眼下，中國化工行業(yè)正在經(jīng)歷新一輪的洗牌。

 

    在趨嚴(yán)的環(huán)保政策等因素影響下，全國多省計劃關(guān)停傳統(tǒng)的化工園區(qū)。以山東省為例，其計劃將化工園區(qū)縮減到100個以內(nèi)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上關(guān)閉20%的化工企業(yè)。

 

    數(shù)據(jù)顯示，山東全省目前有各類化工園區(qū)199個，化工生產(chǎn)企業(yè)戶數(shù)7595家。這就意味著，山東省將有一半的化工園區(qū)將關(guān)閉，超過1500家企業(yè)被關(guān)停。

 

    國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，截至6月底，化工板塊企業(yè)較去年底已減少1565家。

 

    與國外同行相比，國內(nèi)化工企業(yè)面臨基礎(chǔ)建設(shè)薄弱、管理不規(guī)范、制度不健全、監(jiān)督不到位等問題。如今的產(chǎn)能過剩、環(huán)保督查，正倒逼中國化工企業(yè)踏上產(chǎn)業(yè)升級之路。

 

    要么被淘汰，要么進行升級。隨著更加激烈的市場競爭，眾多國內(nèi)化工企業(yè)急切尋找自己的定位和未來。東方證券的研報指出，如果說，過去20年中國化工行業(yè)的主旋律是上產(chǎn)能、擴規(guī)模，那未來最大的方向是投研發(fā)、補短板。

 

    如何突出重圍？數(shù)字化方面的投入和轉(zhuǎn)型，正成為它們升級的重要門徑之一。

 

 

2018西門子工業(yè)論壇分享交流現(xiàn)場

數(shù)字化趨勢

 

    “相比前幾年的觀望態(tài)度，化工企業(yè)需要進行數(shù)字化建設(shè)，已越來越成為行業(yè)共識。”9月19日，在西門子工業(yè)論壇期間，多位化工企業(yè)人士對界面新聞記者表示。

 

    眾多化工企業(yè)已付諸行動。在此次論壇中，有浙江、青海、河南等地的化工企業(yè)人員對界面新聞稱，公司在近兩年中，開始加大數(shù)字化方面的投入，“因為趨勢已在。”

 

    生產(chǎn)過程中化學(xué)方法占主要地位的過程工業(yè)，被泛指為化學(xué)工業(yè)主要包括塑料、合成纖維、石油、橡膠工業(yè)等。與其他行業(yè)相比，化工行業(yè)的特點之一是高耗能、高投入。

    

    另一方面，中國化工企業(yè)目前面臨的主要問題還有環(huán)保制約。近年來，中國環(huán)保領(lǐng)域政策密集出臺，如《大氣污染防治行動計劃》、《水污染防治行動計劃》、《土壤污染防治行動計劃》等。尤其是近兩年，中國政府開展了全國范圍內(nèi)的環(huán)保督察，化工企業(yè)面臨日趨的改造考驗。

 

    在當(dāng)前新一輪的洗牌中，化工企業(yè)想要脫穎而出，控制成本、提高效率成為關(guān)鍵。在西門子中國有限公司過程自動化事業(yè)部總經(jīng)理姚峻看來，這正是數(shù)字化能夠幫助企業(yè)的地方。

 

    “真正的工業(yè)4.0體現(xiàn)在化工行業(yè)上，很重要的一方面是如何通過數(shù)字化系統(tǒng)，優(yōu)化裝置、流程，從而實現(xiàn)優(yōu)化成本，” 姚峻說，“如果能提高一個百分點，那就是純利潤。”

 

    “相較與離散行業(yè)，化工行業(yè)等過程工業(yè)的特點是需要反饋，不斷修正。”中石化旗下某工程公司的工作人員對界面新聞記者稱，“因為溫度、濕度等指標(biāo)相差一點，出來的產(chǎn)品就完全不一樣。”這就要求采用的解決方案更為精準(zhǔn)且具有更高的靈活性。

 

中石化青島煉化電氣與儀表中心主任陳鑫
 

    以中石化旗下的青島煉化項目（下稱青島煉化）為例，該項目年原油加工能力達到1200萬噸/年，擁有24套大型煉化裝置，涉及15個煉油裝置、電站、聚丙烯廠，具備目前中國最大的單體裝置。

 

