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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(xing)業的(de)重塑，在青(qing)島(dao)海灣(wan)集團(tuan)可以獲得最為直(zhi)觀(guan)的(de)感受(shou)。

自2010年啟(qi)動環(huan)保(bao)搬遷，海灣(wan)集(ji)(ji)團不(bu)(bu)僅(jin)獲(huo)得了物(wu)理空間的(de)釋放，同時(shi)(shi)也踏上了數(shu)字化轉型的(de)全新賽道(dao)。通過對化工裝置實(shi)施數(shu)字化、智能(neng)化升級，海灣(wan)集(ji)(ji)團實(shi)現了對全流程生產數(shu)據(ju)(ju)的(de)實(shi)時(shi)(shi)采集(ji)(ji)、監控(kong)、集(ji)(ji)中存儲(chu)；通過打通不(bu)(bu)同層級與流程間的(de)數(shu)據(ju)(ju)壁壘，海灣(wan)集(ji)(ji)團已經構建起(qi)了數(shu)據(ju)(ju)采集(ji)(ji)、傳輸、存儲(chu)、處理和反饋的(de)閉環(huan)，利用數(shu)據(ju)(ju)流動，為企業尋(xun)找到(dao)了更多的(de)最(zui)優解……

在海灣集(ji)團，伴隨著(zhu)這個(ge)全新(xin)數(shu)字(zi)經濟(ji)體系的不斷生長，工(gong)業互(hu)聯網在化工(gong)領域的應用場景(jing)也逐漸(jian)明(ming)晰。

      讓變化“數據化”  

在海(hai)灣集(ji)團旗下位于董家口的海(hai)灣化學廠區，放眼望去，半空中(zhong)銀(yin)色管廊縱橫交織，聚(ju)合釜、精餾塔等(deng)大(da)型(xing)裝置如(ru)高樓(lou)林立。一天24小時(shi)、一年300多天，這些裝置內(nei)每(mei)時(shi)每(mei)刻都(dou)涌動著(zhu)悄(qiao)無聲(sheng)息(xi)的化學反應。在這個(ge)(ge)過(guo)程中(zhong)，每(mei)一個(ge)(ge)節點都(dou)在產生液位、壓(ya)力、溫度(du)、劑量、流量等(deng)復(fu)雜的變化……對這些變化必須(xu)實(shi)時(shi)掌(zhang)控，否則分(fen)毫(hao)之差都(dou)將引起(qi)“蝴(hu)蝶(die)效(xiao)應”，影響產品品質，甚至帶來安全隱患。

在(zai)實現(xian)裝置(zhi)自動化(hua)(hua)之前，企業一(yi)直是(shi)依靠一(yi)線(xian)職工的(de)(de)手動操作來把(ba)控這(zhe)些變(bian)化(hua)(hua)。人(ren)(ren)的(de)(de)經驗(yan)(yan)是(shi)保障產(chan)品(pin)(pin)質量(liang)最核(he)心的(de)(de)因素。海(hai)灣化(hua)(hua)學生產(chan)部部長明坤(kun)告訴記者，像(xiang)在(zai)鹽(yan)酸生產(chan)線(xian)，氫氣(qi)(qi)與(yu)氯氣(qi)(qi)的(de)(de)配比是(shi)決(jue)定鹽(yan)酸產(chan)品(pin)(pin)質量(liang)的(de)(de)重要(yao)因素。生產(chan)過程中，技術人(ren)(ren)員搬個小(xiao)板凳坐在(zai)合成爐(lu)附近，透(tou)過爐(lu)子上的(de)(de)視鏡觀察爐(lu)火的(de)(de)顏色(se)，“顏色(se)發黃就是(shi)氯氣(qi)(qi)加多(duo)了，顏色(se)發白就是(shi)氫氣(qi)(qi)加多(duo)了。這(zhe)可是(shi)很(hen)考驗(yan)(yan)人(ren)(ren)的(de)(de)眼力(li)和經驗(yan)(yan)的(de)(de)。”明坤(kun)笑著(zhu)說。

