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中国海油炼化企业信息化现状分析及今后发展的思考

更新时间:2016-07-05

中国海油炼化产业经过30多年的发展,目前已拥有原油一次加工能力5000万吨/年、乙烯和PX产能分别为225万吨/年和100万吨/年。中国海油炼化产业除了要面对原油资源、地缘政治、全球气候变化、税务法规政策、产品质量升级、新能源与替代燃料和新技术的影响外[1-7],还需要正视自身问题,在实施产品结构转型升级[8,9]的同时,花大力气推行“生产模式、销售模式和管理模式”变革的创新。

在目前深化“互联网+”应用与“两化融合”的大环境下,炼化企业在强化炼化一体化、大型化、规模化及能源与资源多元化发展的同时[10,11],更加重视信息化对炼化业务能力提升和产品销售模式的创新。而云计算、大数据、物联网、移动应用、社交媒体等信息化新技术不断改变炼化生产、管控与经营模式的变革,推动炼化企业的数字化转型[12],对企业发展产生越来越显著的影响。

电网调度工作是以各级变电站的监督控制为基础展开的。因此,实现电力系统安全高效运行,就要保证变电站的监控工作落到实处,使整体系统内部各种设备的调控遵循行业规律,贴近实际需求,收集到全面具体准确的工况信息,在出现异常时能够及时发出告警,引导操作人员发出正确的控制指令。

本文采用智能化、信息化评价模型对中国海油炼化产业的信息化应用水平进行评估,结合炼化公司发展战略与目标定位,提出了中国海油炼化信息化的发展路径,明确了炼化产业数字化转型升级的三步曲和每个步骤的目标、内容、关键技术,为炼油化工企业的智能炼厂建设和智慧炼化建设提供借鉴。

1 炼化企业信息化应用水平及其评价

中海石油炼化有限责任公司(以下简称炼化公司或公司)是中国海油炼化业务的归口管理单位,其组织构架见图1。

数字炼化的最大特征在于信息集成。数字化员工、数字化资产以及数字化操作是数字炼化的主要应用,其核心是实现生产运行的自动化、信息化,实现工厂运营可视化,提高生产与销售系统的管理效率。

1.1 现状与需求分析

为了解已有基础和发展信息化存在的差距和问题,需要评估企业信息化现状。评估时,要依据公司业务链和主要业务流程、业务领域主要问题及改进方向,特别是要在原油端、销售端考虑如何进行优化?如何在生产环节实施成本控制、从全链条各环节降本增效,从而从公司生产经营管理要效益角度提出信息化需求分析。

1.1.1 业务战略

2)作业层,包括“用能运行与监控”(通过能流图对用能情况进行监控,包括:能源使用情况、能源运行监控、开停工能耗管理等)和“用能分析与优化”(采用能源产耗预测、能源管网模拟、能源多周期动态优化调度等核心技术,建立能源产耗预测模型、能源管网模拟模型和能源系统优化调度模型,通过系统自动给出各种能源介质的优化调度和分配方案,实现能源系统(燃料气、氢气、蒸汽、电力、水系统等)的优化调度和运行)两大部分。

CJJ 49—92《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中第3.0.5条规定:隧洞结构的外表面,受杂散电流腐蚀危害的控制指标是由漏泄电流引起的结构电压偏离其自然电位数值。对于钢筋混凝土质地铁主体结构的钢筋,上述极化电压的正向偏移平均值不应超过0.5 V[6]。目前,城市轨道交通也是以此指标作为判断杂散电流腐蚀是否超标的依据。

图1 炼化公司组织构架

表1 业务战略及相应的业务能力和信息化能力要求

业务战略 业务能力要求 信息化能力要求集约化原料、产品资源优化配置能力区域内市场资源协同能力1)支持纵向一体化经营差异化特色产品的研发与生产能力以炼厂为中心的市场拓展与销售能力快速发展中的成本优化能力一体化供应链各环节的业务协同能力跨组织业务的专业化管理能力市场化经营中的风险可控能力管控的信息化能力2)支持炼化生产过程精细化管理的信息化能力3)支持以客户、市场为导向的销售服务信息化能力4)支持横向一体化供应链集成优化的信息化能力5)支持业务规范操作与标准化管理的信息化能力6)支持端到全业务信息透明可视的信息化能力