    如此龐大的化工工程，為保證生產(chǎn)線的效率、產(chǎn)品質(zhì)量及安全等指標(biāo)，因此需要采用高可靠性的控制系統(tǒng)，靈活的標(biāo)準(zhǔn)組件冗余。青島煉化項目目前應(yīng)用的過程控制系統(tǒng)為西門子的SIMATIC PCS7系統(tǒng)。該煉油項目DCS系統(tǒng)包括1個中央控制室和17個現(xiàn)場機柜室。系統(tǒng)規(guī)模大，而且復(fù)雜，硬件點達到2萬點，通訊點達到7000點，系統(tǒng)包括100多個操作員站、18個工程師站，9對冗余服務(wù)器等。

 

    對于類似青島煉化這種大型煉化項目而言，DCS控制系統(tǒng)需要承擔(dān)的重任包括數(shù)據(jù)采集、優(yōu)化流程、數(shù)據(jù)查詢、事故分析等，是全流程控制的中樞核心。

 

    SIMATIC的TIA全集成自動化解決方案，是針對整個工廠的控制和管理，采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的編程組態(tài)平臺、統(tǒng)一的通訊規(guī)范和靈活的結(jié)構(gòu)配置，可滿足了當(dāng)今化工和石化領(lǐng)域?qū)ιa(chǎn)控制一體化和信息管理集中化等方面的要求。

 

    由于青島煉化擁有數(shù)量較多的大型聯(lián)合生產(chǎn)裝置。針對這一特點，西門子對其的控制系統(tǒng)采用了緊湊集中的布局方式。全廠工藝裝置的DCS與安全儀表系統(tǒng)(SIS)、火災(zāi)和氣體監(jiān)測系統(tǒng)(FGS)、壓縮機控制系統(tǒng)(CCS)等系統(tǒng)共用一個中央控制室，并且均通過DCS進行集中操作、控制和管理。

 

    現(xiàn)場信號以就近的原則接入各個現(xiàn)場機柜室，再采用光纖通訊傳送至中控室。如此，可節(jié)省電纜成本支出，且完成了對不同生產(chǎn)裝置的獨立控制，在信息管理層面上它們又相互連接，實現(xiàn)靈活的統(tǒng)一管理和調(diào)度架構(gòu)。

 

    自2008年合作以來，除過程控制軟件外，青島煉化還向西門子采購了安全儀表系統(tǒng)、信息安全、全生命周期管理軟件和基于大數(shù)據(jù)的預(yù)防性維護服務(wù)等。

 

    青島煉化電氣與儀表中心主任陳鑫表示，在向智能制造轉(zhuǎn)型的過程中，西門子的一體化工程到一體化運維的數(shù)字化理念和方案，為青島煉化帶來了整體效益跨越式的提升。

 

    目前，青島煉化的全廠定員為650人，達到了較低的人員配置水平，工廠人均產(chǎn)值位居中國石化企業(yè)第一、全球石化企業(yè)第五。

 

西門子股份公司數(shù)字化工廠集團首席執(zhí)行官Jan Mrosik

轉(zhuǎn)型桎梏

 

    “盡管當(dāng)今發(fā)展?fàn)顩r下，企業(yè)數(shù)字化的實現(xiàn)已近在咫尺，但并不意味著它是輕而易舉的，”西門子數(shù)字化工廠集團首席執(zhí)行官Jan Mrosik表示，“如老舊設(shè)備聯(lián)網(wǎng)等很多問題依舊無法回避，企業(yè)數(shù)字化的實現(xiàn)依舊是一個循序漸進的過程。”

 

    化工企業(yè)亦是如此。“數(shù)字化轉(zhuǎn)型需要自上而下的執(zhí)行，一是需要頂層領(lǐng)導(dǎo)認可，制定好戰(zhàn)略，二是底下員工、操作人員也需要遵循，這才能往前推進。” 浙江恒逸石化有限公司（下稱恒逸石化）智能制造總監(jiān)呂斌對界面新聞記者稱。

 

    但現(xiàn)實是，眾多企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)雖然已經(jīng)認可數(shù)字化的趨勢，但對數(shù)字化的理解存在偏差，有的認為安裝了信息化系統(tǒng)，就實現(xiàn)了數(shù)字化，且在需要真正投入資金時，卻很猶豫。因為前期需要一筆不菲的純投入，收回效益卻至少需要兩三年后。

 

    去年，德勤發(fā)布的報告指出，相較于歐洲化工業(yè)的數(shù)字化程度，中國化工企業(yè)的數(shù)字化成熟度不高，目前大多數(shù)中國化工企業(yè)還處于早期的數(shù)字化應(yīng)用階段。

