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        數據驅動，找到化工最優解  

工業互(hu)聯網對化工行業的(de)重(zhong)塑，在青島(dao)海灣(wan)集團可以(yi)獲得最為(wei)直觀的(de)感受。

自2010年啟動(dong)(dong)環(huan)(huan)保搬遷，海(hai)灣(wan)集(ji)團不(bu)(bu)僅(jin)獲得了(le)物理(li)(li)空間的(de)釋放，同時(shi)也踏上(shang)了(le)數字(zi)化(hua)(hua)轉型的(de)全(quan)新賽道。通過對化(hua)(hua)工裝置實(shi)(shi)施數字(zi)化(hua)(hua)、智(zhi)能化(hua)(hua)升(sheng)級(ji)，海(hai)灣(wan)集(ji)團實(shi)(shi)現了(le)對全(quan)流(liu)程生產數據的(de)實(shi)(shi)時(shi)采集(ji)、監控、集(ji)中存儲(chu)；通過打通不(bu)(bu)同層級(ji)與(yu)流(liu)程間的(de)數據壁壘，海(hai)灣(wan)集(ji)團已經構建(jian)起了(le)數據采集(ji)、傳輸、存儲(chu)、處理(li)(li)和反饋的(de)閉環(huan)(huan)，利用(yong)數據流(liu)動(dong)(dong)，為企(qi)業尋找到了(le)更(geng)多的(de)最優解……

在海灣集團，伴隨著這個全新(xin)數字經濟體系的(de)不斷生長，工(gong)(gong)業互聯(lian)網在化工(gong)(gong)領(ling)域的(de)應用場景也(ye)逐(zhu)漸明晰。

      讓變化“數據化”  

在海(hai)灣(wan)集團旗下位于董家口的海(hai)灣(wan)化(hua)學廠區，放眼(yan)望(wang)去，半空(kong)中銀(yin)色管(guan)廊(lang)縱橫交織，聚合(he)釜、精餾塔等(deng)大型裝(zhuang)置(zhi)如高樓(lou)林立。一天24小時、一年(nian)300多天，這(zhe)(zhe)些裝(zhuang)置(zhi)內(nei)每(mei)時每(mei)刻都涌動著悄無聲息的化(hua)學反(fan)應。在這(zhe)(zhe)個過程中，每(mei)一個節點都在產(chan)生液位、壓力、溫度、劑量、流量等(deng)復雜的變(bian)化(hua)……對這(zhe)(zhe)些變(bian)化(hua)必(bi)須實時掌控，否則分毫之差(cha)都將引起“蝴蝶效應”，影響產(chan)品(pin)品(pin)質，甚至帶(dai)來安全隱患。

在實(shi)現裝置自(zi)動化(hua)(hua)之前，企業一(yi)直(zhi)是(shi)依靠一(yi)線職工的(de)(de)手(shou)動操作來把控(kong)這些變化(hua)(hua)。人的(de)(de)經驗(yan)是(shi)保障產品質(zhi)量最(zui)核心的(de)(de)因素。海(hai)灣(wan)化(hua)(hua)學生產部(bu)部(bu)長明坤告訴記者，像在鹽(yan)酸生產線，氫氣與氯(lv)氣的(de)(de)配比是(shi)決定(ding)鹽(yan)酸產品質(zhi)量的(de)(de)重要因素。生產過程中，技術(shu)人員搬個小板凳坐在合成爐(lu)附近，透過爐(lu)子上的(de)(de)視鏡觀察(cha)爐(lu)火(huo)的(de)(de)顏(yan)色，“顏(yan)色發黃就是(shi)氯(lv)氣加多(duo)(duo)了，顏(yan)色發白就是(shi)氫氣加多(duo)(duo)了。這可是(shi)很考(kao)驗(yan)人的(de)(de)眼力(li)和經驗(yan)的(de)(de)。”明坤笑著說。

