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        數據驅動，找到化工最優解  

工業(ye)互(hu)聯網對化(hua)工行(xing)業(ye)的(de)(de)重塑，在青(qing)島海灣集團可以獲(huo)得(de)最為直觀的(de)(de)感受。

自2010年(nian)啟動(dong)環(huan)保(bao)搬遷，海(hai)灣集團(tuan)不(bu)僅獲得了(le)(le)物理空間的(de)(de)釋(shi)放，同(tong)時也踏上了(le)(le)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)轉型的(de)(de)全新(xin)賽(sai)道。通過對化(hua)工裝置實施(shi)數(shu)(shu)字(zi)化(hua)、智能化(hua)升級(ji)，海(hai)灣集團(tuan)實現了(le)(le)對全流(liu)(liu)程生產數(shu)(shu)據的(de)(de)實時采(cai)集、監控、集中存儲；通過打通不(bu)同(tong)層級(ji)與流(liu)(liu)程間的(de)(de)數(shu)(shu)據壁(bi)壘，海(hai)灣集團(tuan)已經構建起了(le)(le)數(shu)(shu)據采(cai)集、傳輸(shu)、存儲、處理和反饋的(de)(de)閉環(huan)，利用(yong)數(shu)(shu)據流(liu)(liu)動(dong)，為企業尋找到了(le)(le)更多的(de)(de)最優解……

在(zai)海灣集團，伴隨(sui)著這個全(quan)新數字經濟體系的(de)不斷生(sheng)長，工業互聯網在(zai)化工領域(yu)的(de)應用場景(jing)也逐漸(jian)明晰。

      讓變化“數據化”  

在海灣集團(tuan)旗下位于董家口的(de)海灣化學廠(chang)區，放眼望去，半(ban)空中銀(yin)色(se)管廊縱(zong)橫交織，聚合釜、精餾塔等(deng)大型裝置如高樓林立。一天24小時、一年(nian)300多(duo)天，這些裝置內每(mei)(mei)時每(mei)(mei)刻都(dou)涌動著悄無聲息(xi)的(de)化學反應。在這個過程中，每(mei)(mei)一個節點都(dou)在產(chan)(chan)生(sheng)液位、壓力、溫度、劑量(liang)、流量(liang)等(deng)復雜(za)的(de)變(bian)化……對這些變(bian)化必須實時掌控，否則分毫之差都(dou)將引起“蝴蝶效(xiao)應”，影(ying)響(xiang)產(chan)(chan)品品質，甚至帶來安全隱患。

在(zai)實現裝置(zhi)自動化之前，企業一直是(shi)(shi)依靠(kao)一線職工的(de)手動操作來把控這些變化。人(ren)的(de)經驗是(shi)(shi)保障產品(pin)質(zhi)量(liang)最核(he)心的(de)因素。海(hai)灣(wan)化學生(sheng)產部(bu)部(bu)長明坤告(gao)訴記者，像(xiang)在(zai)鹽酸生(sheng)產線，氫(qing)氣與氯氣的(de)配比(bi)是(shi)(shi)決(jue)定(ding)鹽酸產品(pin)質(zhi)量(liang)的(de)重要因素。生(sheng)產過(guo)程中，技術人(ren)員搬個小板凳坐在(zai)合成(cheng)爐附近，透過(guo)爐子上的(de)視鏡觀察爐火的(de)顏(yan)色(se)，“顏(yan)色(se)發(fa)黃(huang)就是(shi)(shi)氯氣加多(duo)了，顏(yan)色(se)發(fa)白就是(shi)(shi)氫(qing)氣加多(duo)了。這可(ke)是(shi)(shi)很考驗人(ren)的(de)眼力和經驗的(de)。”明坤笑著說。

要(yao)應用工(gong)業互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)，首(shou)先就是(shi)要(yao)讓這些憑經驗(yan)觀察的感性(xing)“變(bian)化(hua)”轉化(hua)為精確的“數據(ju)”。正如國內數字化(hua)設計與制造權威、中國工(gong)程院院士譚(tan)建榮所言，數據(ju)是(shi)工(gong)業互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)的核心，走向工(gong)業互(hu)聯(lian)網(wang)(wang)的第一(yi)步，就是(shi)要(yao)將散落在生產流程中的碎片化(hua)的信息量化(hua)、收(shou)集。

