精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)高端化進(jìn)程中的信息化轉(zhuǎn)型建設(shè)建議
發(fā)布時(shí)間：2021-11-24 www.xstr.xyz
精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵支柱，是現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的重要組成部分，是發(fā)展高新技術(shù)的重要基礎(chǔ)，也是衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。經(jīng)過(guò)數(shù)十年發(fā)展，我國(guó)精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐步優(yōu)化，關(guān)鍵技術(shù)不斷取得突破，形成了較為完善的供應(yīng)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈，但在生產(chǎn)制造總體效能上仍與國(guó)際先進(jìn)水平存在差距另外精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)流程復(fù)雜，80%以上的主要大宗原料和產(chǎn)品屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，所以行業(yè)整體上存在資源和能源的利用效率低，一些高、精、深的精細(xì)化工技術(shù)不到位，產(chǎn)業(yè)精細(xì)化率低，安全機(jī)制風(fēng)險(xiǎn)高等問(wèn)題。本文首先分析當(dāng)前精細(xì)化工行業(yè)的現(xiàn)狀，然后提出精細(xì)化工行業(yè)信息化建設(shè)的必要性，最后探討一系列信息化建設(shè)的策略，旨在為實(shí)現(xiàn)精細(xì)化行業(yè)信息化轉(zhuǎn)型建設(shè)提供借鑒和參考。
一、大而不強(qiáng)現(xiàn)狀下，精細(xì)化工行業(yè)亟需向高質(zhì)和高端轉(zhuǎn)型
1.產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)亟待轉(zhuǎn)型
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，我國(guó)精細(xì)化工已成為我國(guó)化學(xué)工業(yè)中一個(gè)重要的獨(dú)立分支和新的經(jīng)濟(jì)效益增長(zhǎng)點(diǎn)，現(xiàn)已形成了2000余個(gè)門(mén)類(lèi)。其中，農(nóng)藥、染料、涂料、試劑、感光材料、化學(xué)醫(yī)藥等行業(yè)有了相當(dāng)發(fā)展規(guī)模。此外，在飼料添加劑、食品添加劑、工業(yè)表面活性劑、水處理化學(xué)品、造紙化學(xué)品、皮革化學(xué)品、油田化學(xué)品、電子化學(xué)品、生物化工、功能高分子等行業(yè)也初具規(guī)模。“十一五”期間，我國(guó)將精細(xì)化工列為優(yōu)先發(fā)展的六大領(lǐng)域之一，并將功能涂料及水性涂料、染料新品種及其產(chǎn)業(yè)化技術(shù)、重要化工中間體綠色合成技術(shù)及新品種、電子化學(xué)品、高性能水處理化學(xué)品、造紙化學(xué)品、油田化學(xué)品、功能型食品添加劑、高性能環(huán)保型阻燃劑、表面活性劑、高性能橡塑助劑等列為“十一五”精細(xì)化工技術(shù)開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的重點(diǎn)，使精細(xì)化工產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步拓寬，產(chǎn)品進(jìn)一步向高檔化、精細(xì)化、復(fù)合化、功能化方向發(fā)展。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)有精細(xì)化工生產(chǎn)企業(yè)8000多家，生產(chǎn)各類(lèi)精細(xì)化學(xué)產(chǎn)品達(dá)3萬(wàn)種以上，年生產(chǎn)量約1300多萬(wàn)噸，年產(chǎn)值約3900億元，精細(xì)化率達(dá)到40%左右。但是，目前我國(guó)雖已成為精細(xì)化工產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，農(nóng)藥、染料、涂料、橡膠加工等傳統(tǒng)精細(xì)化工行業(yè)卻仍面臨著“量有余而質(zhì)不足”的困境，在精細(xì)化工核心領(lǐng)域中存在所占比例不大、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)雷同、低水平重復(fù)建設(shè)、研發(fā)投入不足等問(wèn)題，嚴(yán)重阻礙了行業(yè)發(fā)展。總的來(lái)看，我國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)仍以中低端產(chǎn)品和通用產(chǎn)品為主，高檔、專(zhuān)用產(chǎn)品比例較低，我國(guó)精細(xì)化工行業(yè)迫切需要加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、走創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展之路。
