眼下，中國化工行業正在經歷新一輪的洗牌。

 

    在趨嚴的環保政策等因素影響下，全國多省計劃關停傳統的化工園區。以山東省為例，其計劃將化工園區縮減到100個以內，在現有基礎上關閉20%的化工企業。

 

    數據顯示，山東全省目前有各類化工園區199個，化工生產企業戶數7595家。這就意味著，山東省將有一半的化工園區將關閉，超過1500家企業被關停。

 

    國家統計局數據顯示，截至6月底，化工板塊企業較去年底已減少1565家。

 

    與國外同行相比，國內化工企業面臨基礎建設薄弱、管理不規范、制度不健全、監督不到位等問題。如今的產能過剩、環保督查，正倒逼中國化工企業踏上產業升級之路。

 

    要么被淘汰，要么進行升級。隨著更加激烈的市場競爭，眾多國內化工企業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年中國化工行業的主旋律是上產能、擴規模，那未來最大的方向是投研發、補短板。

 

    如何突出重圍？數字化方面的投入和轉型，正成為它們升級的重要門徑之一。

 

 

2018西門子工業論壇分享交流現場

數字化趨勢

 

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

 

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

 

    生產過程中化學方法占主要地位的過程工業，被泛指為化學工業主要包括塑料、合成纖維、石油、橡膠工業等。與其他行業相比，化工行業的特點之一是高耗能、高投入。

    

    另一方面，中國化工企業目前面臨的主要問題還有環保制約。近年來，中國環保領域政策密集出臺，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的環保督察，化工企業面臨日趨的改造考驗。

 

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

 

    “真正的工業4.0體現在化工行業上，很重要的一方面是如何通過數字化系統，優化裝置、流程，從而實現優化成本，” 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，化工行業等過程工業的特點是需要反饋，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、濕度等指標相差一點，出來的產品就完全不一樣。”這就要求采用的解決方案更為精準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，為保證生產線的效率、產品質量及安全等指標，因此需要采用高可靠性的控制系統，靈活的標準組件冗余。青島煉化項目目前應用的過程控制系統為西門子的SIMATIC PCS7系統。該煉油項目DCS系統包括1個中央控制室和17個現場機柜室。系統規模大，而且復雜，硬件點達到2萬點，通訊點達到7000點，系統包括100多個操作員站、18個工程師站，9對冗余服務器等。

 

    對于類似青島煉化這種大型煉化項目而言，DCS控制系統需要承擔的重任包括數據采集、優化流程、數據查詢、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，采用統一的數據管理、統一的編程組態平臺、統一的通訊規范和靈活的結構配置，可滿足了當今化工和石化領域對生產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量較多的大型聯合生產裝置。針對這一特點，西門子對其的控制系統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(SIS)、火災和氣體監測系統(FGS)、壓縮機控制系統(CCS)等系統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。

 

    現場信號以就近的原則接入各個現場機柜室，再采用光纖通訊傳送至中控室。如此，可節省電纜成本支出，且完成了對不同生產裝置的獨立控制，在信息管理層面上它們又相互連接，實現靈活的統一管理和調度架構。

 

    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、信息安全、全生命周期管理軟件和基于大數據的預防性維護服務等。

 

    青島煉化電氣與儀表中心主任陳鑫表示，在向智能制造轉型的過程中，西門子的一體化工程到一體化運維的數字化理念和方案，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，工廠人均產值位居中國石化企業第一、全球石化企業第五。

 

西門子股份公司數字化工廠集團首席執行官Jan Mrosik

轉型桎梏

 

    “盡管當今發展狀況下，企業數字化的實現已近在咫尺，但并不意味著它是輕而易舉的，”西門子數字化工廠集團首席執行官Jan Mrosik表示，“如老舊設備聯網等很多問題依舊無法回避，企業數字化的實現依舊是一個循序漸進的過程。”

 

    化工企業亦是如此。“數字化轉型需要自上而下的執行，一是需要頂層領導認可，制定好戰略，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）智能制造總監呂斌對界面新聞記者稱。

 

    但現實是，眾多企業領導雖然已經認可數字化的趨勢，但對數字化的理解存在偏差，有的認為安裝了信息化系統，就實現了數字化，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，德勤發布的報告指出，相較于歐洲化工業的數字化程度，中國化工企業的數字化成熟度不高，目前大多數中國化工企業還處于早期的數字化應用階段。

 

    據界面新聞記者了解，根據不同企業的規模和需求，數字化轉型所需資金不盡相同，但多數在億元級別以上。“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，企業需要有較強的經濟實力作為支撐，資金基礎薄弱的中小企業想要數字化轉型的，存在很大的阻礙。重要的是，企業領導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，在數字化轉型過程中，企業缺乏商業信心,或者不了解數字化轉型能給他們帶來的潛在利益。這就限制了化工企業的轉型，讓他們僅僅對現有的流程和系統做出小幅改進。

 

    在領導層確定了投入后，在員工執行的過程中，又反映出中國化工企業的另一問題：數字化人才稀缺。上述多家化工企業人員對界面新聞記者反映，人才正成為推進數字化轉型的制約因素之一。

 

    “引進了自動化設備、安裝了信息化系統，但工人的技術和知識儲備不夠的話，操作不當，效率大大折扣。”呂斌表示，因為缺乏專業的人才，其所在公司正聘請相關數字化公司的專家，對新工廠的數字化規劃進行咨詢，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部總經理姚峻看來，一個好的數字化解決方案，能夠幫助工廠提前做好員工培訓。例如，采用仿真驅動的“數字雙胞胎”，實現虛擬和現實的對應，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。

 

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

 

    他認為，目前化工企業進行數字化轉型的最大問題是，相關的控制軟件、社會管理、原料采購軟件雖都已經安裝，但無法聯通起來，價值效應無法真正體現

 

    “所以我們要講究一體化，能夠將數據集合在一起。從設計、交付到運維，都能夠連在一個平臺上，進行一體化運作。”按照姚峻的構想，在這一系統的支持下，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，中國化工企業的信息化建設基礎較為薄弱，數據化信息的采集和分析較為困難。姚峻稱，如果信息化、自動化、網絡安全準備在一開始就打好基礎，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或者行業的數字化，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據中臺，以推進全集團數字化轉型。但與此同時，浙江恒逸也與西門子公司簽署了戰略合作框架協議。該公司認為，在對數字化頂層規劃、工廠布局與物流優化、技術規劃等方面，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，一個合格的數字化工廠，可以實現集中集成管控 、實時計算、智能分析、可視化、物聯網接入等功能。在這些功能的支撐下，可以提高生產線效率，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。