要(yao)(yao)應(ying)用工(gong)業互聯網(wang)，首先就是要(yao)(yao)讓這(zhe)些(xie)憑經驗觀(guan)察的(de)(de)感性(xing)“變化(hua)”轉(zhuan)化(hua)為(wei)精確的(de)(de)“數據(ju)”。正如國內數字化(hua)設計與制(zhi)造(zao)權威、中國工(gong)程(cheng)(cheng)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士(shi)譚建(jian)榮所言，數據(ju)是工(gong)業互聯網(wang)的(de)(de)核心，走向工(gong)業互聯網(wang)的(de)(de)第一步，就是要(yao)(yao)將散(san)落在生產流(liu)程(cheng)(cheng)中的(de)(de)碎片化(hua)的(de)(de)信息量(liang)化(hua)、收集。

海(hai)(hai)灣(wan)集(ji)團有關負責人介紹，海(hai)(hai)灣(wan)集(ji)團自上世紀(ji)90年(nian)代就開始(shi)引入DCS工業控制系統(tong)，對生產基礎設施進行數字化(hua)改造，而2010年(nian)9月啟(qi)(qi)動的整(zheng)體搬(ban)遷，則開啟(qi)(qi)了數字化(hua)建設的新征程。

“廠(chang)區的(de)(de)(de)每一臺裝置都安裝了(le)(le)不同種類的(de)(de)(de)監測儀器(qi)和自動控(kong)制閥，這就是我們收(shou)集信(xin)息數(shu)(shu)據(ju)(ju)的(de)(de)(de)基礎，也(ye)是進行智能(neng)化控(kong)制的(de)(de)(de)基礎。”明坤以氯氫工段(duan)的(de)(de)(de)氫氣鍋爐(lu)為例(li)，煙氣出(chu)口(kou)處(chu)有溫度(du)計，能(neng)夠實時感知煙氣出(chu)口(kou)處(chu)的(de)(de)(de)溫度(du)，而(er)這些溫度(du)信(xin)息最終通(tong)過(guo)信(xin)號傳輸(shu)顯(xian)示在了(le)(le)DCS系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)屏幕上。除了(le)(le)溫度(du)數(shu)(shu)據(ju)(ju)，生(sheng)產(chan)過(guo)程(cheng)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)壓力、液位(wei)、流量等數(shu)(shu)據(ju)(ju)也(ye)都盡(jin)在DCS控(kong)制系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)“掌(zhang)控(kong)中”。

目前，僅海灣化學生(sheng)產環節就配置了(le)(le)1萬(wan)(wan)余塊智能儀(yi)表儀(yi)器，實時數據庫共(gong)有6萬(wan)(wan)個監測點，實現了(le)(le)氯堿、VCM、PVC、苯(ben)乙烯生(sheng)產過程(cheng)的全(quan)流(liu)程(cheng)、全(quan)環節監測，控(kong)制回路自(zi)控(kong)率達到99%以上(shang)。

不只在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)環(huan)節，在(zai)(zai)產(chan)品質量監測(ce)環(huan)節，海灣化學還引(yin)入(ru)(ru)了LIMS化驗(yan)數(shu)據系(xi)統，收(shou)(shou)集了生(sheng)產(chan)過程中所有(you)原(yuan)料、產(chan)品的(de)檢(jian)測(ce)數(shu)據；在(zai)(zai)出入(ru)(ru)庫(ku)環(huan)節，所有(you)物料稱重等數(shu)據都直接由地(di)磅稱重管理系(xi)統 “收(shou)(shou)入(ru)(ru)囊中”；在(zai)(zai)倉儲環(huan)節，全(quan)(quan)自動(dong)包裝碼垛(duo)系(xi)統讓每一批產(chan)品都可隨(sui)時定位、全(quan)(quan)程追溯(su)。

通過數字化改造，海(hai)灣(wan)集(ji)團實現了對所有跟(gen)生(sheng)產(chan)相關數據的實時采集(ji)、監控和集(ji)中存儲。

      用數據“精準驅動”  

