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一個化工廠區的數字化升級

滄州大化集團有限責任公司(簡稱“滄州大化”)是河北重要的化工企業,主要産品為甲苯二異氰酸酯(TDI)及聚碳酸酯(PC)。以前,該公司生産和管理主要靠人工,缺少數字化協調和指揮,工作效率較低。近年來,該公司通過數字化建設,深入推進生産管理變革,深挖數據資源價值和潛力,不斷優化生産系統,探索出一條數字化轉型之路。

2022年,滄州大化開發的精益生産管理場景成功入選工信部等四部門公佈的2022年度智慧製造優秀場景。今年,滄州大化的“數字化技術支撐精益生産運營”獲評國務院國資委首屆“國企數字場景創新專業賽”生産運營類三等獎。

近日,記者來到滄州大化,在多個工作崗位與一線調度、巡查人員進行交流,體驗企業的數字化、智慧化建設成果。

整合系統,建成堅強“大腦”

7月24日下午,滄州市,滄州大化總部大廈一樓大廳。

當日,該公司成立50週年展覽正在舉辦,一件件産品、一張張圖片展示著該公司的過往。

“這些商品裏面都有滄州大化的貢獻。”望著櫥窗裏的飛機模型、汽車燈罩、單眼相機鏡頭、汽車玻璃等産品,滄州大化黨委書記、董事長謝華生介紹。

記者注意到,回顧發展歷史時,該公司多次提到“鳳凰涅槃”。

滄州大化的前身是1973年批准建立的滄州化肥廠。2006年10月,該企業與中國化工集團重組合作。受行業利潤下滑等因素影響,2013年起,這個人們眼中的好企業、大企業經濟效益開始滑坡,2014年至2015年累計虧損12億元。

2015年,新一屆領導班子以壯士斷腕的勇氣剝離無效、低效的業務單元,改革原有管理體系,以更寬廣的視野構建現代化生産製造新格局。自此,滄州大化經營狀況逐漸企穩,2016年至2018年,該企業累計盈利35.9億元。

在轉型的陣痛中,滄州大化深刻體會到數字化、智慧化升級的重要性。

2017年,在國內同行還處於智慧化建設的認知期時,滄州大化就全面開啟了智慧化工廠建設,他們將大數據、雲計算等技術融入智慧工廠平臺。

然而,滄州大化是一家老化工企業,生産廠區位於渤海新區黃驊市,面積大,生産裝置大多呈分散佈置狀態,這就造成現場生産控制管理分散在廠區各處。

如何把數字化控制管理工作集中起來?在謝華生的親自指導下,他們考察了多家數字化轉型比較成功的化工企業。

“一家企業重新建設了生産控制系統,經過驗證效果顯著。但他們投入的資金多達數億元,讓我們望而卻步。”滄州大化數字化部部長李勳説,在資金投入不足的情況下,滄州大化決定內部挖潛,借鑒一些企業的成功做法,通過光纖接入將分散在廠區各處的控制系統搬入控制中心。

為確保方案可行,該公司成立了攻關團隊,建立了多套模型。通過模擬、驗證和比較,最終選擇了最優方案。2020年,滄州大化只用了3天時間,就完成技術搬遷,把分散在廠區各處的控制系統整合到了控制中心。自此,滄州大化的生産廠區就有了一個堅強的“大腦”。

“我們的控制中心採用了華為公司最新技術,建設水準處於省內領先水準。”李勳説。

不斷升級,生産越來越智慧

7月25日上午,渤海新區黃驊市,滄州大化聚海分公司控制中心。

走進控制中心,只見巨大的電子屏上,各種數字、圖像、表格不時轉換。

“顯示的數據就是控制中心這個‘大腦’運算産生的結果,它能夠幫助我們進行生産情況的判斷,指導我們合理進行備貨、銷售等。它發揮作用時需要感知系統和自動化控制系統的配合,就像人需要眼睛和四肢一樣。廠區各處的控制系統整合在這裡後,這些系統也得到了建設和加強,目前,隨著産品的更新迭代,它們也在不斷完善改進。”滄州大化聚海分公司黨委書記、總經理班洪勝介紹。

感知系統運作狀況如何?

在控制中心一級調度員王寶海的操作下,記者看到,一個距離拍攝設備20多米遠的儀錶顯示在控制中心的大螢幕上,儀錶上的讀數十分清晰。

班洪勝介紹,在基礎設施方面,滄州大化已經建立了AI視頻監控一體化平臺,源源不斷地提供著數據。

各種可遠端控制的生産設備成為控制中心發達的“四肢”。

滄州大化聚海分公司副總經理李玉強介紹,近幾年,滄州大化對公司的生産線進行了持續的智慧化、自動化改造。僅在今年上半年,該公司就申請10余項專利,廠區內各種生産裝置運作更平穩、智慧。

“智慧化、自動化改造最直接的效果就是傳統的生産區域已經不需要人員值守,工作效率大幅提升。”李玉強説。

近期的智慧化改造有哪些?為了回答這個問題,工作人員帶記者來到廠區的自動裝載現場。

在這裡,只見一輛貨車正在裝載液鹼。負責此項智慧設備的滄州大化副主任工程師劉震介紹,貨車停在裝置位置後,司乘人員通知智慧鶴管裝車系統管理人員,就能實現無人自動灌裝,避免了司機登高、人工移動鶴管等,大大減少了安全隱患。該設備已經投運將近一年時間。