2.瞄準(zhǔn)高端產(chǎn)品提升競(jìng)爭(zhēng)力
在5月27,28日北京舉行的“十二五”石油和化工行業(yè)發(fā)展大會(huì)暨2011中國(guó)化工園區(qū)發(fā)展論壇上，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布了《“十二五”石油和化工行業(yè)發(fā)展指南》及20余個(gè)行業(yè)(專(zhuān)項(xiàng))規(guī)劃，部署行業(yè)新的發(fā)展思路。中國(guó)石化聯(lián)合會(huì)會(huì)長(zhǎng)李勇武在會(huì)議中指出，未來(lái)5年，中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)必須走新型工業(yè)化道路，加快轉(zhuǎn)變發(fā)展方式，大力發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)和高端產(chǎn)品，進(jìn)一步提高節(jié)能環(huán)保水平，才能實(shí)現(xiàn)健康、可持續(xù)發(fā)展。
據(jù)了解，目前我國(guó)不少化工企業(yè)都在大力發(fā)展技術(shù)密集、精細(xì)加工高、附加值高的化學(xué)品，將高端精細(xì)化工產(chǎn)品作為產(chǎn)業(yè)提升的競(jìng)爭(zhēng)力。據(jù)巨化集團(tuán)公司安全環(huán)保部部長(zhǎng)王偉星介紹，該公司圍繞新材料、新能源、新環(huán)保、新用途的“四新”領(lǐng)域，投資近30億元的含氟新材料、新型氟制冷劑、新型食品安全包裝材料、含氟電子化學(xué)品、含氟特種功能材料、特色石化材料、高端裝備制造業(yè)、衢化片區(qū)熱電機(jī)組改造等八大項(xiàng)目已經(jīng)全面開(kāi)工，不斷向高端化、精細(xì)化、差異化方向發(fā)展。目前，電化廠(chǎng)TCE產(chǎn)能擴(kuò)建一期項(xiàng)目，土建施工、設(shè)備安裝已依次展開(kāi);新型包裝擴(kuò)建項(xiàng)目也即將完成，PVDC樹(shù)脂、VDC單體和電槽零級(jí)距改造項(xiàng)目正在快速實(shí)施。
二、信息化建設(shè)是轉(zhuǎn)型高端的基礎(chǔ)
根據(jù)《全國(guó)安全生產(chǎn)專(zhuān)項(xiàng)整治三年行動(dòng)計(jì)劃》的通知，到2020年底前，涉及“兩重點(diǎn)一重大”的生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)存設(shè)施的自動(dòng)化系統(tǒng)裝備的投用率必須達(dá)到100%，未實(shí)現(xiàn)或未投用的一律停產(chǎn)整改。涉及重大危險(xiǎn)源企業(yè)安全預(yù)防控制體系建設(shè)率達(dá)到100%、化工企業(yè)主要負(fù)責(zé)人和安全管理人員等考核達(dá)標(biāo)率100%。
隨著國(guó)家在危化品監(jiān)管措施不斷落地，對(duì)企業(yè)安全本質(zhì)化水平的要求不斷提升，精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)推進(jìn)智能制造的重要性和緊迫性比其他行業(yè)更為突出。現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展，大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈、量子計(jì)算、人工智能等技術(shù)日益成熟，信息化與工業(yè)化加速融合，為精細(xì)化工企業(yè)在“新工業(yè)革命”時(shí)代下實(shí)現(xiàn)模式創(chuàng)新與變革、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級(jí)和新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換提供有力支撐。有效地利用現(xiàn)代信息技術(shù)，解決經(jīng)營(yíng)決策層面、生產(chǎn)運(yùn)行層面、能效安環(huán)層面以及信息集成層面存在的瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)全局生產(chǎn)、管理以及營(yíng)銷(xiāo)模式的變革，通過(guò)智能化改造在工程技術(shù)層面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化，在生產(chǎn)制造層面要實(shí)現(xiàn)敏捷化、高效化、綠色化和安全化，是精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)突破“天花板”、實(shí)現(xiàn)高端制造的關(guān)鍵所在。
精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)信息化制造的模式是：在已有的物理制造系統(tǒng)基礎(chǔ)上，充分融合人的知識(shí)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、（移動(dòng)）網(wǎng)絡(luò)通信和人機(jī)交互的知識(shí)型工作自動(dòng)化以及虛擬制造等現(xiàn)代信息技術(shù)，從生產(chǎn)、管理以及營(yíng)銷(xiāo)全過(guò)程優(yōu)化出發(fā)，推進(jìn)以高效化、綠色化和智能化為目標(biāo)的精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)智能優(yōu)化制造，不僅要實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的裝備智能化，而且也要實(shí)現(xiàn)制造流程、操作方式、管理模式的自適應(yīng)智能優(yōu)化，使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益最大化。