海(hai)灣集團(tuan)有關負責人介紹，海(hai)灣集團(tuan)自上世紀(ji)90年代就開始(shi)引入(ru)DCS工業(ye)控(kong)制系統，對生產基(ji)礎設(she)施進行數(shu)字化改造(zao)，而2010年9月啟(qi)動的整體搬遷，則開啟(qi)了數(shu)字化建設(she)的新征程。

“廠(chang)區的(de)(de)每(mei)一臺裝置都(dou)安裝了不同種類(lei)的(de)(de)監測儀器(qi)和自動控制(zhi)閥，這(zhe)就(jiu)是我們收集(ji)信息數據的(de)(de)基礎(chu)，也是進行智能(neng)化(hua)控制(zhi)的(de)(de)基礎(chu)。”明坤以氯氫工段的(de)(de)氫氣鍋爐為(wei)例，煙氣出口處有溫(wen)(wen)度(du)計，能(neng)夠實(shi)時感知煙氣出口處的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)，而這(zhe)些溫(wen)(wen)度(du)信息最終通(tong)過信號傳輸顯示在了DCS系統的(de)(de)屏幕(mu)上(shang)。除了溫(wen)(wen)度(du)數據，生產過程中產生的(de)(de)壓力(li)、液位、流量等數據也都(dou)盡在DCS控制(zhi)系統的(de)(de)“掌控中”。

目前，僅海灣化學生產(chan)環節(jie)就(jiu)配置了(le)1萬(wan)(wan)余塊智能儀(yi)表儀(yi)器，實時數據庫(ku)共(gong)有6萬(wan)(wan)個監(jian)測點，實現了(le)氯堿(jian)、VCM、PVC、苯乙烯(xi)生產(chan)過程的全流(liu)程、全環節(jie)監(jian)測，控(kong)制(zhi)回路(lu)自控(kong)率達到99%以上。

不只在(zai)生產環(huan)節(jie)(jie)，在(zai)產品(pin)質(zhi)量(liang)監測環(huan)節(jie)(jie)，海(hai)灣化學還引入(ru)了LIMS化驗數據(ju)系(xi)統(tong)(tong)，收(shou)集了生產過程中(zhong)所有原料、產品(pin)的檢測數據(ju)；在(zai)出入(ru)庫(ku)環(huan)節(jie)(jie)，所有物料稱重等數據(ju)都直接由地磅稱重管理系(xi)統(tong)(tong) “收(shou)入(ru)囊中(zhong)”；在(zai)倉儲環(huan)節(jie)(jie)，全自動包裝(zhuang)碼垛系(xi)統(tong)(tong)讓每一批(pi)產品(pin)都可隨時定位(wei)、全程追溯。

通過(guo)數(shu)字化改造(zao)，海灣集團實現了對(dui)所有(you)跟(gen)生(sheng)產相關數(shu)據的實時采集、監控(kong)和集中(zhong)存儲。

      用數據“精準驅動”  

對數(shu)據的精準掌控，是(shi)為了不斷優化(hua)生產、管理、研發的各項流程。

海灣化(hua)學(xue)苯乙烯(xi)裝置區內(nei)機(ji)器轟鳴，進料、反應、出成品、包裝、配(pei)送，各個環節流暢有序(xu)，生產(chan)線(xian)和(he)操作區域基本已實現無人化(hua)操作。而驅(qu)動這一切的，正是數據。

對苯乙(yi)烯(xi)工段的(de)(de)(de)主(zhu)操劉春林來說，DCS系統不(bu)(bu)僅是(shi)他的(de)(de)(de)“千里眼”，更是(shi)他的(de)(de)(de)“精(jing)密(mi)大腦”和“靈活四肢”。坐在DCS中(zhong)央(yang)控制(zhi)室的(de)(de)(de)系統屏幕前(qian)，劉春林可以實時掌(zhang)握苯乙(yi)烯(xi)工段內各個裝置的(de)(de)(de)生產情況。脫氫反應(ying)器的(de)(de)(de)蒸汽帶壓力不(bu)(bu)能(neng)高(gao)于150kpaA、床層溫度差必(bi)須保(bao)持在85℃以內、精(jing)餾(liu)塔內塔頂溫度不(bu)(bu)能(neng)超(chao)過103℃，這(zhe)些(xie)關鍵(jian)指標已(yi)經在劉春林的(de)(de)(de)意(yi)識中(zhong)形成“條件反射”。