表1是根据炼化公司业务发展战略而提出的相匹配的业务能力和信息化能力方面的要求。

基本活动经验的提出,让一线教师必须重新整合教学,重新审视课堂,去寻找能让孩子们能有效获取数学活动经验的教学策略。按照新一轮课改的要求,从一线教学实际出发,学校为了尽快更新教师的教学理念,提高教师的业务水平,提升学校学生数学成绩。

1.1.2 核心业务

炼化公司的组织模式决定了炼化公司属于运营管控型。核心业务主要是原油加工、产品销售以及与之相关的仓储物流。表2为炼化公司销售核心业务的现状分析汇总。

1.1.3 业务构架

炼化公司业务架构覆盖了工程、科研、生产、销售四大板块,分为炼化公司和下属企业两个管理层面,在下属企业层面分为经营管理、生产管理、生产操作层,在炼化公司分为战略管理、经营管理层。在炼化生产中覆盖了从原油配置及采购、炼化生产;产品物流与销售中覆盖了一次配送、仓储管理、二次配送、直销/批发及终端销售环节。同时,按照“十三五”的业务战略,增加了产销协同管理的业务流程。

表2 炼化公司销售核心业务汇总

区域 主要企业 主要产品 销售模式 销售渠道 一次配送 二次配送惠州石化 汽煤柴、苯、液化气、石油焦等15大类产品批发直销 自提为主零售 管输、铁运、船运 汽运工厂销售(少量) 批发直销(含出口)船运东方石化 汽油、柴油、石脑油、液化气、集中销售华南大区MTBE、丙烯等 工厂销售 批发直销 自提/配送,船运为主,汽运、管输为辅广东沥青 沥青 工厂销售 批发直销(含出口)内部供应自提/配送(与客户协商)汽运、铁运、船运华东大区大榭舟山 沥青、燃料油 工厂销售 批发直销 自提为主泰州石化 液化气、苯、燃料油、润滑油 工厂销售 批发直销 自提为主四川沥青 沥青、燃料油、石脑油、润滑油 工厂销售 批发直销 外包/买方自提为主

续表

区域 主要企业 主要产品 销售模式 销售渠道 一次配送 二次配送山东海化 纯碱、原盐、两钠、烧碱、溴素等 工厂销售批发直销代理/寄存制销售电子商务自提/配送,第三方运输为主,汽运、铁运、船运中捷石化 汽油、轻柴油、石脑油、轻烃、工业烃等 工厂销售 批发直销 自提华北大区中沥公司 沥青、润滑油批发直销 —零售 — —工厂销售 批发直销(含出口)铁运、海运(自提),少量汽运营口沥青 沥青,石脑油,蜡油 工厂销售 批发直销(含出口)管输、船运、铁运、汽运集中销售(柴油1万吨/月)

3)智能炼化和智慧炼化所采用的信息化手段与项目,许多项目的名称基本相同或雷同,但在应用方面还是有些变化或不同,很多是更加深入了。例如:在企业决策智能化方面,如何做好控制与仿真优化协同支撑?对于企业生产运行而言,仿真具有模拟、验证与分析三个作用,即模拟生产流程、验证决策方案、分析数据可视化,可以充当优化方案与控制指令协同的媒介。最新的方法是采用虚拟/现实的方法来开展,中国海油正考虑开展清洁汽油与高价值芳烃智能制造虚拟/现实的高仿真研究用于企业决策。

1)管理层,包括能源计划管理,实现能耗计划的生成及分解和对比分析;根据采集的数据通过内置算法实现日平衡、月平衡的“能源管网平衡”;通过报表、图形等方式分析企业用能情况的“能源统计分析”以及能源评价与分析,即结合生产企业实际运行数据以及能源指标,对生产企业、装置、以及重点区域等进行耗能评价。

