化工企业拥抱工业互联网的7种方式

2019-10-18

化工行业是我国的支柱产业之一,它负责将煤、天然气和石油等原料转化为多种中间材料,进而生产涂料、日用化学品、药物、塑料、燃料等各种终端产品,因此化工行业是制造、农业、汽车、建筑和制药等诸多下游行业的根本。体量大、偏低端是我国化工行业的两大特点,随着全球化竞争加剧以及独立自主对高端化工产品的紧迫需求倒逼化工行业加速转型。

同时,化工行业历史悠久并经历了多次经营、技术等变革,先天拥有相对较好的自动化软硬件基础。物联网、人工智能、大数据等先进技术的普及为化工行业带来了诸多可能——全球越来越多的案例表明化工行业已经在需求预测、商业模式、安全管理、能源管理、生产管理和业务运营等全产业链受益于以工业互联网为代表的新兴技术,中国化工行业的转型升级有工业互联网为依托是可行的。

化工行业工业互联网

连接是化工工业互联网的开端,物联网时代的“连接”为化工业打开一扇无限想象的大门。连接不只是各种传感器、控制系统接入互联网,而是包含无人机、机器人、高清探头等各种设备的普及,实现了远在百米外、千里外的人如同亲临现场,将现场与人实现了实时随地的连接。这种有形和无形的连接,已经在彻底改变化工行业的面貌,以往工人走来走去抄写记录各种仪表的数据,或者检查各种设备、管道等的状况,再通过各种报表层层上报。现在,已经有越来越多的企业实现了厂级、集团级直接接入现场数据、观察现场情况。

预测性维护

无论是批量生产还是连续生产,都可以通过工业互联网提供的智能流程监控和关键指标优化来实现高效、高产量的生产,而在这个过程中,化工企业面临最大的挑战将会是分析。在生产过程的不同阶段捕获的资产数据,基于海量数据的实时预测分析,在此基础上构建起全面的设备可靠性指标,为运营管理提供有效的决策支持。

化学工业是一项资产密集型行业,也是高难度的生产行业。重要的是能够实时了解关键设备关键部件的运行状态,例如精馏塔、反应釜、泵、压缩机等,以预测和诊断可能的故障。这可以通过在关键设备和部件上部署相应的传感器,从中收集数据并结合深入细致的可靠性分析来实现,这对于工厂操作员计划维护、获取有关潜在故障的信息以及优化备品备件管理都有很大帮助,将帮助化工企业从被动维护过渡到预测性维护。

流程管理和控制

在传统的化工企业中,设备操作人员不得不在控制室走来走去,检查读数以确定设备和关键指标的运行情况。而借助实时数据的分析和基于规则的控制,化工企业可以基于某些关键事件生成警报并获得准确的反馈和响应,进而实现对未来的预测和优化。智能流程管理可帮助操作员监控原材料的质量、稳定性以及内部流程的变化,例如通过SPC实现温度控制,通过趋势分析实现系统结垢预测等。

安全生产管控

化工企业的安全生产管控永远是第一位的。传统的安全生产管控,都是以人员培训和管理为中心,因此无法覆盖到通过人员巡检和排查而无法覆盖到的各种实时性高的危险环境。借助于工业互联网的技术,化工企业安全生产管控,已经从传统的人员安全培训,逐步上升到各类环境传感器实时在线监测和告警,以及基于工艺参数的趋势预测实现智能告警,甚至针对特定场景下的视频监控实现关键危险事件的智能识别,进而避免潜在的风险事件,以及实时性要求很高的安全场合。

能源智能管理

化工企业的水、电、气等各种能源消耗,毫无疑问是运营成本的关键贡献因素。利用工业互联网技术,可帮助化工企业构建起工厂级别的能耗分布,帮助操作人员实时监控各类储罐液位、流量、温度和其他关键参数,计算关键环节的能耗指标,和既定的能耗基线进行对比,得出能耗差距;同时结合工艺限制条件的数据分析,可以找到满足产品生产质量和产能要求前提下的最优能源配置。

环保优化

化工企业往往工艺复杂,开停车异常排放较多,加上清污分流不彻底,污水处理站处理效率不高,导致环保压力巨大。

利用工业互联网技术,可以实时采集各种气体和废水排放数据,构建关键指标的监控,并且结合实时的工艺参数,通过精细的数据分析,寻找环保指标和产能指标的最优组合,在保证环保指标的前提下,降低企业的运营成本。

需求预测

对于化工企业来说,如何针对动态变化的需求来安排生产计划,决定了企业的核心产能和运营成本。但市场需求变化越来越频繁、短期和准实时,传统的基于经验或者基于季节的需求预测,已经无法满足市场动态的需求变化。基于历史的订单和生产数据,结合季节因素、监管要求以及宏观数据,可以实现实时的市场需求预测以及动态的产能模拟,进而更好的降低采购和库存成本。

物流管控

化学品的安全运输和整个供应链的持续监控至关重要,比如在特定温度范围内需要交付某些产品。利用诸如LoRaWAN之类的物联网传输协议,化工企业可以跟踪危化品的实时位置,并实时监控运输过程中的各种环境参数,当参数发生异常的时候及时的产生告警信息,并提示运输人员和相关管理人员。

寄云科技成功案例 - 某省级能化集团智慧化工项目

某省级能源化工集团有限公司为世界500强企业,在该能源化工集团公司打造的智慧化工项目中,寄云科技参与建设的“化工安全生产智慧管控平台”板块,实现了对集团7个化工园区和3个化工企业、23个厂区现有生产装置运行情况、工业电视系统数据的集成,满足了集团公司对日常安全生产调度管理、生产调度决策分析、应急事故处理、应急救援等需要。

全面实现集团重要生产经营信息的数字化,实现集团全业务整体生产经营情况的集中展示分析,打造集团一体化监控、一站式辅助决策分析的信息窗口。以领域数据和“设备画像“为基础,在生产方面,以生产环境可视化、生产流程可视化、生产设备可视化、生产数据可视化实现对各板块、营运企业生产计划、关键生产控制点、生产缺陷、生产视频全过程动态监控。

化工行业挑战与机遇并存

相对于离散行业,化工行业具备重资产、连续生产、实时性强、工艺复杂等特点,并且已经通过数十年的自动化系统实现了有效的过程控制。但是,由于传统的技术手段已经无法再实现进一步的产能和品质提升,也造成了化工行业在近年来始终保持基数大但增长慢的发展态势,而随着人力成本、能源成本、土地使用成本的不断攀升,化工企业将面临越来越严峻的发展挑战。

包括物联网、大数据、云计算和人工智能的工业互联网新技术,能够在现有的自动化基础上,帮助化工企业发掘生产过程中的数据价值,实现更精益的生产控制、更安全的生产管控,获得更优异的效益。

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