三、精細(xì)化工企業(yè)信息化建設(shè)策略
據(jù)工業(yè)和信息化部的統(tǒng)計(jì)，我國(guó)精細(xì)化工企業(yè)超過(guò)90%應(yīng)用了過(guò)程控制系統(tǒng)，另外，生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)（APC）、生產(chǎn)制造執(zhí)行（MES）、企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（ERP）也已在企業(yè)中大范圍應(yīng)用。精細(xì)化工產(chǎn)業(yè)智能制造已初具雛形，走在前列的企業(yè)取得積極成效。例如，魯西集團(tuán)就通過(guò)智能化改造將安全及環(huán)保事故率下降60%以上，綜合能耗降低5%，給企業(yè)帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)效益上億元。那么具體地，企業(yè)該如何實(shí)施信息化建設(shè)或改造呢？筆者梳理了這些年的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)和多家企業(yè)的優(yōu)秀實(shí)踐，總結(jié)出了以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：
一是建設(shè)或改造數(shù)字化工廠(chǎng)。結(jié)合生產(chǎn)工藝、設(shè)備與控制系統(tǒng)，建立生產(chǎn)過(guò)程數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)（SCADA）、制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)進(jìn)度、現(xiàn)場(chǎng)操作、質(zhì)量檢驗(yàn)、設(shè)備狀態(tài)、物料傳送等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的數(shù)字化制造。
二是推進(jìn)信息化管理體系。產(chǎn)品研發(fā)以三維設(shè)計(jì)和產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)平臺(tái)（PLM）為主，大幅提高研發(fā)效率；經(jīng)營(yíng)管理以企業(yè)資源計(jì)劃管理系統(tǒng)（SAP-ERP）、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)（供應(yīng)商管理系統(tǒng)和物流管理系統(tǒng)）、質(zhì)量管理信息系統(tǒng)和項(xiàng)目管理系統(tǒng)為支撐展開(kāi)；建立高級(jí)計(jì)劃與排產(chǎn)系統(tǒng)（APS），通過(guò)集中排程、可視化調(diào)度及時(shí)準(zhǔn)確掌握原料、設(shè)備、人員、模具等生產(chǎn)信息，應(yīng)用多種算法提高生產(chǎn)排程效率，實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)，全面適應(yīng)多品種、小批量的訂單需求。
三是建立網(wǎng)絡(luò)化控制中心。以國(guó)家“兩化融合”和“智能制造2025”為指南，所有制造過(guò)程數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到監(jiān)測(cè)控制中心，同步顯示能源消耗、車(chē)間設(shè)備運(yùn)行、生產(chǎn)計(jì)劃和生產(chǎn)進(jìn)度等信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品制造的可視化和透明化，并逐步實(shí)施商務(wù)智能系統(tǒng)和績(jī)效考核系統(tǒng)，為經(jīng)營(yíng)決策提供有效支持。
這邊也和大家分享一個(gè)精細(xì)化工信息化項(xiàng)目案例。主角是一家擁有眾多分、子公司的集團(tuán)化企業(yè)：云天化集團(tuán)，其擁有圍繞化肥及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、供、銷(xiāo)一體化的經(jīng)營(yíng)能力。
早些年集團(tuán)啟動(dòng)了云天化集團(tuán)數(shù)字化生產(chǎn)中心建設(shè)，通過(guò)“數(shù)據(jù)大屏+多終端分析報(bào)表“的形式，實(shí)現(xiàn)了集團(tuán)產(chǎn)、供、銷(xiāo)數(shù)據(jù)的整合與應(yīng)用，極大提升了集團(tuán)層面的產(chǎn)供銷(xiāo)的效率，成為云天化集團(tuán)信息化建設(shè)的重要組成部分。在初步完成集團(tuán)生產(chǎn)數(shù)據(jù)整合的基礎(chǔ)上，集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)信息化團(tuán)隊(duì)提出了更為艱巨的任務(wù)，要求在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)集團(tuán)產(chǎn)、供、銷(xiāo)、人、財(cái)、物數(shù)據(jù)報(bào)表的集中呈現(xiàn)和應(yīng)用。然而，原先采用的SAP BI已經(jīng)很難滿(mǎn)足集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)的要求。
