數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，找到化工最優(yōu)解  

工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)化工行業(yè)的重塑，在青島海灣集團(tuán)可以獲得最為直觀的感受。

自2010年啟動(dòng)環(huán)保搬遷，海灣集團(tuán)不僅獲得了物理空間的釋放，同時(shí)也踏上了數(shù)字化轉(zhuǎn)型的全新賽道。通過(guò)對(duì)化工裝置實(shí)施數(shù)字化、智能化升級(jí)，海灣集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了對(duì)全流程生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控、集中存儲(chǔ)；通過(guò)打通不同層級(jí)與流程間的數(shù)據(jù)壁壘，海灣集團(tuán)已經(jīng)構(gòu)建起了數(shù)據(jù)采集、傳輸、存儲(chǔ)、處理和反饋的閉環(huán)，利用數(shù)據(jù)流動(dòng)，為企業(yè)尋找到了更多的最優(yōu)解……

在海灣集團(tuán)，伴隨著這個(gè)全新數(shù)字經(jīng)濟(jì)體系的不斷生長(zhǎng)，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)在化工領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景也逐漸明晰。

      讓變化“數(shù)據(jù)化”  

在海灣集團(tuán)旗下位于董家口的海灣化學(xué)廠區(qū)，放眼望去，半空中銀色管廊縱橫交織，聚合釜、精餾塔等大型裝置如高樓林立。一天24小時(shí)、一年300多天，這些裝置內(nèi)每時(shí)每刻都涌動(dòng)著悄無(wú)聲息的化學(xué)反應(yīng)。在這個(gè)過(guò)程中，每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都在產(chǎn)生液位、壓力、溫度、劑量、流量等復(fù)雜的變化……對(duì)這些變化必須實(shí)時(shí)掌控，否則分毫之差都將引起“蝴蝶效應(yīng)”，影響產(chǎn)品品質(zhì)，甚至帶來(lái)安全隱患。

在實(shí)現(xiàn)裝置自動(dòng)化之前，企業(yè)一直是依靠一線職工的手動(dòng)操作來(lái)把控這些變化。人的經(jīng)驗(yàn)是保障產(chǎn)品質(zhì)量最核心的因素。海灣化學(xué)生產(chǎn)部部長(zhǎng)明坤告訴記者，像在鹽酸生產(chǎn)線，氫氣與氯氣的配比是決定鹽酸產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。生產(chǎn)過(guò)程中，技術(shù)人員搬個(gè)小板凳坐在合成爐附近，透過(guò)爐子上的視鏡觀察爐火的顏色，“顏色發(fā)黃就是氯氣加多了，顏色發(fā)白就是氫氣加多了。這可是很考驗(yàn)人的眼力和經(jīng)驗(yàn)的。”明坤笑著說(shuō)。

要應(yīng)用工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，首先就是要讓這些憑經(jīng)驗(yàn)觀察的感性“變化”轉(zhuǎn)化為精確的“數(shù)據(jù)”。正如國(guó)內(nèi)數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造權(quán)威、中國(guó)工程院院士譚建榮所言，數(shù)據(jù)是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心，走向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的第一步，就是要將散落在生產(chǎn)流程中的碎片化的信息量化、收集。

海灣集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，海灣集團(tuán)自上世紀(jì)90年代就開(kāi)始引入DCS工業(yè)控制系統(tǒng)，對(duì)生產(chǎn)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行數(shù)字化改造，而2010年9月啟動(dòng)的整體搬遷，則開(kāi)啟了數(shù)字化建設(shè)的新征程。

“廠區(qū)的每一臺(tái)裝置都安裝了不同種類(lèi)的監(jiān)測(cè)儀器和自動(dòng)控制閥，這就是雙贏彩票收集信息數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，也是進(jìn)行智能化控制的基礎(chǔ)。”明坤以氯氫工段的氫氣鍋爐為例，煙氣出口處有溫度計(jì)，能夠?qū)崟r(shí)感知煙氣出口處的溫度，而這些溫度信息最終通過(guò)信號(hào)傳輸顯示在了DCS系統(tǒng)的屏幕上。除了溫度數(shù)據(jù)，生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的壓力、液位、流量等數(shù)據(jù)也都盡在DCS控制系統(tǒng)的“掌控中”。

目前，僅海灣化學(xué)生產(chǎn)環(huán)節(jié)就配置了1萬(wàn)余塊智能儀表儀器，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)共有6萬(wàn)個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了氯堿、VCM、PVC、苯乙烯生產(chǎn)過(guò)程的全流程、全環(huán)節(jié)監(jiān)測(cè)，控制回路自控率達(dá)到99%以上。

不只在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，在產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，海灣化學(xué)還引入了LIMS化驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，收集了生產(chǎn)過(guò)程中所有原料、產(chǎn)品的檢測(cè)數(shù)據(jù)；在出入庫(kù)環(huán)節(jié)，所有物料稱重等數(shù)據(jù)都直接由地磅稱重管理系統(tǒng) “收入囊中”；在倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)，全自動(dòng)包裝碼垛系統(tǒng)讓每一批產(chǎn)品都可隨時(shí)定位、全程追溯。

