周建华 炼油事业部副总经理
问题一:在推进数智化转型、建设智能工厂方面,取得了哪些成果?
周建华:中国石化以实现企业卓越运营为目标,将5G、人工智能等信息通信技术与炼化生产过程的资源、工艺、设备、环境,以及人的制造活动等全要素进行深度融合,先后在燕山、镇海、茂名、九江、金陵等15家企业打造了特色鲜明、效益明显的典型石化智能工厂,促进了企业数字化转型。
实现了数字技术与工业过程深度融合发展。通过智能工厂建设,将新一代信息技术与石化工业生产过程深度融合,实现了以工业4G/5G、物联网、大数据、人工智能、机器人、生产优化技术等为典型特征的数字化、智能化技术在石化工业的探索和应用,形成了一批典型应用场景,为企业数字化、网络化、智能化转型赋智赋能赋值。天津石化、上海石化等企业利用5G通信、视觉导航、自适应技术的AGV叉车实现“机器代人”;金陵石化、青岛炼化等企业将5G、物联网、车辆识别等技术进行融合,打通了订单、车辆、安防、库存和生产等多业务系统应用通道,实现了移动终端自助提货、厂内车辆路线规范化管理等端到端的业务协同。
打造了全价值链的一体化协同优化新模式。基于线性规划模型的优化工具,兼顾市场需求和保供要求,重点对企业原料配置、加工路线的选择及相关生产要素进行长周期的整体优化,实现供应链全过程价值增值;实现装置优化、调度优化、计划优化自下而上的协同优化,发挥各类优化工具应用特点,实现生产经营全过程效益最大化。湖南石化、北海炼化、扬子石化利用一体化协同优化指导生产调整,增产高价值产品。
提升了现场预测预警、管控和响应能力。通过整合集成生产、安全、环保、能源等多专业的信息、业务规则和知识,建立统一预测算法库、预警算法库、识别规则库、方案处置库和统一处理机制,形成了生产运行、调度指挥、全流程优化、安全管控、环保监测、DCS控制、视频监控等一体化管控新机制,提升了公司级、运行部级、生产现场的一体化优化协同与响应能力。
王立东:中国石化在炼化企业数智化转型方面启动比较早,从2012年起,用10余年的时间试点建设和推广了16家智能工厂。其中,镇海炼化、九江石化、中科炼化、茂名石化、天津石化等10家炼化企业成为国家智能制造试点示范企业,九江石化被评为国家智能制造标杆企业,习近平总书记视察时给予高度评价。
通过智能工厂建设,企业劳动生产率平均提升30%以上,万元产值能耗降低了8%,重点环境排放点实现100%实时监控与分析预警,企业重点装置报警下降70%左右,累计为企业带来效益超过30亿元。2022年6月14日,在党的十八大以来工业和信息化发展成就发布会上,工信部指出,炼化智能制造处于世界领先水平。
问题二:在推进数智化转型过程中,遇到了哪些主要挑战?
周建华:一是认知和理念上的挑战。首先是转型氛围尚未形成。新一代信息技术与先进制造业深度融合,正在引发世界石化产业格局的重大变化与调整。打造智能制造、绿色制造、服务型制造等新模式、新业态,提高应对变化的快速适应能力、互联协作能力、高效运营能力已成为石化产业的必然选择。但很多人还没有意识到这一点,危机感不足。其次是害怕转型。转型本身就是开展组织和流程再造,打造全新业务模式,重构融合产业要素的过程,这就意味着改变。很多人不愿意改变,也害怕改变。
二是实施路径和方法上的挑战。虽然社会上转型的案例很多,但基于炼化行业的成功案例很少,转型没有太多经验可借鉴。
三是关键核心技术上的挑战。在高效炼油工艺技术方面,如何将大数据、云计算技术和物联网技术应用到劣质原油和重油加工改造升级中,实现对石油资源的高效化和清洁化利用,以及针对石化装置异常工况的多变性和复杂性,基于机理的异常工况识别技术、基于人工智能和状态空间分析的不确定性异常工况监测预警等关键技术都有待突破。
王立东:在技术发展层面,数智化技术发展迅速,例如5G、人工智能等技术迭代速度很快,需要持续投入大量资源跟踪、学习和应用这些新技术,同时要考虑和甄选哪些技术适用于石化行业生产制造模式。炼化企业多年运行沉淀了海量的数据资产,数据来源广泛、分散,格式不统一,质量参差不齐。将这些海量数据进行有效整合和管理,以实现数据共享和深度分析,难度极大。多年来炼化企业根据自身发展已经建设众多信息系统,不同系统之间的架构、技术标准存在差异,系统集成和兼容性问题突出,影响转型的推进速度和效果,在转型过程中需要进行升级改造,以与新系统兼容。
在人才队伍方面,数智化转型需要大量既懂石化业务又懂数智化技术的复合型人才,中国石化在人才引进和培养方面面临较大压力;企业内部的大部分员工长期从事传统的石化业务,对数智化技术的了解和应用能力有限,需要进行大量培训和教育,以适应数智化转型的要求。
在管理模式变革方面,数智化转型需要对企业的管理模式、组织架构、业务流程等进行深度变革;数智化转型项目涉及多个部门、多个业务领域,项目的复杂性和不确定性较大,需要进行有效的项目管理和协调。
问题三:如何克服上述困难,确保顺利转型?