他(ta)告訴記者(zhe)，如果(guo)精(jing)(jing)(jing)餾塔(ta)內塔(ta)頂溫度超過(guo)103℃，會(hui)造成塔(ta)頂苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)含量過(guo)多，催化劑的(de)(de)轉(zhuan)化效率由(you)此降(jiang)低(di)，反應器表(biao)面會(hui)造成結焦(jiao)。如果(guo)塔(ta)釜(fu)溫度低(di)了，精(jing)(jing)(jing)餾塔(ta)上(shang)層的(de)(de)乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)就(jiu)會(hui)下沉到苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)(pin)(pin)中(zhong)，會(hui)導致苯乙(yi)(yi)烯(xi)(xi)產品(pin)(pin)(pin)純(chun)度降(jiang)低(di)。而對(dui)化工產品(pin)(pin)(pin)而言(yan)，0.01%的(de)(de)純(chun)度提升(sheng)即是技術層面的(de)(de)巨(ju)大進步，“所以(yi)溫差(cha)的(de)(de)精(jing)(jing)(jing)確度要控制在(zai)0.2℃—0.3℃之間(jian)，越(yue)精(jing)(jing)(jing)準產品(pin)(pin)(pin)質量就(jiu)越(yue)穩定。”劉春林說，DCS系統自動化控制遠比人的(de)(de)經驗穩定、精(jing)(jing)(jing)準。

對于數據驅動(dong)(dong)(dong)下的(de)安全(quan)(quan)(quan)生產，明坤深有體會(hui)。一(yi)天，氯氫工(gong)段的(de)DCS系統(tong)提示氫氣(qi)(qi)鍋爐煙(yan)氣(qi)(qi)出口溫(wen)(wen)度低于正常溫(wen)(wen)度，現(xian)場巡查(cha)人員查(cha)看(kan)后，發(fa)現(xian)了設(she)備漏(lou)(lou)(lou)水(shui)隱(yin)患(huan)。“漏(lou)(lou)(lou)水(shui)是(shi)比較難發(fa)現(xian)的(de)，而(er)且現(xian)場巡檢通常要間(jian)隔兩個小時(shi)(shi)，如果不是(shi)系統(tong)提示，那我們發(fa)現(xian)問題的(de)時(shi)(shi)間(jian)肯(ken)定(ding)是(shi)遠遠滯后的(de)，這就有安全(quan)(quan)(quan)隱(yin)患(huan)了。”明坤解釋，漏(lou)(lou)(lou)水(shui)會(hui)導(dao)致(zhi)氫氣(qi)(qi)鍋爐內液位(wei)波動(dong)(dong)(dong)下降，將(jiang)觸發(fa)一(yi)系列連鎖(suo)反(fan)應，甚至會(hui)造成(cheng)氫氣(qi)(qi)鍋爐的(de)干燒(shao)、爆(bao)炸。目前，海灣集(ji)團在(zai)物料(liao)生產的(de)關(guan)鍵工(gong)序上建立了安全(quan)(quan)(quan)儀(yi)表(biao)(biao)系統(tong)，還設(she)置了可燃、有毒有害氣(qi)(qi)體檢測報警裝置，一(yi)旦出現(xian)指標(biao)或狀態(tai)失控情況，與安全(quan)(quan)(quan)儀(yi)表(biao)(biao)系統(tong)相連的(de)關(guan)鍵指標(biao)聯(lian)鎖(suo)系統(tong)、緊急停車裝置將(jiang)第一(yi)時(shi)(shi)間(jian)啟動(dong)(dong)(dong)聯(lian)鎖(suo)動(dong)(dong)(dong)作，確保安全(quan)(quan)(quan)生產。