要(yao)應用工(gong)業互(hu)聯網，首先就是要(yao)讓這些憑經驗(yan)觀察(cha)的感性“變化”轉化為精確的“數據”。正(zheng)如國內數字化設計與(yu)制造權(quan)威、中(zhong)國工(gong)程院院士(shi)譚建(jian)榮所言(yan)，數據是工(gong)業互(hu)聯網的核心(xin)，走(zou)向工(gong)業互(hu)聯網的第(di)一步，就是要(yao)將散(san)落(luo)在(zai)生產流程中(zhong)的碎(sui)片化的信息(xi)量化、收集。

海灣集團有關負責人(ren)介紹，海灣集團自上世紀90年(nian)代就開始引入(ru)DCS工業控(kong)制(zhi)系統，對(dui)生(sheng)產基礎設施進行數字化改(gai)造，而2010年(nian)9月啟(qi)動的整(zheng)體搬遷(qian)，則開啟(qi)了(le)數字化建(jian)設的新征程。

“廠區的(de)(de)每(mei)一臺裝(zhuang)置都安裝(zhuang)了不同種(zhong)類的(de)(de)監測儀器和自動控(kong)(kong)制閥，這(zhe)就(jiu)是我們收集信(xin)(xin)息(xi)數據的(de)(de)基(ji)礎(chu)，也是進行(xing)智能化控(kong)(kong)制的(de)(de)基(ji)礎(chu)。”明坤以氯氫工段的(de)(de)氫氣鍋爐為例，煙(yan)氣出(chu)口(kou)處(chu)有溫(wen)度(du)計，能夠實時感知煙(yan)氣出(chu)口(kou)處(chu)的(de)(de)溫(wen)度(du)，而這(zhe)些(xie)溫(wen)度(du)信(xin)(xin)息(xi)最終通過(guo)信(xin)(xin)號傳輸顯示(shi)在了DCS系統(tong)的(de)(de)屏(ping)幕上。除了溫(wen)度(du)數據，生產(chan)(chan)過(guo)程中(zhong)產(chan)(chan)生的(de)(de)壓力(li)、液(ye)位(wei)、流(liu)量等數據也都盡(jin)在DCS控(kong)(kong)制系統(tong)的(de)(de)“掌控(kong)(kong)中(zhong)”。

目前(qian)，僅海灣化學生(sheng)產環節就配置了(le)1萬(wan)余塊智能儀(yi)(yi)表儀(yi)(yi)器，實時(shi)數(shu)據庫共有(you)6萬(wan)個監(jian)測(ce)點，實現(xian)了(le)氯堿、VCM、PVC、苯乙烯生(sheng)產過程(cheng)的全流(liu)程(cheng)、全環節監(jian)測(ce)，控制回路自(zi)控率達到99%以上。

不只在生(sheng)(sheng)產(chan)環(huan)節，在產(chan)品質(zhi)量監測環(huan)節，海灣化學還引入了(le)LIMS化驗數(shu)據(ju)(ju)系統，收(shou)集了(le)生(sheng)(sheng)產(chan)過程(cheng)中(zhong)(zhong)所有原(yuan)料、產(chan)品的檢測數(shu)據(ju)(ju)；在出入庫(ku)環(huan)節，所有物料稱重等數(shu)據(ju)(ju)都直接由地磅稱重管理系統 “收(shou)入囊中(zhong)(zhong)”；在倉儲環(huan)節，全自動包裝碼垛系統讓每一批產(chan)品都可(ke)隨(sui)時定位、全程(cheng)追(zhui)溯。

通過(guo)數字(zi)化改造，海灣集(ji)(ji)團實現了對(dui)所有跟生產(chan)相(xiang)關數據的實時采集(ji)(ji)、監(jian)控和集(ji)(ji)中存儲。

      用數據“精準驅動”  

對數據的精準掌控(kong)，是為了不(bu)斷優化生產、管理(li)、研(yan)發(fa)的各項(xiang)流程。

海灣化(hua)學苯乙(yi)烯(xi)裝(zhuang)置區(qu)內機器轟鳴(ming)，進料、反應、出(chu)成品、包裝(zhuang)、配送，各個環節流暢(chang)有序(xu)，生(sheng)產線和操作區(qu)域(yu)基本已(yi)實(shi)現無人化(hua)操作。而驅動這一切的(de)，正是數據(ju)。