基于不同处理状态下水稻产量在该试验中存在明显差异性。处理1区与处理2 区的水稻产量分别为0.69kg/㎡和0.61kg/㎡,水稻产量在所有处理区域中最低;处理4区的水稻产量达到最高水平1.03kg/㎡,产量明显高于其它区域;处理区 1、2、3、7水稻产量均低于处理6区。

1.2 评估

根据对炼化行业发展趋势以及炼化信息化最佳实践的研究,借鉴风险评价等其他行业经验,提出6个维度对炼化企业信息化应用水平进行评估的炼化信息化能力评估模型[13],见表3。

2 智慧炼化建设

智慧炼化[14,15]是建立在数字炼化和智能炼化基础之上的高级形式,其目标是实现炼化企业产业链和价值链的最优化与价值最大化,见图2。

1)数字炼化是基础。数字炼化[16]是计算机虚拟仿真技术、现代数字化制造与先进制造及运营管理理念相结合的一种产物。它是指在计算机虚拟环境下,充分利用三维GIS、虚拟仿真、大数据分析、移动应用等先进的数字化信息技术,以能够覆盖设备、产品全生命周期的相关数据为基础、以可视化为手段、以业务为依托、以底层模型为支撑,为涵盖从产品设计、生产规划、工程组态、生产执行,直至后期运营服务在内的生产活动,统筹规划建设期与运营期的数据资源建设、业务渗透与功能建设,全价值链打造无缝集成、虚实精准映射的工厂解决方案,为规划、工程、生产、应急、培训等提供有效业务支撑,助力企业实现生产效率、质量、灵活性的提升,以及成本的下降。

政府可以鼓励茶叶出口企业积极使用电商平台扩大出口。在检验检疫,便捷通关等方面给予茶叶出口企业相应的政策优惠。促使企业尽快建立起适合茶叶运输的速度快,价格低的国际物流体系,提高企业的效率。

表3 信息化能力评估模型

注:0级: 无概念阶段,表示企业尚未提出与该能力因素相关的管理概念; 1级: 概念规划阶段,表示企业已经意识到该能力因素的重要性,正在规划相关的信息系统; 2级: 建设阶段,表示企业已完成该能力因素的规划,相关信息系统正在建设中; 3级: 部分建成阶段,表示企业已部分建成与该能力因素相关的信息系统,比如是完成几个模块; 4级: 建成但需完善阶段,表示与该能力因素相关的信息系统已经建设完成,但个别模块功能不够完善,无法完全支撑该项能力,尚需进一步改进; 5级: 已完善阶段,表示与该能力因素相关的信息系统已建设完成,且已能完全支撑该项能力。

类别 能力因素 能力等级自动化水平底层设备自动控制水平 0 1 2 3 4 5底层数据自动采集水平 0 1 2 3 4 5数字化水平数字化员工 0 1 2 3 4 5数字化设备 0 1 2 3 4 5数据化操作 0 1 2 3 4 5系统优化水平生产运营优化水平 0 1 2 3 4 5设备性能优化水平 0 1 2 3 4 5用能系统优化水平 0 1 2 3 4 5一体化水平横向供应链管理水平 0 1 2 3 4 5纵向经营管控水平 0 1 2 3 4 5端到端价值链管理水平 0 1 2 3 4 5基础支撑水平标准化水平 0 1 2 3 4 5集成化水平 0 1 2 3 4 5基础设施水平 0 1 2 3 4 5信息安全水平 0 1 2 3 4 5人员管理水平人员数量与技能水平 0 1 2 3 4 5人员培训与学习水平 0 1 2 3 4 5人员绩效管理水平 0 1 2 3 4 5

图2 中国海油智慧炼化建设策略

在自动标注阶段,基于缺省要素标注的复杂性,仅对已存在要素和事件进行标注.对于已存在要素,通过简单的字符串匹配规则,采用标识标注形式进行标注;对于事件,通过对触发词进行同义词的检测方法,采用标识标注形式进行标注.

