精細化工產業高端化進程中的信息化轉型建設建議
發布時間：2021-11-24 www.xstr.xyz
精細化工產業作為國民經濟的關鍵支柱，是現代化學工業的重要組成部分，是發展高新技術的重要基礎，也是衡量一個國家科學技術發展水平的重要標志之一。經過數十年發展，我國精細化工產業結構逐步優化，關鍵技術不斷取得突破，形成了較為完善的供應鏈和產業鏈，但在生產制造總體效能上仍與國際先進水平存在差距另外精細化工產業生產流程復雜，80%以上的主要大宗原料和產品屬于危險化學品，所以行業整體上存在資源和能源的利用效率低，一些高、精、深的精細化工技術不到位，產業精細化率低，安全機制風險高等問題。本文首先分析當前精細化工行業的現狀，然后提出精細化工行業信息化建設的必要性，最后探討一系列信息化建設的策略，旨在為實現精細化行業信息化轉型建設提供借鑒和參考。
一、大而不強現狀下，精細化工行業亟需向高質和高端轉型
1.產業大而不強亟待轉型
經過多年發展，我國精細化工已成為我國化學工業中一個重要的獨立分支和新的經濟效益增長點，現已形成了2000余個門類。其中，農藥、染料、涂料、試劑、感光材料、化學醫藥等行業有了相當發展規模。此外，在飼料添加劑、食品添加劑、工業表面活性劑、水處理化學品、造紙化學品、皮革化學品、油田化學品、電子化學品、生物化工、功能高分子等行業也初具規模。“十一五”期間，我國將精細化工列為優先發展的六大領域之一，并將功能涂料及水性涂料、染料新品種及其產業化技術、重要化工中間體綠色合成技術及新品種、電子化學品、高性能水處理化學品、造紙化學品、油田化學品、功能型食品添加劑、高性能環保型阻燃劑、表面活性劑、高性能橡塑助劑等列為“十一五”精細化工技術開發和產業化的重點，使精細化工產品的應用領域進一步拓寬，產品進一步向高檔化、精細化、復合化、功能化方向發展。
據不完全統計，目前全國有精細化工生產企業8000多家，生產各類精細化學產品達3萬種以上，年生產量約1300多萬噸，年產值約3900億元，精細化率達到40%左右。但是，目前我國雖已成為精細化工產品生產大國，農藥、染料、涂料、橡膠加工等傳統精細化工行業卻仍面臨著“量有余而質不足”的困境，在精細化工核心領域中存在所占比例不大、產業結構雷同、低水平重復建設、研發投入不足等問題，嚴重阻礙了行業發展。總的來看，我國石油和化學工業產品結構仍以中低端產品和通用產品為主，高檔、專用產品比例較低，我國精細化工行業迫切需要加快轉變發展方式、走創新驅動發展之路。
2.瞄準高端產品提升競爭力
在5月27,28日北京舉行的“十二五”石油和化工行業發展大會暨2011中國化工園區發展論壇上，中國石油和化學工業聯合會發布了《“十二五”石油和化工行業發展指南》及20余個行業(專項)規劃，部署行業新的發展思路。中國石化聯合會會長李勇武在會議中指出，未來5年，中國石油和化學工業必須走新型工業化道路，加快轉變發展方式，大力發展戰略性新興產業和高端產品，進一步提高節能環保水平，才能實現健康、可持續發展。
據了解，目前我國不少化工企業都在大力發展技術密集、精細加工高、附加值高的化學品，將高端精細化工產品作為產業提升的競爭力。據巨化集團公司安全環保部部長王偉星介紹，該公司圍繞新材料、新能源、新環保、新用途的“四新”領域，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、含氟電子化學品、含氟特種功能材料、特色石化材料、高端裝備制造業、衢化片區熱電機組改造等八大項目已經全面開工，不斷向高端化、精細化、差異化方向發展。目前，電化廠TCE產能擴建一期項目，土建施工、設備安裝已依次展開;新型包裝擴建項目也即將完成，PVDC樹脂、VDC單體和電槽零級距改造項目正在快速實施。
二、信息化建設是轉型高端的基礎
根據《全國安全生產專項整治三年行動計劃》的通知，到2020年底前，涉及“兩重點一重大”的生產裝置和儲存設施的自動化系統裝備的投用率必須達到100%，未實現或未投用的一律停產整改。涉及重大危險源企業安全預防控制體系建設率達到100%、化工企業主要負責人和安全管理人員等考核達標率100%。
隨著國家在危化品監管措施不斷落地，對企業安全本質化水平的要求不斷提升，精細化工產業推進智能制造的重要性和緊迫性比其他行業更為突出。現代信息技術高速發展，大數據、云計算、區塊鏈、量子計算、人工智能等技術日益成熟，信息化與工業化加速融合，為精細化工企業在“新工業革命”時代下實現模式創新與變革、產業優化升級和新舊動能轉換提供有力支撐。有效地利用現代信息技術，解決經營決策層面、生產運行層面、能效安環層面以及信息集成層面存在的瓶頸問題，實現全局生產、管理以及營銷模式的變革，通過智能化改造在工程技術層面實現自動化、數字化、網絡化和智能化，在生產制造層面要實現敏捷化、高效化、綠色化和安全化，是精細化工產業突破“天花板”、實現高端制造的關鍵所在。
