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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)業的重塑，在(zai)青島(dao)海灣集團可以獲得最(zui)為直觀的感受(shou)。

自2010年啟動環保搬遷，海灣集(ji)團不(bu)(bu)僅(jin)獲得了(le)物理空間(jian)的(de)(de)釋放，同時(shi)也踏上了(le)數字(zi)化(hua)轉型的(de)(de)全新賽(sai)道。通過(guo)(guo)對(dui)化(hua)工裝置實施數字(zi)化(hua)、智能化(hua)升級，海灣集(ji)團實現了(le)對(dui)全流程生產數據(ju)(ju)(ju)的(de)(de)實時(shi)采(cai)(cai)集(ji)、監控、集(ji)中存儲；通過(guo)(guo)打通不(bu)(bu)同層級與流程間(jian)的(de)(de)數據(ju)(ju)(ju)壁壘，海灣集(ji)團已經(jing)構(gou)建起了(le)數據(ju)(ju)(ju)采(cai)(cai)集(ji)、傳輸(shu)、存儲、處理和(he)反饋的(de)(de)閉環，利用(yong)數據(ju)(ju)(ju)流動，為企(qi)業(ye)尋找到了(le)更(geng)多的(de)(de)最優解……

在海灣(wan)集團，伴隨(sui)著這個(ge)全(quan)新(xin)數字經濟體系的(de)不斷(duan)生(sheng)長，工(gong)業(ye)互聯(lian)網在化工(gong)領域(yu)的(de)應用場景也(ye)逐漸明晰。

      讓變化“數據化”  

在(zai)海(hai)灣集團旗下位于(yu)董家(jia)口的(de)(de)海(hai)灣化學(xue)廠(chang)區，放眼望去，半空中(zhong)銀色管(guan)廊縱橫交織，聚合(he)釜、精(jing)餾塔(ta)等大型裝置(zhi)如(ru)高(gao)樓林立(li)。一(yi)天(tian)24小(xiao)時、一(yi)年300多天(tian)，這些裝置(zhi)內每時每刻都(dou)涌(yong)動著悄無聲息的(de)(de)化學(xue)反應。在(zai)這個(ge)過程中(zhong)，每一(yi)個(ge)節點都(dou)在(zai)產生液位、壓力(li)、溫度(du)、劑量(liang)、流量(liang)等復雜的(de)(de)變化……對這些變化必(bi)須實時掌(zhang)控，否(fou)則分毫之差(cha)都(dou)將引起“蝴蝶(die)效應”，影響產品品質(zhi)，甚至帶來安(an)全隱患(huan)。

在(zai)實(shi)現裝置自(zi)動化之前(qian)，企(qi)業一直(zhi)是(shi)(shi)依靠(kao)一線職工的(de)(de)手(shou)動操作(zuo)來(lai)把控這些變(bian)化。人的(de)(de)經驗(yan)是(shi)(shi)保障產(chan)品(pin)質量(liang)最核(he)心的(de)(de)因素。海灣化學生(sheng)(sheng)產(chan)部部長(chang)明(ming)坤(kun)告(gao)訴記(ji)者，像在(zai)鹽酸(suan)生(sheng)(sheng)產(chan)線，氫氣(qi)與氯氣(qi)的(de)(de)配(pei)比是(shi)(shi)決定鹽酸(suan)產(chan)品(pin)質量(liang)的(de)(de)重要因素。生(sheng)(sheng)產(chan)過程中，技術人員搬(ban)個小板凳坐在(zai)合成爐(lu)附近，透過爐(lu)子(zi)上的(de)(de)視鏡觀(guan)察爐(lu)火的(de)(de)顏色，“顏色發黃就是(shi)(shi)氯氣(qi)加多(duo)了，顏色發白(bai)就是(shi)(shi)氫氣(qi)加多(duo)了。這可是(shi)(shi)很考(kao)驗(yan)人的(de)(de)眼力(li)和經驗(yan)的(de)(de)。”明(ming)坤(kun)笑(xiao)著說。

