大而不強(qiáng)是中國作為世界石化大國的一個軟肋，這主要體現(xiàn)在企業(yè)盈利能力差、能源和資源利用效率低、產(chǎn)品質(zhì)量問題突出、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、生產(chǎn)性服務(wù)業(yè)發(fā)展滯后等多個方面。在互聯(lián)網(wǎng)時代到來之際，在《中國制造2025》行動綱領(lǐng)引導(dǎo)下，借助新型信息化和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，提升企業(yè)的智能制造水平，這些問題有望一一破解。盡快提升石化行業(yè)智能化水平，是中國由石化大國向強(qiáng)國跨越的必由之路。

煉化行業(yè)開啟智能之門

☆智能制造能形成新的制造和商業(yè)模式

☆“十二五”后期力推智能試點(diǎn)工程

☆中石化是智能制造的先行者和排頭兵

去年5月國務(wù)院提出《中國制造2025》行動綱領(lǐng)，全面部署推進(jìn)我國實(shí)施由制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變戰(zhàn)略，目的是要實(shí)現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造的轉(zhuǎn)變，中國速度向中國質(zhì)量的轉(zhuǎn)變，中國產(chǎn)品向中國品牌的轉(zhuǎn)變，完成中國制造由大變強(qiáng)的戰(zhàn)略任務(wù)。按照規(guī)劃，到2020年，制造業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域智能化水平將顯著提升，試點(diǎn)示范項(xiàng)目運(yùn)營成本降低30%，產(chǎn)品生產(chǎn)周期縮短30%，不良品率降低30%。

與國際先進(jìn)水平相比，我國石油和化工行業(yè)總體智能化水平還處在初級階段，但中石化、中石油等企業(yè)經(jīng)過近10年的發(fā)展，其中一些企業(yè)已經(jīng)向智能化邁出了一大步，個別企業(yè)也取得了與國際先進(jìn)水平比肩的成果。

化工智能制造是面向生產(chǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)，將新一代信息技術(shù)與現(xiàn)有石化生產(chǎn)過程的工藝和設(shè)備運(yùn)行技術(shù)以及管理和操作人員進(jìn)行深度融合，實(shí)現(xiàn)工廠橫向、縱向和端對端的高度集成，能提升4項(xiàng)關(guān)鍵能力：實(shí)時感知能力、機(jī)理分析能力、模型預(yù)測能力和優(yōu)化協(xié)同能力，以更加精細(xì)和動態(tài)的方式提升工廠運(yùn)營管理水平，并推動形成新的制造和商業(yè)模式創(chuàng)新。而上述4項(xiàng)能力分別代表了智能制造的基礎(chǔ)、關(guān)鍵、手段和目的。

我國石油和化工行業(yè)從“十二五”的后半期開始加大力度進(jìn)行智能化試點(diǎn)工程。

作為國內(nèi)石化龍頭企業(yè)，中石化當(dāng)之無愧地屬于智能制造的先行者和排頭兵。2012年中石化啟動了智能工廠總體規(guī)劃，提出了智能工廠的目標(biāo)和愿景;2014年中石化完成了智能工廠系統(tǒng)設(shè)計，制定了包含技術(shù)、數(shù)據(jù)和應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化體系，并全面啟動燕山石化、鎮(zhèn)海煉化、茂名石化、九江石化4個試點(diǎn)的建設(shè)工作。2015年5月，九江石化入選工信部全國第一批46家智能制造試點(diǎn)示范單位。

中石化將智能制造分為3個業(yè)務(wù)主線：一是從采購、制造、銷售到配送的企業(yè)供應(yīng)鏈流程，包括從原油采購、原油配送、煉油加工、化工生產(chǎn)、成品油配送、化工產(chǎn)品配送及銷售的供應(yīng)鏈全過程;二是從經(jīng)營管理、生產(chǎn)管理到自動化控制的企業(yè)管控一體化，覆蓋工廠中多個專業(yè)管理領(lǐng)域;三是從設(shè)計、工程到運(yùn)營的工廠全生命周期，涵蓋整個工程項(xiàng)目全生命周期。

九江石化、金陵石化圍繞效益最大化建成了煉化一體化全流程優(yōu)化平臺，實(shí)現(xiàn)了采購、計劃、調(diào)度、操作的全過程優(yōu)化，形成了自上而下、由下到上的協(xié)同生產(chǎn)新模式。其中，九江石化通過運(yùn)行新智能化系統(tǒng)，員工總數(shù)減少12%、班組數(shù)量減少13%、外操室數(shù)量削減35%，2014年綜合增效2.2億元。