對(dui)苯(ben)乙烯工(gong)段的主操劉(liu)春(chun)林(lin)(lin)來(lai)說，DCS系統不僅是他的“千里眼”，更是他的“精密大(da)腦”和“靈活四肢”。坐在(zai)DCS中央控(kong)制室的系統屏(ping)幕前，劉(liu)春(chun)林(lin)(lin)可以(yi)實時掌握苯(ben)乙烯工(gong)段內各個裝(zhuang)置(zhi)的生產(chan)情況(kuang)。脫氫(qing)反應器的蒸(zheng)汽(qi)帶(dai)壓力不能高于(yu)150kpaA、床層溫度差必須保(bao)持在(zai)85℃以(yi)內、精餾(liu)塔(ta)內塔(ta)頂(ding)溫度不能超過103℃，這些關鍵指標已經在(zai)劉(liu)春(chun)林(lin)(lin)的意識中形成(cheng)“條件(jian)反射”。

他告(gao)訴記者，如(ru)果精餾塔內(nei)塔頂溫度(du)(du)超過103℃，會(hui)造成塔頂苯乙烯(xi)含(han)量過多，催化劑的(de)轉化效率由此降低，反應器表面會(hui)造成結焦。如(ru)果塔釜溫度(du)(du)低了(le)，精餾塔上層的(de)乙烯(xi)就會(hui)下(xia)沉到苯乙烯(xi)產(chan)(chan)品中，會(hui)導致苯乙烯(xi)產(chan)(chan)品純度(du)(du)降低。而對化工產(chan)(chan)品而言，0.01%的(de)純度(du)(du)提升即是技術層面的(de)巨大進步，“所以溫差的(de)精確度(du)(du)要(yao)控(kong)制在0.2℃—0.3℃之(zhi)間，越精準產(chan)(chan)品質量就越穩定。”劉春林說，DCS系統自動化控(kong)制遠比人(ren)的(de)經驗穩定、精準。

對于數據驅動下的(de)(de)(de)安(an)(an)全(quan)(quan)生產(chan)，明坤(kun)(kun)深有體會(hui)。一(yi)(yi)天(tian)，氯氫工段的(de)(de)(de)DCS系統(tong)(tong)(tong)提(ti)示氫氣(qi)鍋爐(lu)(lu)煙(yan)氣(qi)出口溫度低于正常溫度，現(xian)(xian)場巡(xun)查(cha)人員查(cha)看后，發現(xian)(xian)了(le)(le)(le)設備漏(lou)水(shui)隱患。“漏(lou)水(shui)是比較難(nan)發現(xian)(xian)的(de)(de)(de)，而(er)且現(xian)(xian)場巡(xun)檢通常要間隔兩個小(xiao)時(shi)，如(ru)果不(bu)是系統(tong)(tong)(tong)提(ti)示，那(nei)我們發現(xian)(xian)問題的(de)(de)(de)時(shi)間肯定是遠遠滯后的(de)(de)(de)，這就有安(an)(an)全(quan)(quan)隱患了(le)(le)(le)。”明坤(kun)(kun)解(jie)釋(shi)，漏(lou)水(shui)會(hui)導致(zhi)氫氣(qi)鍋爐(lu)(lu)內(nei)液位波動下降，將觸發一(yi)(yi)系列(lie)連(lian)鎖(suo)反(fan)應，甚(shen)至會(hui)造成氫氣(qi)鍋爐(lu)(lu)的(de)(de)(de)干燒、爆炸。目前，海灣集團在(zai)物料(liao)生產(chan)的(de)(de)(de)關(guan)鍵工序上(shang)建立了(le)(le)(le)安(an)(an)全(quan)(quan)儀表系統(tong)(tong)(tong)，還設置了(le)(le)(le)可燃、有毒有害氣(qi)體檢測報警裝(zhuang)置，一(yi)(yi)旦出現(xian)(xian)指標或(huo)狀態失(shi)控(kong)情況，與安(an)(an)全(quan)(quan)儀表系統(tong)(tong)(tong)相連(lian)的(de)(de)(de)關(guan)鍵指標聯鎖(suo)系統(tong)(tong)(tong)、緊(jin)急停(ting)車裝(zhuang)置將第(di)一(yi)(yi)時(shi)間啟動聯鎖(suo)動作，確保安(an)(an)全(quan)(quan)生產(chan)。