要(yao)應用工業互(hu)聯網，首先就是要(yao)讓這些憑經驗觀察(cha)的(de)感(gan)性“變化(hua)”轉化(hua)為精確(que)的(de)“數(shu)(shu)(shu)據”。正如國內(nei)數(shu)(shu)(shu)字化(hua)設計與制造權威、中國工程院院士譚建榮所言，數(shu)(shu)(shu)據是工業互(hu)聯網的(de)核心，走向工業互(hu)聯網的(de)第一(yi)步，就是要(yao)將散落在(zai)生產流(liu)程中的(de)碎(sui)片化(hua)的(de)信息量化(hua)、收集。

海灣(wan)(wan)集團(tuan)有關負(fu)責(ze)人介紹，海灣(wan)(wan)集團(tuan)自上世紀90年代(dai)就(jiu)開(kai)始(shi)引入DCS工業控制系統，對生產基礎設施進行(xing)數(shu)字化改造，而2010年9月啟動的(de)整(zheng)體搬遷，則開(kai)啟了數(shu)字化建設的(de)新征程(cheng)。

“廠區的(de)每一臺裝置(zhi)都(dou)安裝了不(bu)同種類的(de)監測儀器和自動控制閥，這(zhe)就是(shi)我們收集(ji)信息數(shu)據的(de)基礎，也是(shi)進(jin)行智能化控制的(de)基礎。”明坤以氯氫(qing)工段的(de)氫(qing)氣鍋(guo)爐為例，煙(yan)氣出口(kou)處有(you)溫(wen)度(du)計，能夠(gou)實時感知煙(yan)氣出口(kou)處的(de)溫(wen)度(du)，而這(zhe)些溫(wen)度(du)信息最終通過(guo)信號傳輸顯示在(zai)了DCS系統的(de)屏幕(mu)上。除了溫(wen)度(du)數(shu)據，生產過(guo)程中產生的(de)壓力、液位、流量等數(shu)據也都(dou)盡在(zai)DCS控制系統的(de)“掌控中”。

目前，僅(jin)海灣化學生產(chan)環節就配置(zhi)了1萬(wan)余塊智能儀(yi)表儀(yi)器(qi)，實時數(shu)據庫共(gong)有6萬(wan)個監測(ce)點(dian)，實現了氯堿、VCM、PVC、苯乙(yi)烯生產(chan)過(guo)程(cheng)的全流程(cheng)、全環節監測(ce)，控制回(hui)路自控率(lv)達到99%以上。

不(bu)只在生產(chan)環節，在產(chan)品質量(liang)監(jian)測(ce)環節，海(hai)灣化學還(huan)引入了LIMS化驗數據系(xi)統(tong)(tong)，收集了生產(chan)過程(cheng)中所有(you)原(yuan)料(liao)、產(chan)品的檢測(ce)數據；在出(chu)入庫環節，所有(you)物料(liao)稱重等數據都直接由地(di)磅稱重管理(li)系(xi)統(tong)(tong) “收入囊中”；在倉儲環節，全(quan)自動包裝(zhuang)碼(ma)垛(duo)系(xi)統(tong)(tong)讓每一批產(chan)品都可隨時定位、全(quan)程(cheng)追溯(su)。

通過數字化改(gai)造(zao)，海灣集(ji)(ji)團實現了(le)對所有跟生產相關(guan)數據的實時采集(ji)(ji)、監控和集(ji)(ji)中存儲(chu)。

      用數據“精準驅動”  

對數據(ju)的精準掌(zhang)控，是為了不斷優化生產、管理、研發的各項流程。

海灣(wan)化(hua)學苯乙烯裝(zhuang)置區內機器(qi)轟(hong)鳴，進料、反應、出(chu)成品(pin)、包裝(zhuang)、配送，各個(ge)環節流暢有序(xu)，生(sheng)產(chan)線和操(cao)作區域(yu)基本已實現無(wu)人化(hua)操(cao)作。而驅動這一(yi)切的，正是數(shu)據(ju)。