目前云天化集團(tuán)分布在全國(guó)各地的生產(chǎn)機(jī)構(gòu)合計(jì)百余個(gè)，在傳統(tǒng)管理模式下，集團(tuán)很難有效監(jiān)控到各分支機(jī)構(gòu)的生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題做不到及時(shí)反應(yīng)、及時(shí)解決，嚴(yán)重影響了企業(yè)生產(chǎn)效率和經(jīng)營(yíng)成本。在其集團(tuán)信息化管理體系數(shù)據(jù)中心的上線(xiàn)后，能夠自動(dòng)獲取集團(tuán)旗下所有分、子公司的各項(xiàng)研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、財(cái)務(wù)等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，以簡(jiǎn)潔明了的方式展示企業(yè)全局狀況，真正做到了集團(tuán)總部的控制中心。
下面給大家展示云天化數(shù)據(jù)中心的幾個(gè)模塊：
供應(yīng)鏈采購(gòu)分析：原材料采購(gòu)和供應(yīng)是保障生產(chǎn)的重要因素。數(shù)據(jù)大屏通過(guò)對(duì)集團(tuán)大宗原材料采購(gòu)情況及當(dāng)前庫(kù)存情況進(jìn)行直觀的分析和展示，便于集團(tuán)對(duì)大宗原材料采購(gòu)和庫(kù)存情況做出及時(shí)調(diào)整，優(yōu)化集團(tuán)供應(yīng)鏈和庫(kù)存結(jié)構(gòu)，保證高效生產(chǎn)。
圖1 供應(yīng)鏈采購(gòu)分析
生產(chǎn)制造監(jiān)控：大型生產(chǎn)設(shè)備的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)率，對(duì)于生產(chǎn)型企業(yè)來(lái)說(shuō)尤為重要，一旦設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題，不能及時(shí)定位和解決，將會(huì)給企業(yè)造成無(wú)法挽回的影響。數(shù)據(jù)大屏通過(guò)圖像化形式，立體展示生產(chǎn)制造設(shè)備的運(yùn)行情況，包括每一個(gè)壓縮機(jī)的溫度、壓力等指標(biāo)，每個(gè)裝置連續(xù)運(yùn)營(yíng)天數(shù)，裝置出口的流量數(shù)據(jù)，甚至包括裝置的環(huán)保、排口等數(shù)據(jù)也進(jìn)行了呈現(xiàn)。系統(tǒng)每5秒鐘進(jìn)行一次數(shù)據(jù)抓取，保證了對(duì)設(shè)備監(jiān)控的實(shí)時(shí)有效，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并進(jìn)行問(wèn)題預(yù)警。
圖2 銷(xiāo)售情況分析
銷(xiāo)售情況分析：傳統(tǒng)的銷(xiāo)售報(bào)表，數(shù)據(jù)單一、時(shí)效性差，無(wú)法支持決策層快速應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化。集團(tuán)數(shù)據(jù)中心能夠?qū)崟r(shí)抓取各地銷(xiāo)售數(shù)據(jù)，通過(guò)產(chǎn)品、地區(qū)、客戶(hù)等不同維度全方位展示集團(tuán)產(chǎn)品的銷(xiāo)售情況，并支持不同產(chǎn)品、地區(qū)、客戶(hù)的銷(xiāo)售情況在時(shí)間維度上進(jìn)行數(shù)據(jù)鉆取，獲取各產(chǎn)品、地區(qū)、客戶(hù)在指定時(shí)間內(nèi)的銷(xiāo)售波動(dòng)情況和發(fā)展趨勢(shì)。
四、結(jié)語(yǔ)
近兩年，因經(jīng)濟(jì)下行壓力較大，精細(xì)化工系列產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)的消費(fèi)需求都受到了一些影響，但是精細(xì)化工是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵組成部分，它的發(fā)展程度與現(xiàn)代化建設(shè)和人民生活水平緊密相關(guān)。精細(xì)化工已成為化工行業(yè)主要的利潤(rùn)來(lái)源和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，推進(jìn)其信息化建設(shè)能夠?yàn)槠渥⑷敫嗷盍Γ龠M(jìn)精細(xì)化工行業(yè)在高新技術(shù)領(lǐng)域取得更多突破和進(jìn)展，完善和升級(jí)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)更進(jìn)一步發(fā)展。全球的精細(xì)化工行業(yè)仍有著很大的發(fā)展空間，因此要加強(qiáng)精細(xì)化工行業(yè)的信息化建設(shè)，促進(jìn)其發(fā)展水平更上一層樓。