周建华:对炼化企业而言,转型工作仍处于探索阶段,我们也深知转型工作不可能一蹴而就,必须脚踏实地,扎实走好每一步。
首先是进一步提高对转型的认识。通过加大宣传力度,加深对转型必要性和重要性的理解,形成统一认识,增强危机感,努力营造数字化转型文化氛围。同时,将数字化转型融入集团、板块的业务发展战略,与对标一流、深化改革等具体工作紧密联系起来。
其次是加强制度建设。充分发挥体制机制保障作用,首先从建立健全数字化转型组织体系入手,建立起推进数字化转型的长效机制,逐渐形成多部门、多专业、多层级统筹协同推进的局面。再有,业务流程化、流程标准化基础相对薄弱,端到端贯通、跨组织跨层级的流程管理体系支撑尚不健全,数据治理体系尚不完善,以及物联网基础设施不足以支撑智能化转型需求等信息化基础工作有待提升。
最后是人才队伍建设问题。目前的人才队伍建设还不足以支撑转型的需要。尤其缺乏人工智能、大数据、网络安全等领域的数字化人才,以及兼具技术和业务能力的复合型、创新型人才。
王立东 化工事业部副总经理
王立东:一是加大对技术研发的投入,组建专业的技术团队,与国内外高校、科研机构及科技企业开展广泛的合作,共同开展数智化技术的研究和应用;制定统一的数据标准和规范,建立数据治理体系,对数据进行集中存储、管理和分析,提高质量和可用性,同时加强数据安全管理,确保数据的保密性、完整性和可用性,制定信息系统技术标准和规范,对现有系统进行评估和优化,逐步淘汰落后系统,实现不同系统之间的无缝对接和协同工作,提高系统的整体运行效率。
二是加强人才培养与引进,制订人才培养计划,与高校、数智化企业合作开展产、学、研、建合作,开设相关专业和课程,培养适合企业数智化转型的人才,让人才实地参与中国石化数智化项目建设。进一步加大对外部人才的引进力度,提供具有竞争力的薪酬待遇和发展空间,吸引优秀的数智化人才加入企业;针对不同层级、不同岗位的员工,制订个性化的培训计划,通过内部培训、在线学习、外部培训等多种方式,提高员工的数智化素养和技能水平。
三是推动业务管理模式变革,加强对数智化转型的宣传和引导,让员工充分认识到数智化转型的重要性和必要性,提升员工的认同感和参与度;通过域长负责制建立跨部门的数智化管理团队,明确各部门的职责和分工,加强部门之间的沟通和协作。采用先进的项目管理方法和工具,如项目管理软件、敏捷开发软件等,提高项目管理的效率和质量。
问题四:数智化技术如何帮助优化炼化生产过程、提高效率和产品质量?