通過(guò)數(shù)字化改造，海灣集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有跟生產(chǎn)相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、監(jiān)控和集中存儲(chǔ)。

      用數(shù)據(jù)“精準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)”  

對(duì)數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)掌控，是為了不斷優(yōu)化生產(chǎn)、管理、研發(fā)的各項(xiàng)流程。

海灣化學(xué)苯乙烯裝置區(qū)內(nèi)機(jī)器轟鳴，進(jìn)料、反應(yīng)、出成品、包裝、配送，各個(gè)環(huán)節(jié)流暢有序，生產(chǎn)線和操作區(qū)域基本已實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。而驅(qū)動(dòng)這一切的，正是數(shù)據(jù)。

對(duì)苯乙烯工段的主操劉春林來(lái)說(shuō)，DCS系統(tǒng)不僅是他的“千里眼”，更是他的“精密大腦”和“靈活四肢”。坐在DCS中央控制室的系統(tǒng)屏幕前，劉春林可以實(shí)時(shí)掌握苯乙烯工段內(nèi)各個(gè)裝置的生產(chǎn)情況。脫氫反應(yīng)器的蒸汽帶壓力不能高于150kpaA、床層溫度差必須保持在85℃以內(nèi)、精餾塔內(nèi)塔頂溫度不能超過(guò)103℃，這些關(guān)鍵指標(biāo)已經(jīng)在劉春林的意識(shí)中形成“條件反射”。

他告訴記者，如果精餾塔內(nèi)塔頂溫度超過(guò)103℃，會(huì)造成塔頂苯乙烯含量過(guò)多，催化劑的轉(zhuǎn)化效率由此降低，反應(yīng)器表面會(huì)造成結(jié)焦。如果塔釜溫度低了，精餾塔上層的乙烯就會(huì)下沉到苯乙烯產(chǎn)品中，會(huì)導(dǎo)致苯乙烯產(chǎn)品純度降低。而對(duì)化工產(chǎn)品而言，0.01%的純度提升即是技術(shù)層面的巨大進(jìn)步，“所以溫差的精確度要控制在0.2℃—0.3℃之間，越精準(zhǔn)產(chǎn)品質(zhì)量就越穩(wěn)定。”劉春林說(shuō)，DCS系統(tǒng)自動(dòng)化控制遠(yuǎn)比人的經(jīng)驗(yàn)穩(wěn)定、精準(zhǔn)。

對(duì)于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的安全生產(chǎn)，明坤深有體會(huì)。一天，氯氫工段的DCS系統(tǒng)提示氫氣鍋爐煙氣出口溫度低于正常溫度，現(xiàn)場(chǎng)巡查人員查看后，發(fā)現(xiàn)了設(shè)備漏水隱患。“漏水是比較難發(fā)現(xiàn)的，而且現(xiàn)場(chǎng)巡檢通常要間隔兩個(gè)小時(shí)，如果不是系統(tǒng)提示，那雙贏彩票發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)間肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后的，這就有安全隱患了。”明坤解釋，漏水會(huì)導(dǎo)致氫氣鍋爐內(nèi)液位波動(dòng)下降，將觸發(fā)一系列連鎖反應(yīng)，甚至?xí)斐蓺錃忮仩t的干燒、爆炸。目前，海灣集團(tuán)在物料生產(chǎn)的關(guān)鍵工序上建立了安全儀表系統(tǒng)，還設(shè)置了可燃、有毒有害氣體檢測(cè)報(bào)警裝置，一旦出現(xiàn)指標(biāo)或狀態(tài)失控情況，與安全儀表系統(tǒng)相連的關(guān)鍵指標(biāo)聯(lián)鎖系統(tǒng)、緊急停車(chē)裝置將第一時(shí)間啟動(dòng)聯(lián)鎖動(dòng)作，確保安全生產(chǎn)。

信息化、數(shù)字化驅(qū)動(dòng)著海灣集團(tuán)的生產(chǎn)、管理模式不斷升級(jí)換代。海灣化學(xué)搬遷一期項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)后，萬(wàn)元產(chǎn)值綜合能耗降至0.48噸標(biāo)煤，不到搬遷前的1/4。伴隨著數(shù)字化、智能化程度不斷提升，2019年海灣化學(xué)人均年產(chǎn)值已超過(guò)700萬(wàn)元，與2010年搬遷前相比整整提高了10倍。

與離散型生產(chǎn)不同，化工企業(yè)是連續(xù)不斷的流程型生產(chǎn)，原料從進(jìn)入裝置后就一刻不停地前往“下一站”，直至成品產(chǎn)出。這種持續(xù)的流程型生產(chǎn)也意味著，數(shù)據(jù)必須要能夠驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)的全流程、全周期，要一刻不停地跟隨產(chǎn)品物料“流動(dòng)起來(lái)”。

