张家港市汉巴杜化工有限公司
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中国化工行业面临新一轮洗牌

       眼下,中国化工行业正在经历新一轮的洗牌。

  在趋严的环保政策等因素影响下,全国多省计划关停传统的化工园区。以山东省为例,其计划将化工园区缩减到100个以内,在现有基础上关闭20%的化工企业。

  数据显示,山东全省目前有各类化工园区199个,化工生产企业户数7595家。这就意味着,山东省将有一半的化工园区将关闭,超过1500家企业被关停。

  国家统计局数据显示,截至6月底,化工板块企业较去年底已减少1565家。

  与国外同行相比,国内化工企业面临基础建设薄弱、管理不规范、制度不健全、监督不到位等问题。如今的产能过剩、环保督查,正倒逼中国化工企业踏上产业升级之路。

  要么被淘汰,要么进行升级。随着更加激烈的市场竞争,众多国内化工企业急切寻找自己的定位和未来。东方证券的研报指出,如果说,过去20年中国化工行业的主旋律是上产能、扩规模,那未来最大的方向是投研发、补短板。

  如何突出重围?数字化方面的投入和转型,正成为它们升级的重要门径之一。

  2018西门子工业论坛分享交流现场

  数字化趋势

  “相比前几年的观望态度,化工企业需要进行数字化建设,已越来越成为行业共识。”9月19日,在西门子工业论坛期间,多位化工企业人士对界面新闻记者表示。

  众多化工企业已付诸行动。在此次论坛中,有浙江、青海、河南等地的化工企业人员对界面新闻称,公司在近两年中,开始加大数字化方面的投入,“因为趋势已在。”

  生产过程中化学方法占主要地位的过程工业,被泛指为化学工业主要包括塑料、合成纤维、石油、橡胶工业等。与其他行业相比,化工行业的特点之一是高耗能、高投入。

  另一方面,中国化工企业目前面临的主要问题还有环保制约。近年来,中国环保领域政策密集出台,如《大气污染防治行动计划》、《水污染防治行动计划》、《土壤污染防治行动计划》等。尤其是近两年,中国政府开展了全国范围内的环保督察,化工企业面临日趋的改造考验。

  在当前新一轮的洗牌中,化工企业想要脱颖而出,控制成本、提高效率成为关键。在西门子中国有限公司过程自动化事业部总经理姚峻看来,这正是数字化能够帮助企业的地方。

  “真正的工业4.0体现在化工行业上,很重要的一方面是如何通过数字化系统,优化装置、流程,从而实现优化成本,”姚峻说,“如果能提高一个百分点,那就是纯利润。”

  “相较与离散行业,化工行业等过程工业的特点是需要反馈,不断修正。”中石化旗下某工程公司的工作人员对界面新闻记者称,“因为温度、湿度等指标相差一点,出来的产品就完全不一样。”这就要求采用的解决方案更为精准且具有更高的灵活性。

  中石化青岛炼化电气与仪表中心主任陈鑫

  以中石化旗下的青岛炼化项目(下称青岛炼化)为例,该项目年原油加工能力达到1200万吨/年,拥有24套大型炼化装置,涉及15个炼油装置、电站、聚丙烯厂,具备目前中国最大的单体装置。

  如此庞大的化工工程,为保证生产线的效率、产品质量及安全等指标,因此需要采用高可靠性的控制系统,灵活的标准组件冗余。青岛炼化项目目前应用的过程控制系统为西门子的SIMATIC PCS7系统。该炼油项目DCS系统包括1个中央控制室和17个现场机柜室。系统规模大,而且复杂,硬件点达到2万点,通讯点达到7000点,系统包括100多个操作员站、18个工程师站,9对冗余服务器等。

  对于类似青岛炼化这种大型炼化项目而言,DCS控制系统需要承担的重任包括数据采集、优化流程、数据查询、事故分析等,是全流程控制的中枢核心。

  SIMATIC的TIA全集成自动化解决方案,是针对整个工厂的控制和管理,采用统一的数据管理、统一的编程组态平台、统一的通讯规范和灵活的结构配置,可满足了当今化工和石化领域对生产控制一体化和信息管理集中化等方面的要求。

  由于青岛炼化拥有数量较多的大型联合生产装置。针对这一特点,西门子对其的控制系统采用了紧凑集中的布局方式。全厂工艺装置的DCS与安全仪表系统(SIS)、火灾和气体监测系统(FGS)、压缩机控制系统(CCS)等系统共用一个中央控制室,并且均通过DCS进行集中操作、控制和管理。

  现场信号以就近的原则接入各个现场机柜室,再采用光纤通讯传送至中控室。如此,可节省电缆成本支出,且完成了对不同生产装置的独立控制,在信息管理层面上它们又相互连接,实现灵活的统一管理和调度架构。