信息(xi)化(hua)、數(shu)字化(hua)驅動著海灣集團的生產(chan)、管理模式不斷升級(ji)換代。海灣化(hua)學(xue)搬(ban)遷(qian)一期項目達產(chan)后，萬(wan)元產(chan)值綜合能耗(hao)降至0.48噸標煤，不到搬(ban)遷(qian)前的1/4。伴隨著數(shu)字化(hua)、智能化(hua)程度不斷提升，2019年海灣化(hua)學(xue)人均年產(chan)值已超過700萬(wan)元，與2010年搬(ban)遷(qian)前相(xiang)比整(zheng)整(zheng)提高(gao)了10倍(bei)。

與離散型(xing)生產(chan)(chan)不(bu)(bu)同，化工企業(ye)是連續(xu)不(bu)(bu)斷的流程型(xing)生產(chan)(chan)，原(yuan)料從進(jin)入裝(zhuang)置后就一(yi)刻(ke)不(bu)(bu)停地前往“下一(yi)站”，直至成品產(chan)(chan)出。這(zhe)種(zhong)持續(xu)的流程型(xing)生產(chan)(chan)也意味(wei)著，數(shu)據必須要能(neng)夠驅動生產(chan)(chan)的全流程、全周期，要一(yi)刻(ke)不(bu)(bu)停地跟隨(sui)產(chan)(chan)品物料“流動起來”。

“要(yao)想讓數(shu)據(ju)流(liu)動(dong)(dong)，就要(yao)打破(po) ‘數(shu)據(ju)孤島’。”有關負責人(ren)介紹(shao)說。要(yao)把(ba)研(yan)發、設計、營銷、生產、物流(liu)、倉儲(chu)之間(jian)的數(shu)據(ju)邊界打破(po)，讓數(shu)據(ju)在自(zi)由流(liu)動(dong)(dong)和耦合互動(dong)(dong)中為(wei)企(qi)業發展(zhan)賦予能量。

2017年起，在(zai)基礎(chu)控(kong)制系(xi)統(tong)(tong)已經完(wan)備(bei)的(de)基礎(chu)上，海灣集(ji)團(tuan)以(yi)SAP/ERP實(shi)施(shi)為龍頭，自上而下搭建業務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)體(ti)系(xi)，實(shi)現了(le)(le)ERP系(xi)統(tong)(tong)與(yu)地磅稱重管(guan)理系(xi)統(tong)(tong)、LIMS化(hua)驗數(shu)(shu)據系(xi)統(tong)(tong)、PI實(shi)時(shi)數(shu)(shu)據庫系(xi)統(tong)(tong)等(deng)的(de)互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)，從根本上解決了(le)(le)信(xin)(xin)息(xi)孤(gu)島問題。SAP/ERP系(xi)統(tong)(tong)為多個系(xi)統(tong)(tong)的(de)集(ji)成運行提供(gong)了(le)(le)開放性接口，讓海灣集(ji)團(tuan)實(shi)現了(le)(le)集(ji)團(tuan)一體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)，全面整合了(le)(le)生(sheng)產、采(cai)(cai)購(gou)、銷售、庫存、運輸(shu)、人力資源、財務(wu)(wu)管(guan)理等(deng)業務(wu)(wu)，構建了(le)(le)實(shi)時(shi)動態的(de)業務(wu)(wu)財務(wu)(wu)一體(ti)化(hua)管(guan)控(kong)系(xi)統(tong)(tong)。不斷(duan)完(wan)善(shan)的(de)企業信(xin)(xin)息(xi)網(wang)絡，讓海灣集(ji)團(tuan)實(shi)現了(le)(le)生(sheng)產控(kong)制網(wang)、數(shu)(shu)據采(cai)(cai)集(ji)網(wang)、管(guan)理辦公網(wang)間的(de)互(hu)聯(lian)互(hu)通(tong)，數(shu)(shu)據信(xin)(xin)息(xi)共享，數(shu)(shu)據自由流動。

而數據的(de)流動(dong)正(zheng)在(zai)突(tu)破各類(lei)邊(bian)界，讓海灣得(de)以不(bu)斷尋獲發(fa)展的(de)最(zui)優解。