計劃生產(chǎn)協(xié)同優(yōu)化平臺的核心包括生產(chǎn)計劃優(yōu)化和調(diào)度優(yōu)化，而這兩方面都需要用全流程模擬來做支撐。生產(chǎn)計劃優(yōu)化根據(jù)自己裝置和生產(chǎn)任務(wù)，按原油評價系統(tǒng)提供的信息通過線性規(guī)劃優(yōu)化計算最佳原料油品的選取，這一環(huán)節(jié)可增效上億元。之后按照選購好的原油來計算最佳加工方案，這就需要用全流程模擬軟件(桌面煉油廠)來計算不同加工方案的效益，優(yōu)選利潤最大化的加工方案。有了全流程加工方案和年度生產(chǎn)計劃，就可以將此信息傳給調(diào)度優(yōu)化，將其分解到每個裝置每周、每天的生產(chǎn)調(diào)度計劃中。

中國石油集團(tuán)公司也高度重視信息化工作，早在十幾年前就提出數(shù)字油田的概念。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國石油集團(tuán)在數(shù)字化油田建設(shè)方面取得了可喜的成就，現(xiàn)在已經(jīng)并開始向智能油田邁進(jìn)。

轉(zhuǎn)型離不開智能制造

☆大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向小量多種是潮流

☆互聯(lián)網(wǎng)時代來臨奠定物質(zhì)基礎(chǔ)

☆精細(xì)化工智能制造模式適合創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新

未來10年是我國化工行業(yè)實(shí)現(xiàn)由大變強(qiáng)的關(guān)鍵時期。只有完成好由大變強(qiáng)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，我們才能在面向兩個市場、利用兩種資源的全球競爭中立于不敗之地。

不僅是中國，其實(shí)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的工業(yè)化過程中，都不可避免地要面對規(guī)模經(jīng)濟(jì)和范圍經(jīng)濟(jì)兩種模式的基本矛盾。所謂規(guī)模經(jīng)濟(jì)指的是品種少、規(guī)模越大成本越低的經(jīng)濟(jì)，它以裝備規(guī)模大型化為基礎(chǔ)，只有做大才可能強(qiáng);而范圍經(jīng)濟(jì)指的是企業(yè)(或園區(qū))規(guī)模達(dá)到一定階段，利用現(xiàn)有設(shè)備、渠道共享，增加一些產(chǎn)品種類，在沒有顯著增加成本的條件下，在一定范圍內(nèi)共享資源，降低產(chǎn)品平均成本，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的多元化，更好地滿足消費(fèi)者個性化的需求，也即所謂的長尾經(jīng)濟(jì)?；ヂ?lián)網(wǎng)時代的來臨，讓范圍經(jīng)濟(jì)的重要性凸顯出來。

長期以來，規(guī)模經(jīng)濟(jì)都處于主導(dǎo)地位，這是因?yàn)樵谡羝麢C(jī)/電力革命的時代，主導(dǎo)的生產(chǎn)力是以分工和專業(yè)化為取向的，尚不存在以協(xié)調(diào)為取向的信息技術(shù)革命，多品種個性化生產(chǎn)是不符合成本原則的。但是隨著信息革命改變了游戲規(guī)則，范圍經(jīng)濟(jì)逐步上升到主導(dǎo)地位。托夫勒的第三次浪潮理論指出，單一品種大規(guī)模生產(chǎn)轉(zhuǎn)向小批量、多品種生產(chǎn)是今后的發(fā)展潮流。

對于化學(xué)工業(yè)來說，這種范圍經(jīng)濟(jì)也就是精細(xì)化工。我國所說的精細(xì)化工包括了功能化學(xué)品和特種化學(xué)品，這類產(chǎn)品在化學(xué)工業(yè)的價值鏈中處于后端，具有專用性強(qiáng)、功能性強(qiáng)、技術(shù)密集、附加價值高、經(jīng)濟(jì)效益好的特點(diǎn)。而且越是接近終端用戶，其價值越高，其科研開發(fā)費(fèi)用也越高，技術(shù)密集程度越高。以燃料電池功能膜材料價格鏈為例，我們就可以清楚地看到從大宗原料到特種化學(xué)品的增值過程：如果合成高分子膜的單體價格為1美元，制成合成材料后為6美元，加工成高分子膜價值就提升為56美元，制成膜電極裝配成品(包括催化劑)就可以賣到152美元。產(chǎn)品價格的增值顯而易見。