2)智能炼化是核心。它是在数字炼化基础上,以信息化为主导,将生产过程由自动化、数字化上升为知识化、最优化的过程。作为工厂信息化发展的新阶段,智能炼化利用物联网技术、设备监控等技术加强信息管理和服务;清晰掌握产销流程,提高生产过程可控性,减少生产流程各装置、单元的人工干预;即时、正确采集装置数据,合理编排并在线优化生产计划与调度(进度)。把绿色智能手段和智能系统等新技术集成,构建高效节能、绿色环保、环境舒适的人性化工厂。通过整体可视技术进行推理预测;利用仿真技术以及多媒体技术,将实境扩增到展示设计与生产过程。系统中各组成部分可以自行组成最佳系统结构,具备协调、重组、扩充特性。系统也部分具备了自我学习、自行维护能力。但是,本阶段生产模式转化期间所采用的信息化手段来改造或应用于生产模式时,还是更多地聚焦于分布式、网络化、虚拟化的生产框架,生产系统的自治性、协同性还有待进一步提高。

3)智慧炼化是目标。从智能优化制造角度来说,智慧炼化是智能现代制造的第三阶段,是在数字化炼化基础上,经过智能炼化建设,通过信息化手段去改造或应用于制造模式的改变或转型,在分布式、网络化、虚拟化的生产框架中,有针对性地解决生产系统的自治性、协同性问题,实现“人、机、物”的协调与一体化。在这个阶段,重点关注“人”在制造系统中的突出与核心地位,强调发挥人的潜能,并将人的智能与机器的智能真正有机地集成在一起,互相配合,相得益彰。在智能现代制造过程中,集成进行人与机器的智能活动,如分析、推理、判断、构思、决策等,通过人机合作,去扩大、延伸和部分代替、取代技术专家在制造过程中的脑力劳动,把制造自动化扩展到柔性化、智能化和高度集成化,并独立承担分析、判断、决策任务,达到智能优化制造,即智慧炼化。

如果从现代企业信息化的三层结构即过程控制系统、中间层级的制造执行系统和处于顶层的企业资源规划层级看,智慧炼化与智能炼化的主要差异为:

1)智能炼化更多地在于生产过程的信息化以及完善从下往上(即由PCS到MES再到ERP)的信息化过程,而智慧炼化则是在智能炼化基础上,更多地完善三层级之间的协同与优化,特别是强调了从上到下(即由ERP下到MES再下到PCS)的信息化闭环。此外,智慧炼化还同时考虑产业资源虚拟化与制造产业服务化与生产过程信息化之间的协同与优化。

2)智能炼化和智慧炼化的基础均为数字炼化,它们均是借助信息化的力量,促进生产模式的转变。但在促进生产模式转变的方式方面,有一些区别。智慧炼化除了采用智能炼化的手段、方式外,更多地加入了一些诸如多智体、人工智能等方式促进了生产过程的自治性、协同性等,特别是拥有“全供应链的资源敏捷优化”“全产业链的协同优化”和“QHSE的监控与溯源”等显著特点。

吸入性糖皮质激素还可恢复慢性阻塞性肺疾病患者气流流速,改善其呼吸困难、喘息等临床症状,解决肺功能障碍,降低多个炎性因子水平。有学者研究发现,吸入性糖皮质激素的应用可改善稳定期慢性阻塞性肺疾病患者肺功能、生命质量、6 min步行试验距离检测结果等[31]。此外,相较于口服、全身给药,吸入性糖皮质激素所致不良反应较小。其在肺部可产生有效抗感染作用,减轻慢性阻塞性肺疾病患者临床症状,避免病情恶化。因此,可认为吸入性糖皮质激素在稳定期慢性阻塞性肺疾病的治疗中效果肯定,值得推荐。

1.1.4 发展愿景

综上,炼化企业实施智能炼化建设的基础首先是数字炼化建设,核心是智能炼化建设,最终目标是智慧炼化。

3 智能化信息化项目简介

3.1 石油分子工程应用系统

石油分子工程与分子管理的应用系统,其核心是建立原油分子信息库和化学反应规则库[1,2,17]。原油分子信息库中分子信息既可以实测,也可以采用MTHS或SOL、PDF等方法对石油分子进行重构。分子信息库的建设,要以方便信息的存储、检索,特别是方便建立分子动力学模型以及产品调和模型使用为前提[2]