車輛駕駛員于長禮介紹,滄州大化的智慧裝載設備讓他覺得很安全,避免了司乘人員和危險化學品産生接觸,降低了作業風險。

擁有了健全的“大腦”“眼睛”和“四肢”,在不斷摸索總結的基礎上,滄州大化實現了“三化”,即資訊數字化、決策指令化、指令數字化,公司管理層級也由10級減至3級。

控制中心裏,生産環節也越來越輕鬆。他們利用編程、設備改造等方式解決了需要頻繁發出指令的問題。如今,廠區各種設備的操作基本實現自動化,控制中心工作人員對生産環節的操作頻次僅為投運初期的15%左右。

設備維護也更智慧。滄州大化推行了基於數字化的設備全生命週期管理制度,將設備的檔案、檢修、備件等靜態資訊和振動、溫度、電流、巡檢、工藝指標異常等動態資訊進行整合,形成設備狀態評估結果,實施預防性維護,實現了設備的一體化管理。

確保安全,巡檢管理實現數字化

7月25日下午,渤海新區黃驊市,滄州大化聚海分公司硝化裝置區域。

記者跟隨巡檢人員劉洪亮,一起對硝化裝置區域進行巡檢。

“這裡的壓力值是0.7兆帕,出水口的溫度是32攝氏度,一切正常。”説著,劉洪亮把這兩個數據輸入他手裏的智慧巡檢儀中。

2018年以前,他們在廠區進行巡檢,需要把這些數據抄寫在本子上,並根據經驗判斷數據是否異常。如今,他們配備了智慧設備,需要觀察的數據也比以前少了。雖然工作變得輕鬆一些,但他們的認真態度沒有絲毫改變。

“我們也會帶著對講機,和後臺人員隨時溝通。”劉洪亮説,他們每小時巡檢一次,每天24小時不間斷。

化工企業十分重視安全生産工作,滄州大化也不例外。一個微小的失誤就可能導致裝置停車,甚至可能造成安全環保事故。

為了保證絕對安全,滄州大化建立了可視化智慧化巡檢新模式,巡檢資訊通過數字、圖片和視頻等形式向各相關專業管理人員進行推送,實現了現場巡檢管理的標準化、規範化和數字化。

在控制中心,如何確認生産處於安全狀態成為工作重心。

産品生産越來越智慧的情況下,滄州大化的生産管理正逐漸由正常管控變為異常管控。

異常管控如何實現?

控制中心工作人員介紹,該中心的生産管控平臺通過綠黃橙紅四種顏色反映指標運作情況,指標處於正常狀態時顯示綠色,稍有異常就會顯示黃色,異常情況加劇就會顯示橙色,如果達到通常所説的報警程度,該指標就會顯示成紅色。他們稱之為四區管理。

一旦指標出現偏離,顯示黃、橙、紅顏色,系統就會立即給出提示,每一位操作員、調度員都能根據不同顏色的提示,第一時間對運作指標進行“糾偏”,讓生産更加高效。這讓報警發生的次數下降近90%。

面向未來,向數字孿生目標邁進

7月26日上午,滄州市,滄州大化總部大廈數字化部辦公室。

李勳和同事們正在整理公司的數字化建設成果和下一步的構想。

“實施基於數字化的管理變革時,滄州大化確定了四大目標:一是實施組織變革,建立業務集中管控模式,打造扁平化網格流程組織體系。二是搭建全産品鏈數據支撐體系。三是建立以數字化技術為支撐的精細化生産運營管控模式。四是建立數字化績效評價體系。如今,這些目標已經實現。”李勳表示。

近幾年,在“三化”基礎上,滄州大化建立了生産運營調度優化模型,形成了相互協調、相互配合、協同高效的運營模式,實現了基於數字化的産品整合和供産銷一體化管理。2022年,公司主要産品TDI生産成本同比下降了7.41%,裝置連續運作天數達到363.9天,創出歷史新高。

看著辦公室裏擺放的多個由工信部、國務院國資委等頒發的獎牌,李勳介紹,儘管滄州大化在數字化方面取得了一些成績,但還有進一步發展空間。目前,他們正向著數字孿生的目標前進。

他介紹,數字孿生就是充分利用數據,整合倣真技術,在虛擬空間完成相關生産管理實踐,從而為企業經營提供可靠借鑒。

“探索數字孿生技術,主要是利用它打通數據最後一公里,建立倣真生産和駕駛艙,進一步探索智慧工廠建設。進行駕駛艙管理如開飛機,一名飛行員就能駕駛一架龐大的飛機。通過駕駛艙管理,未來的滄州大化將會更優質更安全。”謝華生説。

記者手記 數字化讓傳統企業煥發新生機

到今年7月,滄州大化在風雨中已經走過了整整50年。從細微之處的改造提升到智慧製造系統的成功應用,從數字化技術的初步嘗試到生産運營全過程實現數字化管理,數字化轉型讓滄州大化這個傳統企業煥發了新生機。

採訪中,“7.41%”是滄州大化的幹部職工最愛提及的數據,這是去年該企業的主要産品TDI生産成本下降的百分比數值。在激烈的市場競爭中,成本越低,企業就能掌握更多的主動權。對於這一點,曾深陷虧損泥潭的滄州大化幹部職工都深有體會。

像滄州大化一樣,在河北,越來越多的傳統企業認識到,數字化、智慧化是提高産品品質、降低生産成本的重要途徑。

我們也欣喜地看到,隨著數字技術的飛速發展,大量適用於各行各業的自動化、資訊化技術和裝備被研發並應用到許多企業的生産運營中,取得了很好的效果。

希望越來越多的企業能夠像滄州大化一樣,勇於進行數字化、智慧化升級改造,告別“傻大笨粗”,變得愈發智慧,為高品質發展注入澎湃動力。

來源:河北日報  責任編輯:鄒鈺坤

(原標題:一個化工廠區的數字化升級)