精細化工產業信息化制造的模式是：在已有的物理制造系統基礎上，充分融合人的知識，應用大數據、云計算、（移動）網絡通信和人機交互的知識型工作自動化以及虛擬制造等現代信息技術，從生產、管理以及營銷全過程優化出發，推進以高效化、綠色化和智能化為目標的精細化工產業智能優化制造，不僅要實現制造過程的裝備智能化，而且也要實現制造流程、操作方式、管理模式的自適應智能優化，使得企業經濟效益和社會效益最大化。
三、精細化工企業信息化建設策略
據工業和信息化部的統計，我國精細化工企業超過90%應用了過程控制系統，另外，生產優化系統（APC）、生產制造執行（MES）、企業資源計劃管理系統（ERP）也已在企業中大范圍應用。精細化工產業智能制造已初具雛形，走在前列的企業取得積極成效。例如，魯西集團就通過智能化改造將安全及環保事故率下降60%以上，綜合能耗降低5%，給企業帶來的直接經濟效益上億元。那么具體地，企業該如何實施信息化建設或改造呢？筆者梳理了這些年的項目經驗和多家企業的優秀實踐，總結出了以下幾個關鍵步驟：
一是建設或改造數字化工廠。結合生產工藝、設備與控制系統，建立生產過程數據采集和分析系統（SCADA）、制造執行系統（MES），實現生產進度、現場操作、質量檢驗、設備狀態、物料傳送等生產現場數據自動上傳，實現產品的數字化制造。
二是推進信息化管理體系。產品研發以三維設計和產品全生命周期管理系統平臺（PLM）為主，大幅提高研發效率；經營管理以企業資源計劃管理系統（SAP-ERP）、供應鏈管理系統（供應商管理系統和物流管理系統）、質量管理信息系統和項目管理系統為支撐展開；建立高級計劃與排產系統（APS），通過集中排程、可視化調度及時準確掌握原料、設備、人員、模具等生產信息，應用多種算法提高生產排程效率，實現柔性生產，全面適應多品種、小批量的訂單需求。
三是建立網絡化控制中心。以國家“兩化融合”和“智能制造2025”為指南，所有制造過程數據實時傳送到監測控制中心，同步顯示能源消耗、車間設備運行、生產計劃和生產進度等信息，實現產品制造的可視化和透明化，并逐步實施商務智能系統和績效考核系統，為經營決策提供有效支持。
這邊也和大家分享一個精細化工信息化項目案例。主角是一家擁有眾多分、子公司的集團化企業：云天化集團，其擁有圍繞化肥及現代農業實現產、供、銷一體化的經營能力。
早些年集團啟動了云天化集團數字化生產中心建設，通過“數據大屏+多終端分析報表“的形式，實現了集團產、供、銷數據的整合與應用，極大提升了集團層面的產供銷的效率，成為云天化集團信息化建設的重要組成部分。在初步完成集團生產數據整合的基礎上，集團領導對信息化團隊提出了更為艱巨的任務，要求在短期內實現集團產、供、銷、人、財、物數據報表的集中呈現和應用。然而，原先采用的SAP BI已經很難滿足集團領導的要求。
目前云天化集團分布在全國各地的生產機構合計百余個，在傳統管理模式下，集團很難有效監控到各分支機構的生產動態，對生產環節存在的問題做不到及時反應、及時解決，嚴重影響了企業生產效率和經營成本。在其集團信息化管理體系數據中心的上線后，能夠自動獲取集團旗下所有分、子公司的各項研發、生產、銷售、財務等關鍵數據，以簡潔明了的方式展示企業全局狀況，真正做到了集團總部的控制中心。
下面給大家展示云天化數據中心的幾個模塊：
供應鏈采購分析：原材料采購和供應是保障生產的重要因素。數據大屏通過對集團大宗原材料采購情況及當前庫存情況進行直觀的分析和展示，便于集團對大宗原材料采購和庫存情況做出及時調整，優化集團供應鏈和庫存結構，保證高效生產。
圖1 供應鏈采購分析
生產制造監控：大型生產設備的連續運轉率，對于生產型企業來說尤為重要，一旦設備出現問題，不能及時定位和解決，將會給企業造成無法挽回的影響。數據大屏通過圖像化形式，立體展示生產制造設備的運行情況，包括每一個壓縮機的溫度、壓力等指標，每個裝置連續運營天數，裝置出口的流量數據，甚至包括裝置的環保、排口等數據也進行了呈現。系統每5秒鐘進行一次數據抓取，保證了對設備監控的實時有效，及時發現并進行問題預警。
圖2 銷售情況分析
銷售情況分析：傳統的銷售報表，數據單一、時效性差，無法支持決策層快速應對市場變化。集團數據中心能夠實時抓取各地銷售數據，通過產品、地區、客戶等不同維度全方位展示集團產品的銷售情況，并支持不同產品、地區、客戶的銷售情況在時間維度上進行數據鉆取，獲取各產品、地區、客戶在指定時間內的銷售波動情況和發展趨勢。
四、結語
近兩年，因經濟下行壓力較大，精細化工系列產品在全球范圍內的消費需求都受到了一些影響，但是精細化工是國民經濟的關鍵組成部分，它的發展程度與現代化建設和人民生活水平緊密相關。精細化工已成為化工行業主要的利潤來源和經濟增長點，推進其信息化建設能夠為其注入更多活力，促進精細化工行業在高新技術領域取得更多突破和進展，完善和升級產業結構，帶動相關產業更進一步發展。全球的精細化工行業仍有著很大的發展空間，因此要加強精細化工行業的信息化建設，促進其發展水平更上一層樓。