乔 元
国家能源集团鄂尔多斯煤制油分公司 017209
摘要：现代煤制油化工企业需要抓住数字化、网络化、智能化融合发展的趋势，推动互联网、大数据、人工智能与企业实体经济深度融合，加快企业数字化、智能化应用。本文以煤制油化工为例，思考传统能源化工生产企业智慧化转型，在已有的信息化、自动化基础上，通过与数据分析融合创新，实现产业革命和管理变革。
关键词：智慧化；能源化工；创新；传统生产企业；煤液化；管理变革。
一、引言及智慧化转型研究的意义
创新是企业的灵魂，智慧化是未来发展方向。智慧企业建设是企业长期发展和未来发展的必需竞争优势。当今，移动互联网、大数据、物联网、高清技术、云平台发展迅速，智能化作为新一轮产业革命的典型特征，人工智能赋能企业实体经济已经成了共识。石油化工行业通过工业化与信息化深度融合，积极运用先进信息技术和现代企业管理技术，加快数字化开发、网络化协同、智能化应用，加强安全防护，构建生产、经营和管理智能一体化运作体系，全面建设智能化工。
二、信息化发展现状及存在问题
化工企业信息化管理技术具备一定的条件，但依然存在生产效率低、成本和质量不稳定、能耗高、安全管控难、设备仪表故障率高且维修成本高、产品单一、利润波动大等特点，虽然有较好的自动化基础，但企业信息化仍以传统软件为主，缺乏工业互联的智能化应用平台，数字化、智能化存在较大提升空间。目前，煤制油化工企业在基础设施方面，化工产业各企业由于基建基础较好，网络软硬件基础设施条件较好；在生产执行应用系统建设方面，已经建设了部分业务应用系统，。现有的控制系统具备数据收集信息渠道，但缺乏上层数据的分析研判软件，只是人为的调取局部数字，缺乏大数据信息的关联、相互交互和历史数据的延续和辨别，还缺乏统一的数据管理系统，更没有企业大数据的共享。转型升级仍存在以下问题：
一是没有系统联动的数据分析共享平台；由于各层管理部门和各专业横向之间整合较弱，不同专业口分别向下级企业索要数据，这样造成的问题是重且没有形成相应的处理和诊断知识库。二是缺乏快捷方便的移动互联办公应用，导致审批决策效率低下；三是缺少物资及供应管理与生产营运财务的一体化契合共融平台；统计系统过多，各管理层次都有不同形式、不同技术下的统计类应用。而这些系统对底层数据的自动化采集能力弱，不少数据还需基层员工手工录入；四是设备管理缺乏全寿命周期的大数据、专家库运维管理平台；部分企业采用了大机组在线监测系统，可以实时了解机组运行工况和历史数据。但整体而言，设备运行数据采集手段仍较为薄弱，设备运行历史故障数据积累与分析不足的矛盾。
三、智慧工厂建设目标和调研启示
华为愿景建立万物互联的世界，其自动化智能生产线和智慧园区建设可推广应用至各个领域的互联应用，尤其对化工企业的自动化生产和视频监控的智能化应用借鉴意义较强，其5G技术的领先为智能化建设提供无限可能。腾讯从数据源、底层数据源可连接共享各类已有的信息化平台，再到数据层，只需进行二次业务层面的整合应用开发，实现全面系统的和应用方便快捷的展现（应用）层，其研究的数字孪生工厂，全景式大数据化工厂投屏和移动办公应用是其“深耕消费互联网、拥抱产业互联网”的应用典范。大渡河公司全生命周期管理、全方位风险预判、全要素智能调控，将信息技术、工业技术、管理技术深度融合，着力集中于数据安全生产运行和智能设备运维，实现从被动相应到主动维护的转变，建立了基于维修应用的维检修及仿真培训应用平台，实现了以数据驱动的自动感知、自动预判和自主决策的管理模式。