周建华:通过运用数智化技术提升现场感知、生产控制、分析预测和运营决策能力,从而有效提升了生产过程优化和产品质量控制水平。
一是综合运用现代信息技术提升现场实时感知能力,实现对生产过程要素、环境的全面实时感知。九江石化在安全、环境在线预警和监测方面,将1300余台有毒有害及可燃气报警、700余套视频监控等实施集中管理、实时联动,提前发现并避免了多起事故隐患,有效支撑了HSE由事后管理向事前预测和事中控制转变。
二是运用大数据分析技术提升分析预测预警能力。茂名石化开展连续重整装置产品收率预测分析,根据原料特性,调整优化装置运行参数,实现了产品收率最优。镇海炼化、燕山石化开展了关键机组故障定位及寿命预测,有效提高了设备预知维修和可靠性管理水平。九江石化通过采集装置报警数据,运用聚类、传递熵等算法,开展催化装置报警根原因分析,实现了对装置报警的原因进行快速定位,为消除报警提供支撑。
三是运用先进控制技术提升生产过程控制能力。针对炼油生产过程中存在的变量多、约束多、干扰多等影响装置平稳运行问题,依托先进控制(APC)、高级智能过程控制(IPC、AIPC)、在线实施优化(RTO)等技术,采用加热炉支路平衡控制、非线性液位控制、多变量协调控制等技术,提高生产过程的智能控制水平;通过PID参数智能整定、智能提降量、辅助开停车等技术的运用,大幅减少操作频次,提高操作自动化水平;结合现场运行情况,当关键测量仪表出现恒值或跳变时,实时给操作员推送相关报警,提升装置的本质安全预警能力,为炼油生产的“安稳长满优”保驾护航。
四是基于优化工具,提升全流程优化配置能力。重点对原料配置、加工路线的选择及相关生产要素进行长周期的整体优化,优化资源配置,实现企业在供应链全过程价值增值。镇海炼化、九江石化、茂名石化搭建了一体化的生产管理数字化平台,实现了计划优化、调度指挥、生产操作等生产业务在线闭环管理。九江石化通过建设协同优化平台,实现了PIMS、RSIM和ORION的集成应用,做到了生产优化、效益预测、生产实时跟踪等业务的高度协同,以及生产优化动态调整。
五是基于现代信息技术的运用,提高工作效率。在施工作业现场,利用现场工业传感器、工业无线网和智能终端,打通人员及承包商资质审查、门禁管理、电子作业票等环节,变革炼化企业现场作业票管理模式和流程,实现作业票管理“四定”,改变了传统作业票管理模式。
王立东:在生产过程优化方面,通过搭建生产管控一体化平台,集成多专业系统数据,打破信息孤岛,实现供、产、储、销各环节信息的全面监控和数据资源的“聚、通、用”,为精准生产管控和决策提供依据。建设生产计划与调度优化应用,借助人工智能和大数据分析,构建以“分子炼油”为核心的炼化一体化生产计划优化体系及以MES标准化管控为核心的调度指令优化体系,实现生产计划的精准制订和调度指令的优化下达。建设能源管理优化应用,建立能源管理和优化系统,加强对能源的供、产、转、输、耗全过程跟踪、核算和分析,实现能源的供、产、转、输、耗全流程管理,支撑能源管理中心建设,并进行能流在线优化,促进节能减排和降本增效。
在提高生产效率方面,开展炼化立体仓库建设,实现自动化与智能化操作,在生产线上应用机器人、机械臂等自动化设备,实现自动包装、码垛、装车等操作;利用“5G+无人机”“5G+机器人”等技术进行巡检,替代人工巡检,降低劳动强度,提高巡检效率和质量。开展生产智能决策支持应用,基于大数据分析和人工智能技术,对生产过程中的海量数据进行挖掘和分析,为生产决策提供实时、准确的信息支持,帮助企业快速做出科学决策,提高决策效率和准确性。
在提高产品质量方面,通过实验室智能化建设,构建产品质量优化体系,实现对生产过程中质量数据的实时采集、分析和监控,对产品质量进行精准预测和控制,确保产品质量的稳定性和一致性。建立数字化质量管理体系,利用物联网等技术,为产品设置唯一的标识码,一旦出现质量问题,能够快速定位和解决,提高产品质量的可追溯性和安全性。开展工艺平稳性建设,通过对生产数据的分析和模拟,优化炼化工艺参数和操作条件,提高产品的收率和质量,降低能源消耗和污染物排放,实现绿色、低碳、高效生产。
来源超级化工
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