對苯乙烯工(gong)(gong)段(duan)的主操劉(liu)春(chun)林(lin)來說，DCS系統不僅(jin)是(shi)他的“千里(li)眼”，更是(shi)他的“精(jing)密大腦”和“靈活四肢”。坐(zuo)在(zai)DCS中(zhong)央(yang)控制室的系統屏幕前，劉(liu)春(chun)林(lin)可以實時掌握苯乙烯工(gong)(gong)段(duan)內各個裝置(zhi)的生產情況(kuang)。脫氫反(fan)應器的蒸汽(qi)帶壓力不能高于150kpaA、床層溫(wen)度差必須(xu)保持(chi)在(zai)85℃以內、精(jing)餾塔內塔頂溫(wen)度不能超過(guo)103℃，這些關鍵指標已經在(zai)劉(liu)春(chun)林(lin)的意識中(zhong)形成(cheng)“條件反(fan)射”。

他告訴記者，如果精餾(liu)(liu)塔(ta)內塔(ta)頂(ding)溫(wen)(wen)度(du)超過103℃，會造成(cheng)塔(ta)頂(ding)苯(ben)乙烯含量過多，催化(hua)劑(ji)的(de)轉(zhuan)化(hua)效率(lv)由此降(jiang)低(di)(di)，反應(ying)器表面(mian)會造成(cheng)結焦。如果塔(ta)釜(fu)溫(wen)(wen)度(du)低(di)(di)了，精餾(liu)(liu)塔(ta)上層的(de)乙烯就會下沉到苯(ben)乙烯產(chan)品中，會導致苯(ben)乙烯產(chan)品純度(du)降(jiang)低(di)(di)。而對化(hua)工產(chan)品而言，0.01%的(de)純度(du)提升即是技(ji)術層面(mian)的(de)巨大(da)進步，“所以溫(wen)(wen)差的(de)精確度(du)要(yao)控(kong)制(zhi)在(zai)0.2℃—0.3℃之間，越精準(zhun)產(chan)品質量就越穩定(ding)。”劉春林說，DCS系統自動化(hua)控(kong)制(zhi)遠比人的(de)經(jing)驗(yan)穩定(ding)、精準(zhun)。

對于數(shu)據(ju)驅動(dong)(dong)下的安全(quan)(quan)生(sheng)產，明坤深有(you)體會。一(yi)天(tian)，氯(lv)氫(qing)工段的DCS系(xi)統提示氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐煙氣(qi)(qi)出口溫(wen)度低于正(zheng)常溫(wen)度，現場(chang)巡(xun)查(cha)人員(yuan)查(cha)看后(hou)，發(fa)(fa)現了(le)(le)設(she)備漏(lou)水(shui)隱患(huan)。“漏(lou)水(shui)是(shi)比(bi)較難發(fa)(fa)現的，而(er)且現場(chang)巡(xun)檢(jian)通常要(yao)間隔兩個(ge)小時(shi)(shi)，如果不是(shi)系(xi)統提示，那(nei)我(wo)們發(fa)(fa)現問題的時(shi)(shi)間肯定是(shi)遠遠滯后(hou)的，這就有(you)安全(quan)(quan)隱患(huan)了(le)(le)。”明坤解釋，漏(lou)水(shui)會導致氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐內液(ye)位波動(dong)(dong)下降，將觸發(fa)(fa)一(yi)系(xi)列連(lian)鎖反(fan)應，甚至會造成(cheng)氫(qing)氣(qi)(qi)鍋爐的干(gan)燒、爆炸。目前，海灣(wan)集團在(zai)物(wu)料生(sheng)產的關(guan)鍵(jian)工序上建立(li)了(le)(le)安全(quan)(quan)儀表(biao)系(xi)統，還設(she)置(zhi)(zhi)了(le)(le)可燃、有(you)毒(du)有(you)害氣(qi)(qi)體檢(jian)測報警裝(zhuang)置(zhi)(zhi)，一(yi)旦出現指(zhi)標(biao)或狀態失控情況，與安全(quan)(quan)儀表(biao)系(xi)統相連(lian)的關(guan)鍵(jian)指(zhi)標(biao)聯(lian)鎖系(xi)統、緊急(ji)停車裝(zhuang)置(zhi)(zhi)將第一(yi)時(shi)(shi)間啟(qi)動(dong)(dong)聯(lian)鎖動(dong)(dong)作，確保安全(quan)(quan)生(sheng)產。