長期以來，我國化工品制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級一直沒有解決精細(xì)化工發(fā)展問題，這與我國實(shí)力最強(qiáng)的三大石油公司將自己定位于能源化工公司有關(guān)。由于其主要的業(yè)務(wù)和精力放在了通用能源和大宗原材料上，致使國內(nèi)急需的高端石油化工產(chǎn)品長期大量進(jìn)口。以高密度聚乙烯(HDPE)為例，2014年我國HDPE消費(fèi)量為950萬噸，其中進(jìn)口量為410萬噸，占消費(fèi)總量的43.2%。盡管國內(nèi)的HDPE生產(chǎn)能力已達(dá)到855萬噸/年，但是品牌少、低水平產(chǎn)能重復(fù)建設(shè)，開工率只有60%，高壓電纜用的HDPE全部進(jìn)口，高強(qiáng)度棚膜用料80%進(jìn)口。

2014年我國進(jìn)口HDPE460萬噸，花費(fèi)70億美元。一方面通用產(chǎn)品產(chǎn)能過剩;另一方面高端產(chǎn)品大量進(jìn)口，石油和化工行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向精細(xì)化的轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

時下，互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，為范圍經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了社會物質(zhì)基礎(chǔ)，它使新增加產(chǎn)品的配送、營銷等成本可以降得很低，同時云存儲/云計算為范圍經(jīng)濟(jì)提供了信息資源共享的方便條件。云計算可提供SaaS(軟件即服務(wù))、PaaS(平臺即服務(wù))、BPaaS(商務(wù)云計算平臺即服務(wù))，使多種化工企業(yè)可以方便地共享化工應(yīng)用軟件(如流程模擬、分子模擬)，共享應(yīng)用平臺服務(wù)和商務(wù)管理服務(wù)。例如，SAP的企業(yè)資源管理ERP軟件是很貴的，一個大型石化企業(yè)要購買動則需要幾億元、十幾億元，而用BPaaS則可以將其放在云計算的“云端”，采用按時租用付費(fèi)，成本就大大下降。

而精細(xì)化工生產(chǎn)往往多為間歇過程，這就屬于工件加工型(JobShop)工廠，其智能制造模式和連續(xù)過程有很大不同，可以參照德國工業(yè)4.0的架構(gòu)來考慮。這類智能制造具有高度靈活性，能夠根據(jù)市場需求，盡快地開發(fā)出符合需要的化學(xué)品，而且快速投放市場。另一方面，此類生產(chǎn)科研開發(fā)費(fèi)用高，但因批量小，所以裝置投資費(fèi)用低，入門門檻低，正是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的好題目。

智能化進(jìn)程尚需凝心聚力

☆制造服務(wù)業(yè)服務(wù)能力欠缺

☆信息化建設(shè)投入比例過低

☆鮮有專業(yè)IT公司深耕行業(yè)

毋庸置疑，智能化轉(zhuǎn)型是中國石化和化工行業(yè)未來發(fā)展方向。但在具體的實(shí)施層面還有許多功課要做。

首先，與世界石化強(qiáng)國相比，我們在化工信息化建設(shè)方面資金投入嚴(yán)重不足，這是大而不強(qiáng)的重要原因之一。

智能制造的基礎(chǔ)是CPS(虛擬—物理系統(tǒng))，而CPS的建設(shè)是需要足夠的投入來打基礎(chǔ)的，沒有CPS的基礎(chǔ)，智能化無從談起。世界排名前50的大型跨國公司每年會拿出總銷售收入的1.5%～2.5%作為信息化建設(shè)費(fèi)用。數(shù)據(jù)顯示，殼牌公司的信息化費(fèi)用高達(dá)總銷售額的4%。而中國石化每年投入信息化建設(shè)費(fèi)用約20億元，僅占其銷售額的0.07%左右。中國石化在國內(nèi)信息化建設(shè)方面是石油化工界的領(lǐng)頭羊，其他化工公司的信息化資金投入可想而知。這樣下去我國在未來制造業(yè)革命中的前景實(shí)在堪憂。

其次，目前我國制造服務(wù)業(yè)的服務(wù)能力十分欠缺，特別是專門針對石油和化工行業(yè)的IT技術(shù)服務(wù)更是十分薄弱。

目前，我國的網(wǎng)購和電子商務(wù)很發(fā)達(dá)，但制造業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)還是兩張皮，我們還沒有看到有影響力的制造服務(wù)商。石油和化工行業(yè)的復(fù)雜性讓許多IT公司望而卻步，國內(nèi)鮮有專業(yè)的軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司愿意深耕石油和化工行業(yè)。我國幾家特大型石油化工公司雖然自己內(nèi)部有相當(dāng)強(qiáng)的IT隊(duì)伍，如中石化的石化盈科、中石油的瑞飛信息技術(shù)、中國化工集團(tuán)的中國化工信息中心等，但其母公司均沒有想將其徹底進(jìn)行體制改造，打造成面向行業(yè)提供社會化、專業(yè)化服務(wù)的公司。

