數，計算關(guan)鍵(jian)環節的(de)能(neng)(neng)耗(hao)指標，和既定的(de)能(neng)(neng)耗(hao)基線(xian)進行(xing)對比，找(zhao)出(chu)能(neng)(neng)耗(hao)差距。同時結合(he)工(gong)(gong)藝限制條件的(de)數據(ju)分析，能(neng)(neng)夠實(shi)現同時滿足產(chan)品生產(chan)質量(liang)和產(chan)能(neng)(neng)要求的(de)最(zui)優能(neng)(neng)源配(pei)置(zhi)。

“對(dui)數據的深入挖掘使用是我們(men)下一(yi)步重點要做(zuo)的事情，尤其是在研(yan)發環節，研(yan)發人員(yuan)可以實時調取某一(yi)化(hua)學指(zhi)標在一(yi)年甚至更長(chang)周期(qi)內的變化(hua)趨勢，分析研(yan)究這個指(zhi)標的影響因素，為產品研(yan)發和質量提(ti)升提(ti)供數據支撐。”海灣化(hua)學計控部部長(chang)劉培軍(jun)說。 

未(wei)來，海灣集團還將(jiang)在(zai)龐雜(za)的(de)數(shu)據信息中(zhong)找到(dao)新(xin)價值、創(chuang)造新(xin)模式，不斷求(qiu)出更多的(de)最(zui)優解，在(zai)數(shu)字化生長的(de)道路上奮(fen)力(li)奔跑。