信息化(hua)(hua)、數字化(hua)(hua)驅動著(zhu)海灣集團的生(sheng)產、管理模式不斷(duan)升(sheng)級換代。海灣化(hua)(hua)學搬(ban)遷(qian)一期項目達產后(hou)，萬元產值綜合(he)能耗降至(zhi)0.48噸標煤，不到搬(ban)遷(qian)前的1/4。伴隨著(zhu)數字化(hua)(hua)、智能化(hua)(hua)程度不斷(duan)提(ti)升(sheng)，2019年(nian)海灣化(hua)(hua)學人均年(nian)產值已超過700萬元，與2010年(nian)搬(ban)遷(qian)前相比整(zheng)整(zheng)提(ti)高了10倍。

與離散型生(sheng)(sheng)產不(bu)同(tong)，化工企業是連續不(bu)斷的(de)流(liu)(liu)程型生(sheng)(sheng)產，原料從進(jin)入裝置后(hou)就一(yi)刻不(bu)停地前往“下(xia)一(yi)站(zhan)”，直至成品產出。這種(zhong)持(chi)續的(de)流(liu)(liu)程型生(sheng)(sheng)產也意味著(zhu)，數據必須(xu)要(yao)能夠(gou)驅動生(sheng)(sheng)產的(de)全流(liu)(liu)程、全周期，要(yao)一(yi)刻不(bu)停地跟隨產品物(wu)料“流(liu)(liu)動起來”。

“要想(xiang)讓數據(ju)流(liu)(liu)動(dong)，就要打(da)破(po) ‘數據(ju)孤島’。”有關負責人介紹說。要把研發(fa)、設(she)計、營銷(xiao)、生產、物(wu)流(liu)(liu)、倉儲(chu)之間的數據(ju)邊界打(da)破(po)，讓數據(ju)在自由流(liu)(liu)動(dong)和耦合互動(dong)中為企業(ye)發(fa)展賦予能(neng)量。

2017年起，在基(ji)礎(chu)控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)系(xi)統(tong)已(yi)經(jing)完(wan)備的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，海灣集(ji)(ji)團(tuan)以(yi)SAP/ERP實(shi)施為(wei)龍頭，自(zi)上(shang)而下搭建(jian)業務財務一(yi)(yi)體(ti)(ti)化(hua)管控(kong)(kong)體(ti)(ti)系(xi)，實(shi)現了(le)ERP系(xi)統(tong)與地磅稱重管理系(xi)統(tong)、LIMS化(hua)驗數(shu)據(ju)系(xi)統(tong)、PI實(shi)時數(shu)據(ju)庫系(xi)統(tong)等的(de)互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通，從根本上(shang)解決了(le)信(xin)(xin)息(xi)孤島問題。SAP/ERP系(xi)統(tong)為(wei)多個系(xi)統(tong)的(de)集(ji)(ji)成運行提供了(le)開(kai)放性接口，讓海灣集(ji)(ji)團(tuan)實(shi)現了(le)集(ji)(ji)團(tuan)一(yi)(yi)體(ti)(ti)化(hua)管控(kong)(kong)，全面整合了(le)生(sheng)產、采(cai)購(gou)、銷售(shou)、庫存(cun)、運輸、人力(li)資源、財務管理等業務，構建(jian)了(le)實(shi)時動(dong)態的(de)業務財務一(yi)(yi)體(ti)(ti)化(hua)管控(kong)(kong)系(xi)統(tong)。不斷(duan)完(wan)善的(de)企(qi)業信(xin)(xin)息(xi)網(wang)(wang)絡，讓海灣集(ji)(ji)團(tuan)實(shi)現了(le)生(sheng)產控(kong)(kong)制(zhi)(zhi)網(wang)(wang)、數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)(ji)網(wang)(wang)、管理辦公(gong)網(wang)(wang)間的(de)互(hu)(hu)聯互(hu)(hu)通，數(shu)據(ju)信(xin)(xin)息(xi)共享，數(shu)據(ju)自(zi)由流動(dong)。