上海电气的数字化转型首先从工厂生产运行智能化，再到运营管理服务智能化，其以自动化生产为基础、自动化控制为前提，建立信息化的互联互通，量化各项工作任务，建立完善大数据平台控制及性能优化、诊断及状态评估管理、异常及状态监测，从信息化到数据化，从而再到智能、智慧化建设。化工产业以智能化转型发展，需要重点关注全要素网络化、数据集成互联、信息共享、移动互联办公和智慧高清监控等内容的全产业链要素资源整合。现有化工板块生产企业关键业务和生产管理活动大致可以总结为安全与环保管理、生产计划调度管理、工艺物料统计以及质量管理、设备管理、能耗管理等业务。可从生产系统的运营、控制操作、手机移动办公等不同层面出发，探究智能的切入点和技术路径，从计划决策到运营管理、再到生产执行的智慧化工建设，从而改变传统的老旧管理模式，日常办公更加快捷，安全生产管控更加优化，效能效率大幅提升，数据报表更加详实全面，分析决策将更系统有效，实现企业运行更加顺畅、管理更加高效、人员更加精简、竞争力更加凸显。
四、企业智慧化建设的整体架构及策略
现代煤化工生产企业智慧化、工数字化转型和建设的原则和目标应以集团信息化总体规划蓝图，化工板块智慧化转型应该以安全风险识别管控和生产急需为中心来开展企业智慧化建设，而不是大而全一步到位的一揽子工程。具体可分为三个层级建设，即决策指挥层，营运管理层和生产运行层，三个层面的协同联动平台从而建成大脑决策指挥中心、运营经济分析中心和执行运行管控中心。决策指挥层按照集团大集中六统一来建设，运营经济分析中心可连接嵌入基层运行数据并根据需要对现有系统整合融合开发应用平台；而智慧工厂的执行运行中心（生产运行层）的大数据平台建立既是基础又是重点，是智慧企业建设的根基。
其建设应遵循围绕一条主线，即以最迫切需求的、应用最广泛的和以风险管控为重点的领域来开展，同步考虑对化工企业生产执行中最影响生产效率、管理效率、耗人耗时耗能和安全管控的薄弱点为突破口和部分功能作为“先遣队”来开展建设工作。可在安全环保管控、生产技术执行、过程控制和智能设备和移动互联办公领域来建设智慧化工的业务架构、应用架构、数据架构和技术架构。
在化工板块智慧化转型实施路线图上应遵循以下几个原则思路。一是转变思维观念，积极进取拥抱工业互联网，智慧化转型既不能认为其高大上、望而却步，也不能好高骛远，应该立足自身条件，通过一把手重视，做好全公司的顶层设计，充分调动基层活力，做好融合。二是解放思想，实事求是，转变思想，统一观念。切实有效深化推进企业由已完善的自动化、机械化向大数据化、信息化和智能化转型，提升效率，精简人员，优化管理，进而向智慧企业建设迈进。三是要基于目标和问题导向，结合企业实际推进智慧化工建设工作，循序渐进，分布推进，分步实施，结合实际需求，逐渐从几个最需要的业务，而建立逐渐推广应用开源平台体系。成熟一个做一个，形成渐进的数字化工厂建设过程，必须避免过大投资而不完全实用的情况出现。四是分清主次，逻辑递进，再逐渐融合。通过打破分散，以数字化转型为抓手，智能化应用为依靠，管理变革优化革新来推进，将智能硬件改造和软件系统升级融为一体，不断优化管理职能。再统一融合，建立私有云大数据平台，既可共享数据，形成数据专家库，也可防止数据外泄和互联网络安全攻击。
五、化工企业智慧化转型的建议及路径
