煉化“烏托邦”理想照進(jìn)現(xiàn)實

在北京，隨處可見焦躁的司機，像無頭蒼蠅一樣苦苦尋找停車位。這是典型的痛點需求。而解決方案卻并非是互聯(lián)網(wǎng)思維，只能靠“移動互聯(lián)網(wǎng)+”。源自大數(shù)據(jù)和車聯(lián)網(wǎng)概念的停車系統(tǒng)，將對停車位搜索雷達(dá)傳感器進(jìn)行車位監(jiān)測，并將結(jié)果數(shù)據(jù)通過智能手機APP傳輸給用戶。這個案例旨在告訴傳統(tǒng)企業(yè)，不要被互聯(lián)網(wǎng)“萬花筒”蒙蔽了雙眼，真正的解決方案并非是互聯(lián)網(wǎng)往下延伸，而是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)往上延伸。

早在上個世紀(jì)90年代，美國IT業(yè)的精神領(lǐng)袖、《連線》主編克里斯·安德森就曾表示：這可能是下一個生產(chǎn)力革命焦點，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)讓傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)每一個節(jié)點都互聯(lián)網(wǎng)化，數(shù)字化工廠與物理工廠高度一致。這聽上去有點兒“烏托邦”，但它會因為互聯(lián)網(wǎng)而變成現(xiàn)實。

西奧多萊維特在其著作《營銷近視癥》中提出：鐵路應(yīng)該把自己視為運輸企業(yè)，而煉油廠應(yīng)該把自己看作是能源企業(yè)。鐵路運輸停止增長，并非需求萎縮，而是被其他的運輸工具所替代。煉油廠油品過剩也并非供大于求，而是供貨商不能滿足消費升級需求。鐵路公司錯誤定位讓自己失去了除鐵路之外的廣闊運輸領(lǐng)域，煉油廠的以產(chǎn)品為導(dǎo)向而非以客戶為導(dǎo)向的導(dǎo)向錯位，令其喪失除低端油品之外的高端市場。

而這一切盲區(qū)，都將在互聯(lián)網(wǎng)下消弭得無影無蹤。精準(zhǔn)的市場掃描和消費變化讓企業(yè)清晰地發(fā)現(xiàn)自己在哪里？客戶在哪里？市場在哪里？需求痛點在哪里？所謂傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)每一個節(jié)點都互聯(lián)網(wǎng)化，就是當(dāng)你所擁有的一切都被數(shù)據(jù)化了，“+”成互相聯(lián)網(wǎng)一部分，源自市場的不同需求，都被積聚起來，導(dǎo)向成最有效的生產(chǎn)供給。發(fā)生在煉化領(lǐng)域的“烏托邦”理想，終于變成現(xiàn)實。

智能化煉化裝置是數(shù)字化煉化裝置的延伸，也是滿足痛點需求最智慧的方案，其控制系統(tǒng)一般采用過程控制層（PCS）、制造執(zhí)行層（MES）、經(jīng)營管理層（ERP）集成的現(xiàn)代化系統(tǒng)，可對生產(chǎn)經(jīng)營進(jìn)行科學(xué)的分析、評價和預(yù)測，及時調(diào)整生產(chǎn)計劃和經(jīng)營策略，以適應(yīng)多變市場要求。其中，過程控制層是基礎(chǔ)，可實現(xiàn)對生產(chǎn)工藝過程自動控制。過程控制層主要包含分布式控制系統(tǒng)（DCS）和現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（FCS）兩種方式，可實現(xiàn)數(shù)字動能化和高精度測量，并能從現(xiàn)場設(shè)備中獲取先進(jìn)的診斷信息，以此提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。

目前，殼牌已成功將大數(shù)據(jù)應(yīng)用在包括運輸、煉化、油氣分銷和零售在內(nèi)的整個油氣產(chǎn)業(yè)鏈中。從公司各環(huán)節(jié)中收集海量數(shù)據(jù)，確保建造模型與現(xiàn)實無限接近，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析師模擬市場變化，以及這些變化對其業(yè)務(wù)產(chǎn)生的影響做出決策，從而提升產(chǎn)業(yè)鏈價值。雪佛龍公司則利用先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)，將5萬臺桌面系統(tǒng)與1800個公司站點連接，消除煉油、銷售與運輸下游系統(tǒng)中的重復(fù)流程和系統(tǒng)，精準(zhǔn)定位客戶端變化，做到“客戶在哪里，我們就在哪里”。北美最大煉油企業(yè)瓦萊羅能源公司甚至將一座裝置裝進(jìn)一張光盤，全方位描述和展示實體裝置軟硬件設(shè)施的物理屬性、熱量、壓力和物料信息等，真正做到了“一張光盤，掌控全廠”。

