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石油化工的工业互联网:不自造 就没出路
郭仁贤雷锋网发布时间:2020年10月22日 09:13:37

(网经社讯)默契是靠培养的,只有心意相通,才能更好地共生共融。

当现代工业体系的中流砥柱“遇到”科技界的“国民爱豆”,两种完全不同的物种如何达到这一境界?

我们知道,工业的“血液”——石油不仅提供了汽车、飞机所用的燃料,还能加工成机械润滑油、服装材料合成纤维、口罩核心材料熔喷布等,在工业体系中有着至关重要的作用。

而后者的工业互联网,作为“新基建”的核心要素,除了有西门子、SAP、施耐德电气等国际巨头在盘踞其中,还吸引了十大“双跨”平台(2019年工信部评选的)为首的一众本土力量的广泛参与。仅平台这一项,2014年,国内的工业互联网平台数量还不足50个,到了2020年已增至500个以上。

其中,我们发现,来自制造业的工业互联网平台有海尔COSMOPlat、树根互联根云、工业富联Fii Cloud、徐工信息汉云、石化盈科ProMACE、美的M.IoT等。

一般地,就技术而言,打造工业互联网平台正是互联网企业、工业软件企业所擅长的,为何现如今制造企业要花大力气去打磨自己的工业互联网平台,努力激发自身信息化方面的“潜能”?

石化盈科信息技术有限责任公司(下称“石化盈科”),作为全国石化工业全产业链的解决方案和产品提供商,他的诞生最早要追溯到2002年,当时是由中国石化和香港电讯盈科联合创立的,其中中国石化控股55%。出发点是为中国石化的信息化、智能化之路保驾护航,并打造了工业互联网平台ProMACE。

谈及为何自主打造ProMACE平台,石化盈科行政总裁周昌表示:

“就现有的工业互联网平台来讲,石油化工由于其制造过程的复杂性很难找到一个高度适配的平台。”

雷锋网了解到,石油化工的生产加工会涉及复杂的物理、化学反应,伴随着高温高压、易燃易爆等条件。一般地,外界的专业人士是很难理解的。当前,石化盈科基于自主打造的石油和化工工业互联网平台ProMACE,已完成从石油化工、煤化工到盐化工、精细化工、生物化工等多个行业细分领域的延伸,成为流程行业一支强有力的工业互联网行业力量。

另外,雷锋网还就ProMACE平台的演进,石化盈科自行打造工业互联网平台等背后的逻辑与石化盈科行政总裁周昌进行了深度的交流。

石油化工与工业互联网

据公开信息,我国石化工业产业规模已跻身于世界石化大国的前列,占中国GDP的20%以上。炼油工业已形成以中国石化、中国石油、民营炼厂为主的多元化发展格局。近年来,民营企业加大了发展炼化产业的力度,使得市场竞争更趋激烈。

同时,在经济新常态和低油价叠加的背景下,石油化工行业还面临着其它的压力和挑战,比如:供需矛盾突出,通用型化工材料产能过剩凸显,而中高端产量自给率不足;成本压力方面,原油对外依存度高,成本上升导致企业盈利能力持续减弱;在经营决策智能化方面,需要建立经营管理辅助决策模型,由传统经验型决策管理模式向智慧决策管理模式转变······作为典型的流程行业,石油化工向来又追求“安稳长满优”,即:安全、稳定、长周期、满负荷、优化。

各种因素作用下,如何应用工业互联网进行智能制造转型升级,已成为石油化工行业最重要的事。

原油经过常压蒸馏或减压蒸馏,以及催化重整、催化裂化、延迟焦化等一系列不同的加工过程后,会生成多种产品和伴生物,比如:富氢气体、汽油组分、苯、丙烯、丁烷、裂化汽油、裂化柴油、直馏煤油等。就石油化工的物质流、能量流、信息流整个生产过程来看,这其中涉及复杂的物理、化学反应。

比如从常减压到催化裂化,前者是一种增流,属于物理反应;而后者需要加入催化剂,属于化学反应。其中,相应的工艺流程相当复杂,生产过程是非线性耦合的过程,并且是多元多尺度的。