海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)團(tuan)旗下(xia)(xia)共(gong)有二(er)十余家(jia)控(kong)(kong)股和(he)參(can)股企(qi)業，數據(ju)(ju)的(de)共(gong)享和(he)流動(dong)正在(zai)提升海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)團(tuan)的(de)信(xin)用(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)理和(he)財務(wu)管(guan)(guan)控(kong)(kong)效(xiao)率(lv)。“因為銷(xiao)售業務(wu)中(zhong)存在(zai)賒(she)銷(xiao)現象，我們通常會(hui)(hui)給客(ke)(ke)戶設定(ding)信(xin)用(yong)(yong)(yong)額度(du)(du)，防止應收(shou)賬(zhang)(zhang)款失控(kong)(kong)影響現金流，產(chan)(chan)生壞(huai)賬(zhang)(zhang)，這樣一(yi)(yi)個(ge)系(xi)統性(xing)(xing)、協(xie)同性(xing)(xing)的(de)工作就要靠信(xin)息化來完成。”集(ji)團(tuan)副(fu)總經理黃虎林說，有時一(yi)(yi)個(ge)客(ke)(ke)戶會(hui)(hui)在(zai)海(hai)灣(wan)(wan)集(ji)團(tuan)下(xia)(xia)屬多(duo)個(ge)公司有業務(wu)，在(zai)沒有進行數據(ju)(ju)集(ji)成管(guan)(guan)理前(qian)，集(ji)團(tuan)通常無法實(shi)時掌控(kong)(kong)同一(yi)(yi)個(ge)客(ke)(ke)戶在(zai)海(hai)灣(wan)(wan)多(duo)個(ge)下(xia)(xia)屬公司的(de)信(xin)用(yong)(yong)(yong)狀況(kuang)和(he)賒(she)銷(xiao)額度(du)(du)，造成潛在(zai)風險。“現在(zai)就沒問題了(le)，SAP/ERP系(xi)統實(shi)施(shi)之后，通過(guo)信(xin)用(yong)(yong)(yong)管(guan)(guan)理功能(neng)的(de)實(shi)現，客(ke)(ke)戶如果(guo)超過(guo)了(le)賒(she)銷(xiao)信(xin)用(yong)(yong)(yong)額度(du)(du)，訂單就會(hui)(hui)被鎖定(ding)，產(chan)(chan)品不能(neng)出(chu)貨。”

流動的數(shu)(shu)據，讓海(hai)灣集(ji)團找(zhao)到(dao)了最優的能(neng)(neng)(neng)源(yuan)配置方案。對化工(gong)企業來說(shuo)，水、電(dian)、氣等各種能(neng)(neng)(neng)源(yuan)消耗(hao)是主(zhu)要運營成本(ben)之(zhi)一。通過(guo)數(shu)(shu)據的共享分(fen)析，操(cao)作人員可以(yi)實(shi)時監控(kong)各類儲罐液位、流量、溫度和其他關(guan)鍵參(can)數(shu)(shu)，計(ji)算關(guan)鍵環(huan)節(jie)的能(neng)(neng)(neng)耗(hao)指標(biao)，和既定(ding)的能(neng)(neng)(neng)耗(hao)基線(xian)進行對比，找(zhao)出能(neng)(neng)(neng)耗(hao)差距(ju)。同時結合工(gong)藝(yi)限制條件(jian)的數(shu)(shu)據分(fen)析，能(neng)(neng)(neng)夠(gou)實(shi)現同時滿足產(chan)品生產(chan)質量和產(chan)能(neng)(neng)(neng)要求的最優能(neng)(neng)(neng)源(yuan)配置。

“對數據的(de)深入挖掘使用是(shi)我(wo)們下一(yi)步重點要做的(de)事情(qing)，尤其是(shi)在研(yan)發環節，研(yan)發人員(yuan)可(ke)以(yi)實(shi)時(shi)調(diao)取某一(yi)化學指標(biao)在一(yi)年甚至更(geng)長(chang)周期(qi)內的(de)變化趨勢，分析研(yan)究這個指標(biao)的(de)影響因(yin)素，為(wei)產品研(yan)發和質量提升提供數據支撐。”海灣化學計控部(bu)部(bu)長(chang)劉培軍說。 

未來，海灣集團還將(jiang)在龐雜(za)的(de)數據信(xin)息中找到(dao)新價值、創造新模式，不斷(duan)求出更多(duo)的(de)最優解，在數字化生長的(de)道(dao)路上(shang)奮力奔跑。