與蒸汽機、電氣化和自動化類似，信息化也將是一個從量變到質(zhì)變的過程。隨著石化工業(yè)快速發(fā)展，促進(jìn)了過程控制系統(tǒng)快速發(fā)展，由一個裝置集中控制逐步過渡到聯(lián)合裝置集中控制，而后發(fā)展為中央控制室進(jìn)行全廠集中控制；現(xiàn)在則要求煉化一體化，即100萬噸乙烯和1000萬噸煉廠一體化設(shè)計分別對大型企業(yè)集中控制并以CRT或LCD屏幕顯示器為主的操作?，F(xiàn)在石化裝置操作由模擬儀表盤操作改用CRT顯示器操作，這一變化是隨過程控制系統(tǒng)發(fā)展，即DCS出現(xiàn)而實現(xiàn)的。煉化企業(yè)推廣應(yīng)用先進(jìn)過程控制技術(shù)（APC）已取得明顯效益。FCS問世，為煉化企業(yè)勾勒了智慧化煉化一體化烏托邦藍(lán)圖。

伴隨裝置智能化指數(shù)不斷提升，歐美煉化業(yè)務(wù)納爾遜復(fù)雜性指數(shù)（Nelson complexity index）也不斷上升，原油加工程度越來越深，產(chǎn)品內(nèi)容越來越豐富，成本越來越低。根據(jù)美國化學(xué)委員會統(tǒng)計數(shù)據(jù)，目前全球煉化企業(yè)中，美國整體裝置復(fù)雜程度是世界上最高的，其納爾遜復(fù)雜性指數(shù)均值為11。歐洲煉廠復(fù)雜程度為10.2，中國為8.5，而現(xiàn)代化石化企業(yè)的納爾遜復(fù)雜性指數(shù)一般不小于8。我國煉化企業(yè)復(fù)雜性指數(shù)不高主要受地?zé)捚髽I(yè)拖累，主營煉化企業(yè)如鎮(zhèn)海煉化、九江石化等復(fù)雜性指數(shù)與歐美企業(yè)處于同一水平。

新生產(chǎn)模式：C2B催生高效企業(yè)

新零售近景

新零售遠(yuǎn)景

納爾遜復(fù)雜性指數(shù)高低意味著所處產(chǎn)業(yè)鏈位置和高端生產(chǎn)能力。埃克森美孚基于在原油分析化驗和過程模擬優(yōu)化方面的長期積累，率先提出“分子管理”（Molecular Management）理念，這包含關(guān)鍵技術(shù)分子指紋識別技術(shù)（含油品分析和分子表征）、分子組成層次模擬技術(shù)，以及基于兩者過程優(yōu)化技術(shù)等。2002年，該公司啟動“分子管理”項目，對原油認(rèn)知從以前的餾分水平迅速提升到分子水平，大幅提升了對石油資源利用和轉(zhuǎn)化率。在化工方面，該公司憑借完整的產(chǎn)業(yè)鏈和自主創(chuàng)新能力，長期盤踞石化產(chǎn)業(yè)鏈高端位置，如茂金屬聚烯烴、鹵化丁基膠、丙烯基彈性體等。其優(yōu)勢特殊化學(xué)品包括高性能聚烯烴和優(yōu)勢彈性體。