煤化工企业通过智慧化、信息化和数据化推进建设应用逐步过渡到数字化工厂建设。智慧工厂建设层面具体应以安全环保、设备仪表、生产技术、培训和移动互联办公五个维度来建立数据化智能工厂建设。实现优化安全生产管控、设备仪表状态管理、改善装置能耗水耗水平、提升标准化管理体系落实，从而实现能耗降低、设备故障维修降低、成本降低、质量提升，安全运行更加可靠、管理和生产用能优化、运行效率提升，人员精简。运行平台应用展现可收集至数据化大平台投屏实现数据分享分析固定电脑网络信息化管理和移动互联办公，即通过移动手机实现任何时间任何地点均可日常便捷办公的“双屏管理”。从而改变传统的老旧管理模式，实现安全生产管控更加优化，数据报表更加详实全面，分析决策将更系统有效，日常办公更加快捷，企业运行更加顺畅、管理更加高效、人员更加精简、竞争力更加凸显。
一是借助物联网技术实现管理变革。首要条件是以机械化和自动化率为前提，信息化建设为基础。完善提升生产系统的机械化和自动化程度，不断应用气动、电液联动执行器以及自动控制系统实现机械化换人，自动化和智能巡检化减人。其次要摸索自动控制方式，整定PID，不断提高自动化率。三是通过改造升级新型智能巡检仪器，机泵状态监控无线传输，改善设备的远程启停和阀门的自动化程度，四是更多应用气动、电液联动等取代人工作业，减少装置人员定岗。
二是在安全环保管控方面，以安全风险管控为主要管理目，完善建立对DCS和SIS系统报警进行二级平台管控，有效管控报警、预警防范风险。可利用中控室和生产指挥中心建立应急指挥调度投屏平台，实现高效联动，有效应急指挥。优化完善工业电视监控系统、改造升级视频感应与智能监控、红外感知与气体检测融合，充分应用高清智能摄像技术和智能系统实现高清像素比对和实时报警。通过远程作业监控平台、人员定位系统、智能安全帽、智能安全带和智能检修梯等实现在线作业智能安全管控。从而建立大安全智能管控平台，有效提升化工生产安全管理水平，实现对化工生产危险源、危险品的统一、规范管理，实现对安全生产隐患的早期预防、及早治理和紧急事故状态下的快速响应、科学处置和统一指挥调度，做到对化工生产事故的可防、可治、可救，形成立体的安全管控技术支撑网络。
三是充分应用实时感知，远程动态分析，智能诊断精准预测。如应用机泵灵巧便捷的检测件和自动润滑滴注系统，利用无线传输至手机移动端实现全天候报警诊断。通过智能管控和设备台账数据，运行监控数据，缺陷维修记录以及大修技改的全要素数据来决策维修策略，从而实现设备全生命周期管理最优安全经济管理。实现设备的自动运行监测，故障精准排查，系统智能联动。设备运维平台对设备运行和维修状态建立大数据库，设备运行历史故障数据积累与分析数据一步了然，从而实现状态预警和状态检修，监控大数据平台。
总之，建立数字化工厂，通过机械自动化、智能化来替代人的部分功能，部分机械执行甚至优于人的功能，通过大感知、光纤、移动互联网、卫星传输及5G技术为万物互联和人工智能提供有效的平台，不断创新业务量化数据化，实现业务职能的量化数据化，从而实现智慧化转型。
六、结束语
未来，智慧化工建设将带动现代煤化工行业整体智能化安全生产经营管理水平的提升，智慧化工建设将实现化工生产全要素优化，形成对所有生产环节的及时跟踪、预知维护和科学决策，真正实现化工生产的高效率和高效益以及多业态协同发展的产业生态。同时将有效提升综合能源管理水平，做到平衡生产、合理消耗、绿色利用，有效提升能源利用效率、降低污染排放。
作者简介：乔元，1983年9月出生，男，陕西榆林人，工程硕士，高级工程师。现工作于神华鄂尔多斯煤制油分公司，中层，从事煤直接液化管理。
参考文献：
[1]《产业互联网》
[2]《大数据云图》. 学习出版社.2018.5
[3]《物联网》.中国经济出版社
[4]《未来商业模式》.中共中央党校出版社.2017.5