信息(xi)化(hua)、數字化(hua)驅動著(zhu)海(hai)灣集團的生產、管理模式(shi)不斷(duan)升(sheng)級換代。海(hai)灣化(hua)學搬(ban)遷一期項目達產后，萬(wan)元產值綜合能耗降至0.48噸標煤，不到搬(ban)遷前的1/4。伴(ban)隨著(zhu)數字化(hua)、智(zhi)能化(hua)程度不斷(duan)提升(sheng)，2019年(nian)海(hai)灣化(hua)學人均(jun)年(nian)產值已超(chao)過(guo)700萬(wan)元，與2010年(nian)搬(ban)遷前相比整(zheng)整(zheng)提高(gao)了(le)10倍。

與(yu)離散(san)型生(sheng)(sheng)產(chan)不(bu)(bu)同，化(hua)工(gong)企(qi)業是連續(xu)不(bu)(bu)斷(duan)的(de)流程型生(sheng)(sheng)產(chan)，原料從進入裝(zhuang)置(zhi)后(hou)就一(yi)刻不(bu)(bu)停地前往“下(xia)一(yi)站”，直至成品(pin)產(chan)出。這種持續(xu)的(de)流程型生(sheng)(sheng)產(chan)也意(yi)味著，數(shu)據(ju)必須要(yao)能夠驅動生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)全(quan)流程、全(quan)周期，要(yao)一(yi)刻不(bu)(bu)停地跟隨產(chan)品(pin)物料“流動起來”。

“要(yao)想(xiang)讓數(shu)(shu)據(ju)流動，就(jiu)要(yao)打(da)破 ‘數(shu)(shu)據(ju)孤島’。”有關負責人介紹說。要(yao)把研發、設計、營銷、生產、物流、倉儲之間的數(shu)(shu)據(ju)邊界打(da)破，讓數(shu)(shu)據(ju)在(zai)自由流動和耦合互(hu)動中(zhong)為企業發展賦予能量。

2017年起，在(zai)基(ji)礎控(kong)制(zhi)系(xi)(xi)統已經(jing)完備的基(ji)礎上，海灣集(ji)團(tuan)以SAP/ERP實(shi)(shi)施為龍頭(tou)，自(zi)上而下搭建(jian)業(ye)務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一體(ti)化管(guan)(guan)控(kong)體(ti)系(xi)(xi)，實(shi)(shi)現了(le)(le)ERP系(xi)(xi)統與地(di)磅稱(cheng)重管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統、LIMS化驗數(shu)據系(xi)(xi)統、PI實(shi)(shi)時數(shu)據庫系(xi)(xi)統等的互聯互通(tong)，從(cong)根本上解決了(le)(le)信(xin)(xin)息孤島問題。SAP/ERP系(xi)(xi)統為多個系(xi)(xi)統的集(ji)成運(yun)行提供了(le)(le)開放性接口，讓海灣集(ji)團(tuan)實(shi)(shi)現了(le)(le)集(ji)團(tuan)一體(ti)化管(guan)(guan)控(kong)，全面整合了(le)(le)生產(chan)、采購、銷售、庫存、運(yun)輸(shu)、人力資源(yuan)、財務(wu)(wu)管(guan)(guan)理等業(ye)務(wu)(wu)，構建(jian)了(le)(le)實(shi)(shi)時動態(tai)的業(ye)務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一體(ti)化管(guan)(guan)控(kong)系(xi)(xi)統。不(bu)斷完善的企業(ye)信(xin)(xin)息網(wang)絡(luo)，讓海灣集(ji)團(tuan)實(shi)(shi)現了(le)(le)生產(chan)控(kong)制(zhi)網(wang)、數(shu)據采集(ji)網(wang)、管(guan)(guan)理辦公網(wang)間(jian)的互聯互通(tong)，數(shu)據信(xin)(xin)息共享，數(shu)據自(zi)由(you)流動。