對數據的(de)精準(zhun)掌控，是為(wei)了(le)不斷(duan)優化(hua)生產、管理、研(yan)發(fa)的(de)各項流程。

海灣化(hua)學苯乙烯裝置(zhi)區內機器轟鳴(ming)，進料、反應、出成(cheng)品(pin)、包裝、配送，各個環節流(liu)暢有序，生(sheng)產(chan)線和操作區域基本已實現無人化(hua)操作。而驅動(dong)這一切(qie)的，正(zheng)是數(shu)據。

對(dui)苯乙(yi)烯(xi)工(gong)段的(de)(de)(de)主(zhu)操劉春林來說，DCS系(xi)統不(bu)(bu)僅是(shi)他的(de)(de)(de)“千里眼”，更是(shi)他的(de)(de)(de)“精密大(da)腦(nao)”和“靈活四(si)肢”。坐(zuo)在DCS中央控制室的(de)(de)(de)系(xi)統屏幕(mu)前，劉春林可以實時掌(zhang)握苯乙(yi)烯(xi)工(gong)段內各個裝置(zhi)的(de)(de)(de)生產情況。脫氫反應器(qi)的(de)(de)(de)蒸汽(qi)帶(dai)壓(ya)力不(bu)(bu)能高于(yu)150kpaA、床層溫(wen)(wen)度差必須保持在85℃以內、精餾塔內塔頂溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)能超過(guo)103℃，這(zhe)些關鍵(jian)指標(biao)已經在劉春林的(de)(de)(de)意識中形成“條件反射”。

他告訴記者，如(ru)果(guo)精(jing)餾塔(ta)內塔(ta)頂(ding)溫度(du)超過(guo)103℃，會造成塔(ta)頂(ding)苯乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)含量過(guo)多，催化劑的(de)(de)(de)轉化效(xiao)率由(you)此降低(di)，反應器表(biao)面會造成結焦。如(ru)果(guo)塔(ta)釜溫度(du)低(di)了，精(jing)餾塔(ta)上層的(de)(de)(de)乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)就會下沉到苯乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)產品(pin)(pin)中，會導致(zhi)苯乙(yi)(yi)(yi)烯(xi)產品(pin)(pin)純度(du)降低(di)。而對化工(gong)產品(pin)(pin)而言，0.01%的(de)(de)(de)純度(du)提升即是技術(shu)層面的(de)(de)(de)巨大進步(bu)，“所以溫差的(de)(de)(de)精(jing)確度(du)要控制在0.2℃—0.3℃之間(jian)，越(yue)精(jing)準(zhun)產品(pin)(pin)質量就越(yue)穩(wen)定。”劉春林說，DCS系統自動化控制遠比人的(de)(de)(de)經驗穩(wen)定、精(jing)準(zhun)。

對于數(shu)據驅動下的(de)安全(quan)(quan)生(sheng)產，明坤(kun)(kun)深(shen)有(you)體(ti)會。一(yi)天(tian)，氯氫(qing)工段的(de)DCS系(xi)統提(ti)(ti)示氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐(lu)煙氣(qi)(qi)出(chu)口溫度(du)低于正常溫度(du)，現(xian)場巡查(cha)人員(yuan)查(cha)看后(hou)，發現(xian)了設(she)備漏(lou)水(shui)(shui)隱患。“漏(lou)水(shui)(shui)是(shi)比較難(nan)發現(xian)的(de)，而(er)且現(xian)場巡檢(jian)通(tong)常要間隔兩個小時，如(ru)果不是(shi)系(xi)統提(ti)(ti)示，那我們(men)發現(xian)問題的(de)時間肯定是(shi)遠遠滯后(hou)的(de)，這就有(you)安全(quan)(quan)隱患了。”明坤(kun)(kun)解釋，漏(lou)水(shui)(shui)會導致氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐(lu)內液位波動下降，將(jiang)觸(chu)發一(yi)系(xi)列(lie)連(lian)鎖(suo)反應，甚至(zhi)會造成氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐(lu)的(de)干燒、爆(bao)炸。目前(qian)，海灣(wan)集(ji)團在物(wu)料生(sheng)產的(de)關鍵(jian)工序上建立了安全(quan)(quan)儀表(biao)系(xi)統，還(huan)設(she)置(zhi)了可(ke)燃(ran)、有(you)毒有(you)害氣(qi)(qi)體(ti)檢(jian)測報警裝置(zhi)，一(yi)旦出(chu)現(xian)指(zhi)標或狀(zhuang)態失控情況，與安全(quan)(quan)儀表(biao)系(xi)統相連(lian)的(de)關鍵(jian)指(zhi)標聯鎖(suo)系(xi)統、緊急停車裝置(zhi)將(jiang)第一(yi)時間啟動聯鎖(suo)動作，確保安全(quan)(quan)生(sheng)產。