作為基礎(chǔ)化工產(chǎn)業(yè)領(lǐng)頭羊，德國化工企業(yè)高附加值產(chǎn)品和功能型化學(xué)品產(chǎn)值占其總產(chǎn)值50%以上。近年來，巴斯夫確定“基礎(chǔ)+高端為主+系統(tǒng)解決方案”發(fā)展模式，不斷調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其優(yōu)勢高端產(chǎn)品主要包括PU（聚氨酯），SAP（高吸水性樹脂），PA6/碳纖維復(fù)合材料。巴斯夫全數(shù)字化控制的、建立在數(shù)字化流程設(shè)備基礎(chǔ)之上的綜合化工生產(chǎn)基地，在流程設(shè)備整個壽命周期內(nèi)都可以使用3D模型，并為其帶來巨大價值。拜耳在德國化工業(yè)規(guī)模僅次于巴斯夫，其化工業(yè)務(wù)主要分三塊：醫(yī)療、材料科學(xué)、作物科學(xué)。高端材料科學(xué)產(chǎn)品主要包括聚氨酯、聚碳酸脂、涂料及中間體等高分子材料。2017年，日本關(guān)停150萬噸以上產(chǎn)能，保留200萬噸以上乙烯產(chǎn)能，全部生產(chǎn)高端產(chǎn)品。日本化學(xué)公司從乙烯和有機化工原料生產(chǎn)逐步向?qū)Ｓ没瘜W(xué)品、高附加值產(chǎn)品發(fā)展和邁進(jìn)，并致力于提升技術(shù)含量，擺脫原料成本影響，跨入產(chǎn)業(yè)鏈高端。

作為我國煉化企業(yè)的代表，鎮(zhèn)海煉化依靠現(xiàn)代信息技術(shù)，挖掘企業(yè)數(shù)據(jù)資產(chǎn)，逐步實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)運行智能化、設(shè)備管理數(shù)字化和企業(yè)管理信息化，促進(jìn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，打造“互聯(lián)網(wǎng)+”下的生產(chǎn)營運管理新模式。該廠應(yīng)用XPIMS、ORION等優(yōu)化軟件建立了涵蓋33套化工裝置、61套煉油裝置的計劃調(diào)度一體化模型，包含90個子模型，110多種原油及16種精細(xì)化加工方案。2017年，鎮(zhèn)海煉化乙烯裂解裝置高附加值產(chǎn)品月平均收率達(dá)62.38%，達(dá)到國內(nèi)最高水平。高附收率是乙烯裝置運行狀況的晴雨表，增加一個百分點，每年就能多產(chǎn)高附加值產(chǎn)品一萬噸。

盡管有鎮(zhèn)海、大連、茂名、九江這樣的世界級煉化企業(yè)，但與世界一流煉化企業(yè)相比，我國石油化工產(chǎn)業(yè)布局多而散，平均規(guī)模小，小型煉油企業(yè)由于單套裝置規(guī)模小，作為副產(chǎn)品的化工原料例如烯烴、石腦油、液態(tài)烴資源量較少，難以形成煉油化工一體化格局。民營煉油化工行業(yè)屬于能源生產(chǎn)和加工制造業(yè)，總體技術(shù)還處在“通用產(chǎn)品”生產(chǎn)階段，很少涉及產(chǎn)業(yè)鏈高端，加之生產(chǎn)線分散度高，產(chǎn)品質(zhì)量檔次低，且缺乏信息處理分析系統(tǒng)等問題，已經(jīng)成為整個行業(yè)轉(zhuǎn)型升級的抑制力量。

智能化轉(zhuǎn)型是我國石油化工行業(yè)未來發(fā)展方向，但在具體實施層面還有許多功課要做。首先，與世界石油化工強國相比，我國在化工信息化建設(shè)方面資金投入不足，這也是大而不強的原因之一。智能制造基礎(chǔ)是CPS（虛擬—物理系統(tǒng)），而CPS建設(shè)是需要足夠投入來推動的，沒有這一前提，智能化無從談起。其次，目前我國制造服務(wù)業(yè)服務(wù)能力十分有限，特別是針對石油和化工行業(yè)的IT技術(shù)服務(wù)更是羸弱不堪。雖然國內(nèi)網(wǎng)購和電子商務(wù)很發(fā)達(dá)，但制造業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)還是兩張皮，還沒有看到有影響力的制造服務(wù)商。石油化工行業(yè)復(fù)雜性，讓許多IT公司望而卻步，國內(nèi)鮮有專業(yè)軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司愿意深耕這一領(lǐng)域。幾家特大型石油化工企業(yè)雖有內(nèi)部IT隊伍，但其母公司均沒有想將其徹底進(jìn)行體制改造，打造成面向行業(yè)提供社會化、專業(yè)化服務(wù)的公司。與之相反的是，國際一些知名軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司跨界延伸服務(wù)已深入到實體制造業(yè)中。