 

    據(jù)界面新聞記者了解，根據(jù)不同企業(yè)的規(guī)模和需求，數(shù)字化轉(zhuǎn)型所需資金不盡相同，但多數(shù)在億元級別以上。“我們公司的計劃這方面的投入是在5億元以上，希望收回成本的期限是五年。”呂斌說。

 

    這意味著，企業(yè)需要有較強的經(jīng)濟實力作為支撐，資金基礎(chǔ)薄弱的中小企業(yè)想要數(shù)字化轉(zhuǎn)型的，存在很大的阻礙。重要的是，企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)能夠認可這種較長的回報周期投入方式。

 

    德勤的報告也指出，在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中，企業(yè)缺乏商業(yè)信心,或者不了解數(shù)字化轉(zhuǎn)型能給他們帶來的潛在利益。這就限制了化工企業(yè)的轉(zhuǎn)型，讓他們僅僅對現(xiàn)有的流程和系統(tǒng)做出小幅改進。

 

    在領(lǐng)導(dǎo)層確定了投入后，在員工執(zhí)行的過程中，又反映出中國化工企業(yè)的另一問題：數(shù)字化人才稀缺。上述多家化工企業(yè)人員對界面新聞記者反映，人才正成為推進數(shù)字化轉(zhuǎn)型的制約因素之一。

 

    “引進了自動化設(shè)備、安裝了信息化系統(tǒng)，但工人的技術(shù)和知識儲備不夠的話，操作不當(dāng)，效率大大折扣。”呂斌表示，因為缺乏專業(yè)的人才，其所在公司正聘請相關(guān)數(shù)字化公司的專家，對新工廠的數(shù)字化規(guī)劃進行咨詢，不過這筆費用同樣高昂，動則幾百萬元級別。

 

    不過，在西門子中國有限公司過程自動化事業(yè)部總經(jīng)理姚峻看來，一個好的數(shù)字化解決方案，能夠幫助工廠提前做好員工培訓(xùn)。例如，采用仿真驅(qū)動的“數(shù)字雙胞胎”，實現(xiàn)虛擬和現(xiàn)實的對應(yīng)，在工廠尚未建成之前，就可以召集人員在電腦上做虛擬的培訓(xùn)。

 

    “而且，這個數(shù)字化雙胞胎，伴隨整個工程的生命周期，包括工廠建成后的巡檢、應(yīng)急演練等。” 姚峻說。

 

    他認為，目前化工企業(yè)進行數(shù)字化轉(zhuǎn)型的最大問題是，相關(guān)的控制軟件、社會管理、原料采購軟件雖都已經(jīng)安裝，但無法聯(lián)通起來，價值效應(yīng)無法真正體現(xiàn)

 

    “所以我們要講究一體化，能夠?qū)?shù)據(jù)集合在一起。從設(shè)計、交付到運維，都能夠連在一個平臺上，進行一體化運作。”按照姚峻的構(gòu)想，在這一系統(tǒng)的支持下，如果前端的工藝改了，后端的自動化流程就可跟著改，反之也可以。

 

    另外一點是，中國化工企業(yè)的信息化建設(shè)基礎(chǔ)較為薄弱，數(shù)據(jù)化信息的采集和分析較為困難。姚峻稱，如果信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)安全準(zhǔn)備在一開始就打好基礎(chǔ)，那往上走就會容易的多。不過，姚峻也表示，要真正完成整個企業(yè)或者行業(yè)的數(shù)字化，并不是一家公司能做的，而需要跟很多公司一起合作。因為滿足每位客戶有不同的需求，每家方案提供商所擅長的領(lǐng)域也不盡相同。

 

    以浙江恒逸為例，其正和阿里云合作，嘗試建立集團級集中式大數(shù)據(jù)中臺，以推進全集團數(shù)字化轉(zhuǎn)型。但與此同時，浙江恒逸也與西門子公司簽署了戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。該公司認為，在對數(shù)字化頂層規(guī)劃、工廠布局與物流優(yōu)化、技術(shù)規(guī)劃等方面，西門子更為擅長，因此在這些方面選擇與之合作。綜合各方面因素看，一個合格的數(shù)字化工廠，可以實現(xiàn)集中集成管控 、實時計算、智能分析、可視化、物聯(lián)網(wǎng)接入等功能。在這些功能的支撐下，可以提高生產(chǎn)線效率，增加效益，降低成本且工廠是安全、透明的，能夠全面降低能源消耗。