争渡智能石化

　　随着工业4.0时代的到来，信息化、自动化、智能化迅速发展，传统的生产技术正逐渐被取代或颠覆。

　　“中国制造2025”战略的提出，拉开了全面提升中国制造业发展质量和水平的大幕，也迎来了机遇与挑战并存的时代。

　　作为典型的制造业，石油石化行业在进行数字化、智能化转型的同时，同样面临着装备升级、工业改造、技术创新、以及智能化的挑战。

　　智能石化的行业标准怎样建立？企业发展路径应如何选择？智能化新方向，又能否撑起大而强的石化强国重担？

　　从自动化到智能化

　　“中国制造2025”战略的提出，拉开了全面提升中国制造业发展质量和水平的大幕，制造业也迎来了机遇与挑战并存的发展时代。

　　在经历了蒸汽技术革命、电力技术革命、计算机技术革命之后，第四次工业革命悄然兴起，并逐渐向全球、全行业、全领域覆盖。

　　工业4.0是由德国政府《德国2020高技术战略》中所提出的十大未来项目之一。中国的石化行业同样在“工业4.0”的浪潮中争渡。

　　“与国际先进水平相比，我国石油和化工行业总体智能化水平还处于初级阶段”，中国石油规划总院副总工程师、教授级高级工程师王华接受《能源》记者采访时表示，“智能化的发展过程大致可分为三个阶段，第一阶段是传统智能化，第二阶段是网络化，第三阶段是未来智能化。”

　　中国石化行业的智能化之路历时数十年，最初表现为自动化。据了解，石油化工自动化技术的要求主要包括三个方面：安全控制、效率控制和成本控制。经过半个世纪的发展，自动化水平已取得长足进步。

　　自动化带来石化行业内部作业质量和生产效率提升的同时，其内部整合和外部联系也逐步密切。中国信息通信研究院泰尔认证研究所技术部的焦优静曾撰文指出，石化行业数字化需求反映在经营管理精细化、生产执行精益化、操作控制集中化、设备管理数字化、巡检安防及时化、供应链协同化等方面。

　　“数字化”概念方兴未艾，“智能化”车轮已滚滚而来。作为面向生产的全产业链环节，化工智能制造可将新一代信息技术与现有石化生产过程的工艺和设备运行技术以及管理和操作人员进行深度融合，实现工厂横向、纵向和端对端的高度集成。

　　最新的“智能化”概念，是指由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用。在化工行业，智能化一般体现在石油和化工业务与大数据、云储存、云计算等信息技术的结合等方面。

　　“目前存在着‘智能’和‘智慧’的讨论，在不同的领域，两者分别表现的高度也不一样。我个人理解，‘智能’是智慧和能力的结合，一方面是有感知能力、记忆能力和思考决策能力，另一方面就是要有语言表达能力以及一定的行动能力。”王华分析。

　　先行者“开跑”

　　智能石化浪潮，尚未形成席卷之势。目前仅有实力强劲的大型企业尝试先行探索。

　　从流程性的角度来看，智能化在石化行业主要表现在智能油田、智能管道、智能工厂等方面。其中，中石油、中石化两家大型油企在智能化领域展开了诸多试点，率先为智能石化1.0模式的建立“领跑”。

　　智能油田方面，目前已进入深度应用阶段。2017年9月，中石化西北油田在采油三厂 10-6计转站建成首座井站一体化示范区。通过综合应用参数远程传输、掺稀调控、在线含水检测、抽油机远程启停、无人机巡线等技术，其智能指挥平台成为管理计转站、单井、管线协调运行的一体化智能系统。

　　在经济性上，智能油田已处于可期的阶段。以采油三厂为例，其2017年与2016年同期相比，远程调整由161井次增加至249井次，节约稀油3478t，增油6105t。减少井筒处理11井次，异常处置效率提升47%，节约作业费用22万元。同时，对T616、TK1001注水增压站进行无人值守智能改造，年节约人工成本274万元。另外，实现加热炉智能温控，平均节气2方/小时，年增效373万元。

　　相比智能油田的初现雏形，智能管道的建设仍在试点之中。据悉，中俄东线天然气管道工程（黑河-长岭段）是中国石油智能管道的第一个试点项目，该设计方案已于3月16日获中国石油管道局工程有限公司管道设计院专家组全面梳理并完善，其建成的模式或将成为“智能管道”的初步标准。

　　对此，中国石油管道局设计院工业室副主任俞斌接受《能源》记者采访时表示，中俄东线建成后将形成智能管道的标准，同时将对在运营管道进行数据化恢复，做到全数字化移交、全生命周期管理和全自动化运营。对缺少的数据进行补充，对已有的数据进行整理归纳。