信(xin)息(xi)化(hua)、數(shu)字(zi)化(hua)驅動著海(hai)灣集(ji)團(tuan)的(de)生產、管理(li)模式不(bu)斷(duan)升級(ji)換代。海(hai)灣化(hua)學搬遷一期項(xiang)目達產后，萬(wan)元產值(zhi)綜(zong)合能耗降至0.48噸標煤，不(bu)到搬遷前的(de)1/4。伴隨著數(shu)字(zi)化(hua)、智(zhi)能化(hua)程度不(bu)斷(duan)提(ti)升，2019年海(hai)灣化(hua)學人均年產值(zhi)已超過700萬(wan)元，與2010年搬遷前相(xiang)比整整提(ti)高了(le)10倍。

與離散(san)型生(sheng)(sheng)產(chan)不同，化工企(qi)業是連續(xu)(xu)不斷的(de)(de)流(liu)程型生(sheng)(sheng)產(chan)，原(yuan)料從(cong)進入裝(zhuang)置后就一(yi)(yi)刻不停地前往“下一(yi)(yi)站”，直至成(cheng)品產(chan)出。這種持續(xu)(xu)的(de)(de)流(liu)程型生(sheng)(sheng)產(chan)也(ye)意(yi)味著，數(shu)據(ju)必須要能夠驅動生(sheng)(sheng)產(chan)的(de)(de)全(quan)流(liu)程、全(quan)周(zhou)期，要一(yi)(yi)刻不停地跟隨(sui)產(chan)品物料“流(liu)動起(qi)來”。

“要(yao)想讓(rang)數(shu)據(ju)流動(dong)，就(jiu)要(yao)打(da)破 ‘數(shu)據(ju)孤島’。”有關(guan)負責人介(jie)紹說。要(yao)把研(yan)發(fa)、設計、營銷、生(sheng)產、物流、倉儲之間的數(shu)據(ju)邊界打(da)破，讓(rang)數(shu)據(ju)在自由(you)流動(dong)和耦合(he)互動(dong)中(zhong)為企業發(fa)展賦予能量。

2017年起(qi)，在基(ji)礎控(kong)(kong)制(zhi)系統(tong)(tong)已(yi)經完備的(de)(de)基(ji)礎上，海(hai)(hai)灣(wan)集團(tuan)(tuan)以(yi)SAP/ERP實(shi)施為龍頭，自上而下搭建業(ye)務財務一(yi)體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)(kong)體(ti)系，實(shi)現了(le)ERP系統(tong)(tong)與地磅稱重(zhong)管(guan)理系統(tong)(tong)、LIMS化(hua)驗數據系統(tong)(tong)、PI實(shi)時數據庫(ku)系統(tong)(tong)等的(de)(de)互(hu)聯互(hu)通(tong)，從根本上解(jie)決了(le)信息(xi)孤島問(wen)題。SAP/ERP系統(tong)(tong)為多個系統(tong)(tong)的(de)(de)集成運(yun)行提供了(le)開放性接口，讓(rang)海(hai)(hai)灣(wan)集團(tuan)(tuan)實(shi)現了(le)集團(tuan)(tuan)一(yi)體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)(kong)，全(quan)面整合了(le)生產、采(cai)購、銷售、庫(ku)存、運(yun)輸、人(ren)力資源、財務管(guan)理等業(ye)務，構建了(le)實(shi)時動態的(de)(de)業(ye)務財務一(yi)體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)(kong)系統(tong)(tong)。不斷完善的(de)(de)企(qi)業(ye)信息(xi)網(wang)絡，讓(rang)海(hai)(hai)灣(wan)集團(tuan)(tuan)實(shi)現了(le)生產控(kong)(kong)制(zhi)網(wang)、數據采(cai)集網(wang)、管(guan)理辦公網(wang)間的(de)(de)互(hu)聯互(hu)通(tong)，數據信息(xi)共(gong)享，數據自由(you)流動。