在這方面，國際上一些知名軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司跨界延伸服務(wù)已經(jīng)深入到實(shí)體制造業(yè)中，其中美國GE和微軟公司的做法值得我們借鑒。

美國總統(tǒng)奧巴馬2012年提出再工業(yè)化后，GE總裁伊梅爾特一方面提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新概念，聯(lián)合IBM、思科等5家美國最大IT企業(yè)成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟;另一方面GE將自己定義為服務(wù)性公司，整合內(nèi)部IT資源，成立GEDigital集團(tuán)公司，開發(fā)了基于云計算的管理平臺Predix，目前該平臺已在公司內(nèi)部上線，管理了橫跨13個行業(yè)的1萬億美元的資產(chǎn)，以及1000萬個傳感器的數(shù)據(jù)。微軟公司則啟動了ChemRA(ChemicalReferenceArchitecture)基于云計算的化工制造智能化平臺。他們在立項(xiàng)調(diào)研中發(fā)現(xiàn)大部分化工企業(yè)都存在主業(yè)和IT信息技術(shù)“兩層皮”問題，而云計算則是解決這一問題最有力的手段，因?yàn)樵平鉀Q方案就是面向協(xié)作、移動和開放的世界。

國務(wù)院在2015年發(fā)布《中國制造2025》，提出大力發(fā)展面向制造業(yè)的信息技術(shù)服務(wù)，提高重點(diǎn)行業(yè)信息應(yīng)用系統(tǒng)的方案設(shè)計、開發(fā)、綜合集成能力。鼓勵互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)發(fā)展移動電子商務(wù)、在線定制、線上到線下等創(chuàng)新模式，積極發(fā)展對產(chǎn)品、市場的動態(tài)監(jiān)控和預(yù)測預(yù)警等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)與制造業(yè)企業(yè)的無縫對接，創(chuàng)新業(yè)務(wù)協(xié)作流程和價值創(chuàng)造模式。

我們期待更多的國內(nèi)軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司也能深入化工制造業(yè)，實(shí)現(xiàn)與制造業(yè)企業(yè)的無縫對接，共同攜手打造好中國石油和化工行業(yè)的智能制造之舟。

背景資料插上智慧的翅膀

一年前，國務(wù)院發(fā)布了《中國制造2025》，為我國制造業(yè)描繪了一幅邁向高端的宏偉藍(lán)圖，也為受困于產(chǎn)能過剩和需求不振的石油和化工行業(yè)指明了發(fā)展方向——以裝備制造為突破口，以綠色制造為導(dǎo)向，以信息化和自動化技術(shù)為支撐，加強(qiáng)自主開發(fā)，提高企業(yè)競爭力。

經(jīng)過半個多世紀(jì)的努力，我國石油和化學(xué)工業(yè)取得了令人矚目的成就，但是距離國際領(lǐng)先還有不小的差距。在不少人眼里，行業(yè)依然擺脫不了“傻大黑粗”的形象。近期油價低位徘徊、經(jīng)濟(jì)下行壓力漸增，也讓行業(yè)發(fā)展的腳步更加沉重。

在這種情況下，《中國制造2025》提出智能制造理念，給行業(yè)帶來了一縷清風(fēng)。智能制造是基于新一代信息通信技術(shù)的新型制造模式，能夠縮短產(chǎn)品研制周期，提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和安全水平。這種新業(yè)態(tài)、新模式，將對傳統(tǒng)石化行業(yè)的管理理念、生產(chǎn)方式、商業(yè)模式帶來革命性、顛覆性影響。加快推進(jìn)智能制造，是實(shí)施《中國制造2025》的主攻方向和戰(zhàn)略舉措，更是石油和化工行業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢、實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的必然趨勢和關(guān)鍵所在。

目前，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國的工業(yè)4.0發(fā)展如火如荼，而我國石化行業(yè)智能制造的推廣才剛剛開始，示范試點(diǎn)屈指可數(shù)。倡導(dǎo)智能制造的先進(jìn)理念，推廣先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，促進(jìn)行業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊等新一代信息技術(shù)融合，打造先進(jìn)制造業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)智能化、社會化生產(chǎn)的最新形態(tài)，我們責(zé)無旁貸。

石化產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)智能制造，離不開物理信息系統(tǒng)，也離不開裝備制造業(yè)的升級，離不開儀器儀表與控制系統(tǒng)、關(guān)鍵基礎(chǔ)零部件及通用部件、智能專用裝備等的支撐。

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