而數據的(de)(de)流(liu)動正(zheng)在(zai)突(tu)破各類邊界，讓(rang)海灣得以不斷尋獲發展的(de)(de)最優解。

海(hai)灣集(ji)團(tuan)旗下(xia)共(gong)有(you)(you)二(er)十(shi)余家(jia)控股(gu)和參股(gu)企業(ye)(ye)，數據的(de)(de)共(gong)享和流動正(zheng)在(zai)(zai)提升(sheng)海(hai)灣集(ji)團(tuan)的(de)(de)信(xin)(xin)用(yong)(yong)管(guan)理(li)(li)(li)和財務管(guan)控效率。“因(yin)為銷(xiao)(xiao)售業(ye)(ye)務中存(cun)在(zai)(zai)賒(she)銷(xiao)(xiao)現象，我(wo)們通(tong)常(chang)會(hui)給客戶(hu)設定(ding)信(xin)(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度，防止(zhi)應收賬(zhang)(zhang)款失控影響現金流，產生壞賬(zhang)(zhang)，這樣(yang)一(yi)個(ge)系統(tong)性(xing)、協同性(xing)的(de)(de)工作就(jiu)要靠信(xin)(xin)息化(hua)來完成(cheng)。”集(ji)團(tuan)副總經理(li)(li)(li)黃(huang)虎林(lin)說，有(you)(you)時一(yi)個(ge)客戶(hu)會(hui)在(zai)(zai)海(hai)灣集(ji)團(tuan)下(xia)屬多(duo)個(ge)公司(si)有(you)(you)業(ye)(ye)務，在(zai)(zai)沒(mei)有(you)(you)進行數據集(ji)成(cheng)管(guan)理(li)(li)(li)前，集(ji)團(tuan)通(tong)常(chang)無法實時掌(zhang)控同一(yi)個(ge)客戶(hu)在(zai)(zai)海(hai)灣多(duo)個(ge)下(xia)屬公司(si)的(de)(de)信(xin)(xin)用(yong)(yong)狀況和賒(she)銷(xiao)(xiao)額(e)(e)度，造成(cheng)潛(qian)在(zai)(zai)風險(xian)。“現在(zai)(zai)就(jiu)沒(mei)問題(ti)了(le)，SAP/ERP系統(tong)實施之后，通(tong)過信(xin)(xin)用(yong)(yong)管(guan)理(li)(li)(li)功能的(de)(de)實現，客戶(hu)如果超(chao)過了(le)賒(she)銷(xiao)(xiao)信(xin)(xin)用(yong)(yong)額(e)(e)度，訂單就(jiu)會(hui)被鎖定(ding)，產品不能出貨(huo)。”

流動(dong)的(de)數(shu)據(ju)(ju)，讓海灣集團找到了最優的(de)能(neng)源配(pei)置方(fang)案(an)。對化(hua)工(gong)企業(ye)來(lai)說，水、電、氣(qi)等各種能(neng)源消耗是主要運營成本(ben)之一(yi)。通過數(shu)據(ju)(ju)的(de)共享分析，操作人員可以實時監控各類儲罐液位、流量(liang)、溫度和其他關鍵(jian)參數(shu)，計算關鍵(jian)環(huan)節的(de)能(neng)耗指(zhi)標，和既定的(de)能(neng)耗基線進行(xing)對比，找出能(neng)耗差距。同時結合工(gong)藝限制條件的(de)數(shu)據(ju)(ju)分析，能(neng)夠實現同時滿足(zu)產品生(sheng)產質量(liang)和產能(neng)要求的(de)最優能(neng)源配(pei)置。

“對數據(ju)的(de)深(shen)入挖掘使用是我們(men)下一步重點要做(zuo)的(de)事情(qing)，尤其是在研(yan)發(fa)(fa)環節(jie)，研(yan)發(fa)(fa)人員可以實時調取(qu)某一化學(xue)指標在一年甚至更長(chang)周期內的(de)變(bian)化趨(qu)勢，分析研(yan)究這個指標的(de)影響因素，為(wei)產品研(yan)發(fa)(fa)和質量(liang)提升提供數據(ju)支撐。”海(hai)灣化學(xue)計控(kong)部部長(chang)劉培軍說。 

未來，海灣集(ji)團(tuan)還將(jiang)在龐(pang)雜的數據信(xin)息中找到新價值、創(chuang)造(zao)新模(mo)式(shi)，不(bu)斷求出更(geng)多的最(zui)優解，在數字化生長的道路上奮力奔(ben)跑。