  自2008年合作以来,除过程控制软件外,青岛炼化还向西门子采购了安全仪表系统、信息安全、全生命周期管理软件和基于大数据的预防性维护服务等。

  青岛炼化电气与仪表中心主任陈鑫表示,在向智能制造转型的过程中,西门子的一体化工程到一体化运维的数字化理念和方案,为青岛炼化带来了整体效益跨越式的提升。

  目前,青岛炼化的全厂定员为650人,达到了较低的人员配置水平,工厂人均产值位居中国石化企业第一、全球石化企业第五。

  西门子股份公司数字化工厂集团首席执行官Jan Mrosik

  转型桎梏

  “尽管当今发展状况下,企业数字化的实现已近在咫尺,但并不意味着它是轻而易举的,”西门子数字化工厂集团首席执行官Jan Mrosik表示,“如老旧设备联网等很多问题依旧无法回避,企业数字化的实现依旧是一个循序渐进的过程。”

  化工企业亦是如此。“数字化转型需要自上而下的执行,一是需要顶层领导认可,制定好战略,二是底下员工、操作人员也需要遵循,这才能往前推进。”浙江恒逸石化有限公司(下称恒逸石化)智能制造总监吕斌对界面新闻记者称。

  但现实是,众多企业领导虽然已经认可数字化的趋势,但对数字化的理解存在偏差,有的认为安装了信息化系统,就实现了数字化,且在需要真正投入资金时,却很犹豫。因为前期需要一笔不菲的纯投入,收回效益却至少需要两三年后。

  去年,德勤发布的报告指出,相较于欧洲化工业的数字化程度,中国化工企业的数字化成熟度不高,目前大多数中国化工企业还处于早期的数字化应用阶段。

  据界面新闻记者了解,根据不同企业的规模和需求,数字化转型所需资金不尽相同,但多数在亿元级别以上。“我们公司的计划这方面的投入是在5亿元以上,希望收回成本的期限是五年。”吕斌说。

  这意味着,企业需要有较强的经济实力作为支撑,资金基础薄弱的中小企业想要数字化转型的,存在很大的阻碍。重要的是,企业领导能够认可这种较长的回报周期投入方式。

  德勤的报告也指出,在数字化转型过程中,企业缺乏商业信心,或者不了解数字化转型能给他们带来的潜在利益。这就限制了化工企业的转型,让他们仅仅对现有的流程和系统做出小幅改进。

  在领导层确定了投入后,在员工执行的过程中,又反映出中国化工企业的另一问题:数字化人才稀缺。上述多家化工企业人员对界面新闻记者反映,人才正成为推进数字化转型的制约因素之一。

  “引进了自动化设备、安装了信息化系统,但工人的技术和知识储备不够的话,操作不当,效率大大折扣。”吕斌表示,因为缺乏专业的人才,其所在公司正聘请相关数字化公司的专家,对新工厂的数字化规划进行咨询,不过这笔费用同样高昂,动则几百万元级别。

  不过,在西门子中国有限公司过程自动化事业部总经理姚峻看来,一个好的数字化解决方案,能够帮助工厂提前做好员工培训。例如,采用仿真驱动的“数字双胞胎”,实现虚拟和现实的对应,在工厂尚未建成之前,就可以召集人员在电脑上做虚拟的培训。

  “而且,这个数字化双胞胎,伴随整个工程的生命周期,包括工厂建成后的巡检、应急演练等。”姚峻说。

  他认为,目前化工企业进行数字化转型的最大问题是,相关的控制软件、社会管理、原料采购软件虽都已经安装,但无法联通起来,价值效应无法真正体现

  “所以我们要讲究一体化,能够将数据集合在一起。从设计、交付到运维,都能够连在一个平台上,进行一体化运作。”按照姚峻的构想,在这一系统的支持下,如果前端的工艺改了,后端的自动化流程就可跟着改,反之也可以。

  另外一点是,中国化工企业的信息化建设基础较为薄弱,数据化信息的采集和分析较为困难。姚峻称,如果信息化、自动化、网络安全准备在一开始就打好基础,那往上走就会容易的多。不过,姚峻也表示,要真正完成整个企业或者行业的数字化,并不是一家公司能做的,而需要跟很多公司一起合作。因为满足每位客户有不同的需求,每家方案提供商所擅长的领域也不尽相同。

  以浙江恒逸为例,其正和阿里云合作,尝试建立集团级集中式大数据中台,以推进全集团数字化转型。但与此同时,浙江恒逸也与西门子公司签署了战略合作框架协议。该公司认为,在对数字化顶层规划、工厂布局与物流优化、技术规划等方面,西门子更为擅长,因此在这些方面选择与之合作。综合各方面因素看,一个合格的数字化工厂,可以实现集中集成管控、实时计算、智能分析、可视化、物联网接入等功能。在这些功能的支撑下,可以提高生产线效率,增加效益,降低成本且工厂是安全、透明的,能够全面降低能源消耗。

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