■ 本刊记者 唐茵
随着传统制造加快向数字化、网络化、智能化方向转变,石化产业的制造模式正面临深刻变革。虽然国内许多石化企业尚处于从工业2.0向工业3.0迈进的阶段,但中国已经在赶超,正通过并购、投资新的商业模式,以及新的技术合作等方式,成为领先全球数字化发展的一支重要力量。
新工业变革时代来临
工业生产的智能化程度越高,工业化进程就越快,大数据、互联网、智能制造是人类历史上的又一次工业变革。智能制造技术可被视为推动化学工业实现更加安全和可持续发展的关键驱动力,同时有助于企业利润的提升。
智能制造结合了信息与操作技术。通过预测或数字化维护等技术,智能制造能够最大限度地提高资产利用率,减少生产工厂出现计划外的停机时间;通过数据挖掘和建模等技术,智能制造能降低能源成本,有助于评估、替代能源;通过以客户为中心的纵向一体化、上下游的横向一体化,以及从供应链到客户端对端的一体化,化工生产商能够优化各自生产系统和供应网络。从这个意义上说,智能技术将帮助企业提高生产效率,为客户提供更多的产品组合,但更为重要的是通过实时监控资产流程、人员和产品,智能制造还能降低风险,帮助企业加强安全管理。越来越多的公司采用3D可视化、虚拟现实以及模拟的方式对现有工厂中的操作人员和维修人员进行培训。
当前,一些发达国家的化工企业在智能制造、柔性化生产、定制化服务、实时化管理走在前列。中国石油和化学工业总体仍走在3.0时代。虽然一些企业开始使用机器人等装备,但部分高端机械装备仍然依赖进口,大数据的积累、挖掘和利用与跨国公司仍有不小差距。而且没有与经济生产有机结合,云计算、人机互动、增材制造等技术也处在研发、实验阶段,中国石油化工行业实现工业4.0任重道远。
中国有机会实现赶超
数字化转型已经对中国经济产生了深远影响,对全球数字化格局的影响也日益增加,特别是工业4.0为传统化工行业带来了端到端的全价值链的效率提升。在以智能化和数字化转型为基础的第四次工业革命中,中国在科技方面一直在追随其他先进国家,同时也想在这场工业革命中取得先机。许多业界人士也对第四次工业革命在中国的展开一直抱有非常积极的态度,认为这是中国摆脱追赶者的身份的机遇。
化工行业是我国国民经济的重要支柱产业,同时也是重要的原材料行业,自动控制、安全生产、节能环保的要求都高于其他行业,在工业生产整体智能化转型的过程中,扮演着非常重要的角色。将两化融合的概念真正落实到生产流程当中,是化工行业实现智能化改造的先决条件。当前国内领军企业已经开始如火如荼地打造自己全新的智能化体系。智能化的工厂、智慧化的园区如雨后春笋般地拔地而起。而众多企业也开始积极地谋篇布局,筹备着在不远的将来,把自己打造成智能化与数字化结合的全新模式。
中国石化的云平台ProMACE以工厂为中心,打造信息物理融合、集成共享,建立实时智能的开放生态,有八项核心能力,即:集中集成、虚拟现实、优化计算、工业大数据、泛在连接、人工智能、智能制造生态圈以及端到端的安全能力。
神华的智能矿山是全球首创无人操作的智能采煤工作面和一体化控制智能矿井技术。一座产量在2000万吨的矿井完全由中央控制系统来控制,实时的监控点达到57000多个,2000余台(套)的设备全部实现了智能控制。
万力轮胎位于安徽合肥的智能工厂,携手50多家国内外供应商,协同开发了600多个先进系统和设备。由于智能化技术的实施,员工人数大幅下降,生产效率更高,生产质量更加稳定,同时劳务费用大幅下降。200万条规模的全钢胎生产企业所需员工从保守估计的2500名减少至不足700名;生产一条全钢胎的时间从48小时缩短至30小时;产值也是全行业平均水平的3倍。
智能化之路仍布满荆棘
然而,未来我国化工企业的智能一体化之路仍然复杂艰难。作为典型的流程工业,化工行业的生产过程是由多个工业过程组成的不可拆分的整体,是包含物理、化学反应的气、液、固多相共存的连续化复杂过程,存在原料成分波动、外界随机干扰,产品性能不仅仅取决于工艺设计,每个生产单元运行工况与全流程的整体优化均有重要影响,各局部环节的智能化不等于整体智能化,核心是要通过智能一体化技术实现全流程整体优化。
一方面,智能一体化要循序渐进。数字化是基础,智能化是现行的工作目标,智慧化是远景目标。智能一体化首先要从工厂内部的微观层面进行探讨,主要突出智能、物联网以及成本等关键因素,建立纵向深度关联的数字、智能、智慧化体系,从而达到工厂内部的各个指标的最优化,最终实现安全、环保、能耗以及成本控制的关键指标。
另一方面,智能一体化要结合内外部情况,从宏观层面看问题。即要考虑外围环境对公司经营的影响,主要是上端的资源供应、资源成本以及下端的市场环境以及税收政策对经营的影响。智能一体化要保障横向上的全面覆盖,建立内外部的统筹,协调模块之间的关系,建立完善、完整的智能一体化的优化关系,实现资源原料、物料互供、产品组合的优化,从而实现生产效率的最高化、经营成本的最低化、市场最大的满足以及价值的最大化的目的。
智能化之路仍布满荆棘,但在这条路上,中国石化业将有机会改变“跟随者”的角色,越来越多的企业正联合起来,加速创新,借力数字化潮流,迎接石化智造时代的来临。