而數據(ju)的流動(dong)正在突破(po)各(ge)類邊(bian)界，讓海灣得以不斷尋獲發(fa)展的最優解。

海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)旗下共(gong)有(you)(you)二十余家控股(gu)和(he)(he)(he)參(can)股(gu)企業(ye)(ye)，數(shu)據的共(gong)享和(he)(he)(he)流動正(zheng)在(zai)提升(sheng)海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)的信(xin)(xin)用(yong)(yong)管理(li)和(he)(he)(he)財務管控效(xiao)率(lv)。“因為(wei)銷(xiao)(xiao)售業(ye)(ye)務中存(cun)在(zai)賒銷(xiao)(xiao)現(xian)象，我們(men)通(tong)常(chang)會(hui)給客戶設(she)定信(xin)(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度(du)，防止應(ying)收賬(zhang)款(kuan)失控影(ying)響現(xian)金流，產生(sheng)壞(huai)賬(zhang)，這樣一個(ge)系(xi)統性、協同(tong)性的工作就要靠(kao)信(xin)(xin)息化來完成(cheng)。”集(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)副總(zong)經(jing)理(li)黃虎林說(shuo)，有(you)(you)時一個(ge)客戶會(hui)在(zai)海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)下屬多個(ge)公司有(you)(you)業(ye)(ye)務，在(zai)沒有(you)(you)進行數(shu)據集(ji)(ji)(ji)成(cheng)管理(li)前，集(ji)(ji)(ji)團(tuan)(tuan)通(tong)常(chang)無法實(shi)(shi)時掌控同(tong)一個(ge)客戶在(zai)海(hai)灣(wan)(wan)多個(ge)下屬公司的信(xin)(xin)用(yong)(yong)狀況和(he)(he)(he)賒銷(xiao)(xiao)額(e)(e)度(du)，造(zao)成(cheng)潛在(zai)風險。“現(xian)在(zai)就沒問題了，SAP/ERP系(xi)統實(shi)(shi)施之(zhi)后(hou)，通(tong)過信(xin)(xin)用(yong)(yong)管理(li)功能的實(shi)(shi)現(xian)，客戶如(ru)果超過了賒銷(xiao)(xiao)信(xin)(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度(du)，訂單就會(hui)被鎖定，產品不(bu)能出(chu)貨。”

流動(dong)的(de)數(shu)(shu)據，讓(rang)海灣集團(tuan)找到了最優的(de)能(neng)(neng)源配置方案。對(dui)化工企業來說(shuo)，水、電、氣等各種能(neng)(neng)源消耗是(shi)主要(yao)運(yun)營成本之(zhi)一。通(tong)過(guo)數(shu)(shu)據的(de)共享分析(xi)，操作人員可以實(shi)時監控各類儲(chu)罐液位、流量、溫(wen)度(du)和(he)其他關鍵參數(shu)(shu)，計算關鍵環(huan)節的(de)能(neng)(neng)耗指標，和(he)既定的(de)能(neng)(neng)耗基線進(jin)行(xing)對(dui)比(bi)，找出能(neng)(neng)耗差距。同(tong)時結合工藝限制條件的(de)數(shu)(shu)據分析(xi)，能(neng)(neng)夠實(shi)現同(tong)時滿足產品生產質量和(he)產能(neng)(neng)要(yao)求(qiu)的(de)最優能(neng)(neng)源配置。

“對數據的深入挖掘使用是我們下一步(bu)重點要做的事(shi)情，尤其(qi)是在研發環(huan)節，研發人員可以實時調取某(mou)一化(hua)學指標(biao)在一年甚至(zhi)更長周期內的變化(hua)趨勢，分析研究(jiu)這個指標(biao)的影(ying)響因素，為產品(pin)研發和質(zhi)量(liang)提升提供數據支撐。”海(hai)灣化(hua)學計(ji)控部(bu)部(bu)長劉(liu)培軍說(shuo)。 

未來，海灣(wan)集(ji)團(tuan)還(huan)將在龐雜的數(shu)據信息(xi)中找到(dao)新價值、創造新模式，不斷求出更多的最優解，在數(shu)字化生長的道路上奮(fen)力(li)奔跑。