3.2 能源管理系统

能源管理系统的建设,可以实现能源计划、运行、统计分析、评价、能源优化的全流程管理;实现企业用能设备与公用工程(蒸汽、燃料和动力系统)系统的实时数据采集与监控,并进行用能效率、成本、能量平衡的分析;建立生产厂蒸汽、燃料和动力系统优化模型,实现能源产、输、转、存、耗、销整个过程的管理与优化。

能源管理系统的主要功能模块及其功能设计:

依据炼化公司的发展战略以及信息化现状、信息化的新技术并开展对标分析,可以得到公司信息化的愿景、方针、原则和总体目标。据此,可以进一步探讨满足公司信息化发展战略的公司信息架构、应用架构、信息化基础设施架构以及保障措施,确保实现目标。

媒体“微时代”的到来,对传统媒体的生存和发展受到了强烈的冲击。然而,传统媒体从产生到今天,仍然有自身的优势存在,需要传统媒体工作者不断挖掘,并充分发挥其优势,避免传统媒体的生存危机。“微时代”环境下传统媒体遭遇生存危机主要表现在以下几点。

乡村振兴道上再领跑(徐燮彪等) .................................................................................................................7-61

3)数据层,包括能源数据采集与模型,可以自动采集水、电、汽、风公用工程数据,并实现临时用能的手工录入。模型方面包括计量数据校验、公用工程数据模型、能源成本数据与分配模型以及生产单元的实时数据管理。

4)控制层,包括智能仪表、DCS/PLC/FCS,SCADA,RTU等。

3.3 资源敏捷优化与智慧供应链

资源敏捷优化的实现需供应链各个环节的敏捷优化支撑,如要实现炼厂产品库存、在途库存、油库库存、加油站库存的可视化,实现对库存的动态管理;通过油品移动管理与优化,降低二级库存占有量,实现库存优化;通过一致性需求预测,实现对短期生产调度计划的优化;通过市场需求、库存动态分析,为炼厂原油优选提供支持。

10月上旬,吴丽藻两次邀徐云天见面,他仍用老一套话推托,她不满地说道:“我们从没见过面,让我怎么相信你?”徐云天知道,一味敷衍,势必引起她怀疑和反感。可他几次游说李劲和吴丽藻见面,李劲都不肯帮忙,徐云天不知如何把戏演下去。

在计划、调度、操作层面实现产销协同,提升供应链绩效,需要开展智慧供应链建设。智慧供应链的实现需供应链各个环节的智慧化支撑,如供应链的全局可视:实现供应链各环节需求预测、库存动态、指令与执行的可视化;供应链的计划优化:一致性需求预测,满足供需平衡的统一计划,实现资源优化配置;供应链调度协同:实现生产厂、在途、进出库、油品配送调度指令的协同;供应链绩效管理:结合价值链分析,供应链各环节的绩效指标进行综合分析和展示。

智慧供应链示意见图3。

3.4 价值链管理与优化系统

全流程的价值分析及优化价值链管理系统涉及从计划、执行、执行跟踪、调整的全作业流程,需要基于PIMS、ERP、MES等应用系统,打通整个生产环节的业务数据流,见图4。

4 小结

1)借助信息化技术应对挑战、进行智慧炼化建设时,应首先采用信息化评估模型分析自身信息化能力水平,然后结合各自定位、发展目标以及行业良好实践等,从而找到出路。

图3 智慧供应链功能设计

图4 全流程价值分析与优化系统功能设计

2)实施智慧炼化建设,可以按照“三步走”策略,其中,数字炼化为基础,智能化建设为核心,智慧化建设为目标。

3)石油分子工程应用系统等典型、重要的智能化信息化特质项目作为从数字炼化经智能炼化迈向智慧炼化建设的信息化重点项目,其建设与良好实践可以为企业实现短期速赢、弯道超车的目的。

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吴青
《当代石油石化》 2018年第04期
《当代石油石化》2018年第04期文献

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