石化盈科自2002年诞生后,起初主要是为中国石化的工业信息化、智能化进行服务。

谈及石油化工生产过程中的工业建模,周昌表示:

“当进行建模时,光是线性建模就已经比较复杂了,加上原油的来源很多、品类和质量层次不齐,有时单个石油化工厂的原油甚至达到四、五十种,因此这里的建模需要考虑多元变量。另外,加工原油时还会涉及调和、分析和鉴定。”

“因此当生产原料变得复杂了以后,生产工况波动性就比较大,相应地,其能耗物耗、安全、环保的压力也大。比如高硫油加工时,硫含量大,那么对生产设备的腐蚀性就大。”

在经历了数年对内的服务,在石油化工各种场景升级改造的实战中,他们逐渐积累了更地道的“内功”。到了2009年,公司内部进行战略调整,打算将这些经验能力向外输出,由此石化盈科有了更大的施展空间。

石化盈科基于工业互联网把石油化工的上、中、下游的资源汇集起来,形成新的服务模式,打通了整个产业链和价值链,在中国石化集团内部就能完成产业链协同。再加上数据治理,联合工业互联网技术,把数据汇集起来后通过数据挖掘找到隐性价值和规律,以此带动整个技术产品和服务的创新,并不断拓展下一步服务的边界。

现如今,石化盈科已形成一批覆盖石化行业全产业链的行业解决方案,支撑智能工厂、智能油气田、智能管线、智能研究院等,满足行业内不同类型企业的需求。

此外,与ICT厂商、高校、科研院所等陆续建立了紧密的合作关系。与华为等ICT行业头部企业结成战略合作伙伴关系,共同探索工业互联网技术提升与应用落地;与清华大学、华东理工大学、中国石油大学等高校合作,在炼化工艺机理模型、优化算法等方面共同探索;还与中科院软件所、中国石化石科院、中国石化大连院等科研院所合作,进行相关工业软件、物性数据库等研发。此外,也与能源化工企业合作成立行业应用实验室,打造5G等应用试点。

ProMACE主导的扩张变奏

2012年开始,中国石化启动了智能工厂试点建设,形成了以集中集成为核心的ProMACE 1.0。

ProMACE作为石化盈科工业互联网事业版图的重要载体,最初他们仅是希望结合行业实践,面向石油化工行业打造一个全环节、多生态的操作系统。

随后,他们以燕山石化、九江石化、镇海炼化、茂名石化为起点,陆续地在金陵石化、青岛炼化、上海石化等石化工厂探索转型升级,这在业内可以说是比较早的。

在ProMACE 1.0集中集成的基础上,石化盈科吸收了工业互联网建设理念后,把新一代信息通信技术与石化行业工业机理、管理模式、业务特点深度融合,于2017年在青岛发布了ProMACE 2.0。

随后,他们完成在中国石化私有云的部署,除了在镇海炼化、茂名石化、上海石化、中科炼化等10余家企业进行推广应用,并还延伸到中煤榆林、中煤蒙大等煤化工企业,大连恒力、新凤鸣等大型民营企业,国投生物等生物化工企业推广,形成“平台+服务”的建设模式。

雷锋网(公众号:雷锋网)了解到,现阶段ProMACE平台的关键技术和能力可总结为“437”。具体情况为:

“4”是工业物联、工业数字化、工业大数据与AI、工业实时优化四大引擎;

“3”是技术中台、数据中台、业务中台三大中台;

“7”是工业云管控、集中集成、工业物联接入、工业大数据和人工智能、数据治理、资产数字化、安全防护这七项平台解决方案。

另外,在去年的首届中国工业互联网大赛中,石化盈科凭借着“石化工业数字孪生创新应用解决方案”获得奖项。雷锋网了解到,该解决方案依托ProMACE平台,通过工业物联服务实现工业设备的接入。通过资产模型、工厂模型、工业大数据与工艺机理建模构建数据孪生,沉淀工业经验与知识,形成工业专家知识库。通过平台实时计算能力与数据处理能力融合模型、数据与知识,形成工业服务,支撑工业应用等。

谈及公司下一步动向,周昌透露:

“就技术来看,首先我们将继续强化四大引擎为基础的石化CPS,巩固通过三大中台对外赋能的能力。其次,形成面向行业的数据治理体系和工具,把企业数据提升为资产,帮助企业挖掘数据的价值链,将企业数据资产化、服务化、业务化。再者,固化从工控安全、网络安全、基础设施安全到应用安全的行业工业互联网本质安全体系。”

他还表示,今年11月石化盈科将发布ProMACE 3.0。ProMACE 3.0在应用和解决方案层面,完成从石油化工、煤化工到盐化工、精细化工、生物化工等多个行业细分领域的延伸,行业解决方案会更丰富。同时,由软及硬,将发布包括手持巡检、物联网关、智能传感器等在内的系列工业智能硬件产品,并全面兼容5G技术。

据官方信息,石化盈科多年积累和行业聚焦都在流程行业,生于石化,服务石化。当前,他们通过多年实践和经验积累了300余类设备设施资产模型,9大类工厂对象模型,52类装置机理模型,以及22套行业分析算法和8类石化工业知识库等。在此基础上打造的ProMACE,首次实现了石化工业多维度、全方位模型化描述,并围绕物料、设备、工艺操作等领域形成自主可控工业软件,为石化和流程行业的数字化转型打下基础,为行业提质增效提供有力保障。

自行打造平台的背后

与传统互联网相比,工业互联网的最终作用是希望能够用现代的信息技术、智能技术来服务制造业的生产过程,因此,工业互联网更具有行业属性。

同时,工业互联网平台只有跟具体的生产过程紧密结合,才有可能对生产过程优化发挥更大的价值。

为推进工业互联网建设,石化盈科成立了专门的人才队伍从事工业互联网相关的业务、技术、销售、管理等工作,相关员工近千人。工业互联网设计与研发主要依托于公司的研发部门信息技术研究院,实施与推广由多个事业部共同推进。

就信息技术研究院而言,主要负责工业互联网的体系设计、理论支撑、平台研发与运营;具有工业互联网领域首席专家、资深专家、人工智能与大数据专家;并培养和引进了一批国内外高等院校、科研院所、大型企业的咨询、技术人オ。

我们知道,目前除了西门子、PTC、施耐德电气等,国内本土的工业互联网平台也有很多。在十大“双跨”平台的主体玩家中,有工业企业、ICT企业等,他们都是各具特色、各有所长的工业互联网平台。

那么石化盈科为何要耗费时间和精力,组建团队去打造ProMACE平台而不用别家的平台呢?

周昌表示:

“石油化工生产过程的复杂性,一般地,非石油化工行业的人是很难理解的。”

雷锋网了解到,现有的平台尽管有很多,但各家企业都是以本行业的工业知识与能力积累为出发点,践行通过工业互联网构建起信息技术与工业技术深度融合的智能化闭环。相比离散行业,流程行业覆盖专业多、系统性复杂度高,并且资产更为密集。就现有的工业互联网平台来讲,石油化工由于其生产过程的复杂性很难找到一个高度适配的平台。

同时,工业互联网平台的建设,与其对应的企业业务、组织结构是有相关性的。就中国石化的组织架构来说,尽管距离它1998年上市至今已经22年了,其间也花了很大的力气进行扁平化、标准化的改革调整,但是其下属分公司的业务管理体制还是不尽相同。这也从另一个侧面印证了在石油化工各个场景和业务线进行智能化升级改造,其难度相比一般的工业领域还要更复杂。

那么,如何使得石油化工和工业互联网更好地深度耦合,让两个不同物种『默契共舞』?这既需要企业的团队对石油化工的Know-How足够了解,也需要这支团队具备良好的信息化能力。

工业互联网时代,每个行业、企业都有自己独特的Know-How。或许对于石油化工来讲,由于Know-How本就很复杂,使得外界获悉这些Know-How的门槛相比信息化能力的建立,其难度更高。而行业的内生力量自不用说,他们更懂得石油化工需要怎样的工业互联网平台,以及各种工业APP等。

作为工业互联网道路上的先行者与践行者,石化盈科按照“平台+产品+服务”的理念,目前他们的外部市场不断扩大。据官方数据,外部合作客户数量累计超过300家,其中央企及其下属企业100余家。同时,面向中小型企业,他们已提供标准化服务的公有云,降低企业建设成本······

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