　　“后期建设都要参照智慧管道的标准建设，也要考虑到管道的周期性等，相关标准和要求都要从新建的管道中体现，智能管道的标准也在不断完善和升级。”中国石油规划总院管道信息技术部副主任刘晨向《能源》记者分析。

　　石油化工行业智能化在炼化板块表现较为集中。目前中国石化“智能工厂”的模式已经步入1.0的阶段，并逐步推广。2012年9月，中国石化开始启动智能工厂（试点）总体规划设计，并选择燕山石化、镇海炼化、茂名石化、九江石化4家企业作为试点项目建设单位。

　　《能源》记者在与九江石化信息中心副主任许燕平交谈中了解到，目前智能工厂主要体现在经营管理、生产运行、设备管理、安全环保和IT基础设施五个方面。

　　据其介绍，九江石化智能工厂项目已成为全国示范。生产效率方面，九江石化一改2011年加工吨原油边际效益垫底困境，在2014年跃然排至沿江企业首位，累计增效2.2亿元；安保方面，到2015年连续5年被评为安全生产先进单位，并获得当年环保先进单位；管理层面，建立了与智能工厂相适应的体制机制和团队。

　　茂名石化裂解炉先进控制与优化系统投用后，裂解深度、产物分布得到控制，利用乙烯在线优化对裂解炉运行参数进行模拟优化，并通过先进控制器实现控制优化，使每吨原料生成产物的价值增加12.3元，年增效益4194万元。

　　镇海炼化则初步建成了国内石化行业首个超大型全封闭、全自动、无人操作的智能立体仓库，实现了固体产品包装、仓库作业的自动化管理和无人装车发货，库存规模2.5万吨。

　　争渡之困

　　当前，大数据的价值正在不断挖掘，各行各业向大数据、云计算、区块链等新生技术靠拢的同时，带来的不确定性和障碍因素同样不可忽视。

　　“智能化在油气行业的本质和特征在理论上缺少支撑，实施方案缺少顶层设计和经验积累，具体技术和产品工业化成熟度不足，相关标准和规范仍处于摸索和编制过程中，相关专业技术人才匮乏。”王华分析。

　　对此，思爱普（中国）有限公司旅游、酒店及专业服务行业价值工程师孙志勇表示认同，“从智能化的角度来看，中国大型企业已经有所动作，只是还处于早期的阶段，与全球的大型油企相比，市场化、智能调控的程度还是不够的。”

　　他举例说明。比如单井的成本计算，在中国并没有强制性的要求，报表相对随意，大致以平均成本计算。但在国外如壳牌、BP等对其重视程度较高，会在井口附加传感器进行智能化数据收集，在考虑油价等外部因素之后实时调整油量产出。而此举在中国还较少实现，因为油井一旦开采，往往要顾忌诸多因素以致必须持续性稳定产油。

　　智能化的发展离不开数据。不过，数据采集、分析和恢复在具体实践中仍存在诸多难点：包括如何在已运营的管道中设置数据采集装置，如何恢复旧设备的数据，又如何对数据进行筛选和整理。

　　“若要对其进行数据采集和恢复，必然要进行感知装置的再次铺设，”俞斌向记者分析，“管线的建设需要考虑本体变化因素、环境因素和特殊因素。目前还没有手段能够把这些因素融合到一起进行判断，因此数据的采集和传输显得尤为重要。”

　　事实上，在大数据基础上的决策，是智能化的表现特征之一。尽管智能化概念提出已有数年，但并未带来智能的标准化，特别是石化行业。

　　“目前智能化没有一个整体的标准，在建设过程中，不同的业务领域在做不同的项目，不同的项目在编制不同的标准。即便一个集团内部的标准统一了，每个集团的标准也不一致。”王华说。

　　孙志勇对此表示认同，“目前最难的就是打造工业物联网和工业4.0。中国的数据设备标准非常不统一，产生的数据也不一样，怎样将数据以标准化的形式收集并给大数据平台应用，对于石油石化是很大的难题。”

　　事实上，由于国内油气田、管道建设主要集中在中石油和中石化手中，各自内部标准问题的实现相对难度较小。而在下游炼化领域，由于市场主体的多元化，智能化的标准或将成为未来发展的主要瓶颈。

　　而在刘晨看来，经济性问题也已成为智能化能否推广下去的主要决定因素。

　　“经济性是智能管道必须要考虑的问题。”刘晨强调，“我们应把现有的感知技术进行分类。经济性论证比较充分的，应抓紧进行大面积推广建设；而经济性需要进一步论证的，应加强论证和试验。策略就是‘成熟一部分，推广一部分。’”（王勇）