“要想讓數(shù)據(jù)流動(dòng)，就要打破 ‘數(shù)據(jù)孤島’。”有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)。要把研發(fā)、設(shè)計(jì)、營(yíng)銷(xiāo)、生產(chǎn)、物流、倉(cāng)儲(chǔ)之間的數(shù)據(jù)邊界打破，讓數(shù)據(jù)在自由流動(dòng)和耦合互動(dòng)中為企業(yè)發(fā)展賦予能量。

2017年起，在基礎(chǔ)控制系統(tǒng)已經(jīng)完備的基礎(chǔ)上，海灣集團(tuán)以SAP/ERP實(shí)施為龍頭，自上而下搭建業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化管控體系，實(shí)現(xiàn)了ERP系統(tǒng)與地磅稱重管理系統(tǒng)、LIMS化驗(yàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)、PI實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等的互聯(lián)互通，從根本上解決了信息孤島問(wèn)題。SAP/ERP系統(tǒng)為多個(gè)系統(tǒng)的集成運(yùn)行提供了開(kāi)放性接口，讓海灣集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)一體化管控，全面整合了生產(chǎn)、采購(gòu)、銷(xiāo)售、庫(kù)存、運(yùn)輸、人力資源、財(cái)務(wù)管理等業(yè)務(wù)，構(gòu)建了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)財(cái)務(wù)一體化管控系統(tǒng)。不斷完善的企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)，讓海灣集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)控制網(wǎng)、數(shù)據(jù)采集網(wǎng)、管理辦公網(wǎng)間的互聯(lián)互通，數(shù)據(jù)信息共享，數(shù)據(jù)自由流動(dòng)。

而數(shù)據(jù)的流動(dòng)正在突破各類(lèi)邊界，讓海灣得以不斷尋獲發(fā)展的最優(yōu)解。

海灣集團(tuán)旗下共有二十余家控股和參股企業(yè)，數(shù)據(jù)的共享和流動(dòng)正在提升海灣集團(tuán)的信用管理和財(cái)務(wù)管控效率。“因?yàn)殇N(xiāo)售業(yè)務(wù)中存在賒銷(xiāo)現(xiàn)象，雙贏彩票通常會(huì)給客戶設(shè)定信用額度，防止應(yīng)收賬款失控影響現(xiàn)金流，產(chǎn)生壞賬，這樣一個(gè)系統(tǒng)性、協(xié)同性的工作就要靠信息化來(lái)完成。”集團(tuán)副總經(jīng)理黃虎林說(shuō)，有時(shí)一個(gè)客戶會(huì)在海灣集團(tuán)下屬多個(gè)公司有業(yè)務(wù)，在沒(méi)有進(jìn)行數(shù)據(jù)集成管理前，集團(tuán)通常無(wú)法實(shí)時(shí)掌控同一個(gè)客戶在海灣多個(gè)下屬公司的信用狀況和賒銷(xiāo)額度，造成潛在風(fēng)險(xiǎn)。“現(xiàn)在就沒(méi)問(wèn)題了，SAP/ERP系統(tǒng)實(shí)施之后，通過(guò)信用管理功能的實(shí)現(xiàn)，客戶如果超過(guò)了賒銷(xiāo)信用額度，訂單就會(huì)被鎖定，產(chǎn)品不能出貨。”

流動(dòng)的數(shù)據(jù)，讓海灣集團(tuán)找到了最優(yōu)的能源配置方案。對(duì)化工企業(yè)來(lái)說(shuō)，水、電、氣等各種能源消耗是主要運(yùn)營(yíng)成本之一。通過(guò)數(shù)據(jù)的共享分析，操作人員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控各類(lèi)儲(chǔ)罐液位、流量、溫度和其他關(guān)鍵參數(shù)，計(jì)算關(guān)鍵環(huán)節(jié)的能耗指標(biāo)，和既定的能耗基線進(jìn)行對(duì)比，找出能耗差距。同時(shí)結(jié)合工藝限制條件的數(shù)據(jù)分析，能夠?qū)崿F(xiàn)同時(shí)滿足產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)能要求的最優(yōu)能源配置。

“對(duì)數(shù)據(jù)的深入挖掘使用是雙贏彩票下一步重點(diǎn)要做的事情，尤其是在研發(fā)環(huán)節(jié)，研發(fā)人員可以實(shí)時(shí)調(diào)取某一化學(xué)指標(biāo)在一年甚至更長(zhǎng)周期內(nèi)的變化趨勢(shì)，分析研究這個(gè)指標(biāo)的影響因素，為產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量提升提供數(shù)據(jù)支撐。”海灣化學(xué)計(jì)控部部長(zhǎng)劉培軍說(shuō)。 

未來(lái)，海灣集團(tuán)還將在龐雜的數(shù)據(jù)信息中找到新價(jià)值、創(chuàng)造新模式，不斷求出更多的最優(yōu)解，在數(shù)字化生長(zhǎng)的道路上奮力奔跑。