而數據的流動正(zheng)在突破各類邊界，讓(rang)海灣(wan)得以不斷尋獲發展的最優解。

海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)(ji)團旗下共(gong)有二十余家控股(gu)和(he)參股(gu)企業，數據(ju)的共(gong)享和(he)流(liu)動正在(zai)(zai)(zai)提升海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)(ji)團的信用(yong)管(guan)理和(he)財務(wu)管(guan)控效率。“因為銷售業務(wu)中(zhong)存在(zai)(zai)(zai)賒銷現象，我們通(tong)常(chang)會(hui)給客(ke)戶(hu)設定信用(yong)額度，防止應收賬款失控影響現金流(liu)，產生壞賬，這(zhe)樣一個(ge)(ge)(ge)系統(tong)性、協同(tong)性的工作就(jiu)要靠信息化來完(wan)成(cheng)(cheng)。”集(ji)(ji)(ji)團副總(zong)經理黃虎林(lin)說，有時(shi)一個(ge)(ge)(ge)客(ke)戶(hu)會(hui)在(zai)(zai)(zai)海(hai)灣(wan)集(ji)(ji)(ji)團下屬多(duo)個(ge)(ge)(ge)公司(si)有業務(wu)，在(zai)(zai)(zai)沒有進行數據(ju)集(ji)(ji)(ji)成(cheng)(cheng)管(guan)理前，集(ji)(ji)(ji)團通(tong)常(chang)無法實時(shi)掌控同(tong)一個(ge)(ge)(ge)客(ke)戶(hu)在(zai)(zai)(zai)海(hai)灣(wan)多(duo)個(ge)(ge)(ge)下屬公司(si)的信用(yong)狀況和(he)賒銷額度，造成(cheng)(cheng)潛在(zai)(zai)(zai)風險(xian)。“現在(zai)(zai)(zai)就(jiu)沒問題了，SAP/ERP系統(tong)實施之后，通(tong)過(guo)信用(yong)管(guan)理功能的實現，客(ke)戶(hu)如果超過(guo)了賒銷信用(yong)額度，訂單(dan)就(jiu)會(hui)被鎖定，產品不能出貨。”

流動(dong)的數(shu)據(ju)(ju)，讓海灣集(ji)團找到(dao)了最優的能(neng)源配置方(fang)案。對化工(gong)企業(ye)來(lai)說，水、電、氣(qi)等各(ge)種能(neng)源消耗是主(zhu)要運(yun)營(ying)成本(ben)之一(yi)。通過數(shu)據(ju)(ju)的共(gong)享(xiang)分析，操作人員(yuan)可(ke)以實時監控各(ge)類儲罐液位、流量、溫度和其他(ta)關鍵(jian)(jian)參(can)數(shu)，計(ji)算關鍵(jian)(jian)環節的能(neng)耗指標，和既定的能(neng)耗基線進行對比，找出能(neng)耗差距。同(tong)時結合(he)工(gong)藝(yi)限(xian)制條件的數(shu)據(ju)(ju)分析，能(neng)夠實現同(tong)時滿足產品生產質量和產能(neng)要求(qiu)的最優能(neng)源配置。

“對(dui)數據的深入挖掘使(shi)用是我們下(xia)一步重點要(yao)做(zuo)的事情，尤(you)其是在(zai)研發(fa)環(huan)節，研發(fa)人員(yuan)可(ke)以實時調取某一化學指標在(zai)一年甚至(zhi)更長周期內的變(bian)化趨勢，分析研究這個(ge)指標的影(ying)響(xiang)因素，為產(chan)品研發(fa)和質量提(ti)升提(ti)供數據支撐。”海灣化學計(ji)控部(bu)部(bu)長劉培軍(jun)說。 

未來，海(hai)灣集(ji)團還(huan)將在龐雜的數據信息中找到新價值(zhi)、創造新模(mo)式，不(bu)斷求出更多的最優解，在數字化(hua)生長的道路上奮力(li)奔(ben)跑(pao)。