傲世皇朝_傲世皇朝娱乐_平台注册登录中心_首页2024年IMF统计论坛：衡量人工智能（AI）对经济的影响嘉宾演讲PPT合集
1、i 石化化工行业数字化转型路径石化化工行业数字化转型路径蓝皮书蓝皮书（2022）编写单位：中国工业互联网研究院 编写单位：中国工业互联网研究院 2022 年 11 月 2022 年 11 月 编写人员及参编单位 编写组成员 鲁春丛 冯旭 尚舵 何慧虹 李渊源 刘晓舟 宋紫嫣 高宇阳参编单位 中国石油和化学工业联合会中国氮肥工业协会中国橡胶工业协会石化盈科信息技术有限责任公司青岛双星轮胎工业有限公司河南心连心化学工业集团股份有限公司I 前前 言言党中央、国务院高度重视产业数字化转型。党的二十大报告指出：坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，加快建设制造强国、网络强国、数字中国。中
2、华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035 年远景目标纲要明确提出，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革。石化化工行业是国民经济支柱产业，经济总量大、产业关联度高、产业链条长，与经济发展、人民生活和国防建设密切相关。石化化工行业数字化转型发展，关乎国家产业链供应链安全稳定、绿色低碳发展、民生福祉改善。特别是在当前世界动荡变革、国内“三重压力”凸显的大变局下，石化化工行业数字化转型成为推动行业高质量发展、提升产业链供应链韧性、培育经济新动能的重要抓手。工业和信息化部深入贯彻党中央、国务院关于推动产业数字化、网络化、智能化的战略决策，先后印发实施关于“十四五”推动石化
3、化工行业高质量发展的指导意见“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划 等，明确提出要加快新技术新模式协同创新应用，推进示范引领，强化工业互联网赋能，为石化化工行业的数字化转型指明了方向。当前，行业企业普遍认识到数字化转型的重要性和紧迫性，但也面临着顶层设计缺失、建设路径不明、转型阵痛期II 长等“不会转”“不能转”“不敢转”困难。同时，石化化工行业覆盖面广，细分领域众多，不同领域企业的工艺流程、装置设备大不相同，行业转型标杆示范路径“本地化”遭遇水土不服等导致企业面临重重挑战和困难。为引导石化化工行业深化数字化转型，我们在工业和信息化部原材料工业司指导下，立足石化化工行业转型发展需求，对行业智
4、能制造示范工厂进行了深入调研、访谈和案例征集等，发掘、提炼试点示范项目典型应用场景及解决方案，形成深入石化化工行业的数字化转型参考路径全景，为企业转型提供有益借鉴。编制过程中，浙江、山东、安徽、新疆、陕西、河南、内蒙、辽宁、贵州、广东等省级工业和信息化主管部门及试点示范项目单位给与了大力支持，在此一并表示诚挚谢意。由于时间有限，疏漏及不足之处敬请指正。III 目目 录录前 言.I第一章 石化化工行业数字化转型背景.1（一）数字化转型已成为“必答题”.11.经济全球化发展势不可挡.12.数字经济成为主要经济形态.23.数字化转型成为推动高质量发展的核心路径.2（二）转型基础不断夯实.41.顶层规
5、划不断完善.42.新一代信息技术不断进步.53.供给模式不断优化.84.数字化转型成效不断深化.10第二章 石化化工行业数字化转型问题.12（一）产业认识及人才建设滞后.121.数字化转型不仅是信息化，还是 ICT 和 OT 深度融合.122.生产企业人才储备难以支撑企业转型.13（二）数字化、网络化、智能化尚未显现明显优势.141.数据化基础设施赋能潜力尚未释放.142.“know-how”模型研发精准度仍不理想.153.转型规划引领作用尚在起步阶段.15第三章 石化化工行业数字化转型参考路径.17IV（一）企业基于工业互联网的数字化转型参考路径.171.企业数字化转型参考体系.172.基于
6、工业互联网的数字化转型参考实施路径.18（二）石化化工行业数字化转型参考路径全景.20第四章 数据为核心，数字化基础设施夯实转型基础.31（一）转型需求分析.31（二）转型举措及成效.321.数字化基础设施建设支撑数据互联与分析.322.数据驱动助力构建数字孪生体.36第五章 智能为方向，生产制造数字化提高企业生产质量.39（一）转型需求分析.39（二）转型举措及成效.421.炼化等流程制造业的优化生产向“安稳长满优”转变.422.轮胎等兼具离散特点的行业加速推进装备智能化应用.463.安全生产向动态感知与事前预防转变.544.碳排放与污染源监测向可视化转变.56第六章 协同为关键，运营管理数
7、字化提升企业竞争力.58（一）转型需求分析.58（二）转型举措及成效.591.产业链供应链向现代化转变.59V 2.终端产品深入实施服务化转型.613.化肥行业积极推进一、二、三产业融合贯通.63第七章 石化化工行业数字化转型发展措施建议.66（一）面向石化化工企业的实施建议.661.注重组织保障.662.注重分类推进.663.注重人才培养.664.注重持之以恒.67（二）面向政府的政策建议.671.强化示范引领.672.强化供应商培育.683.强化政策保障.684.强化公共服务.695.强化人才培养.69附录：典型案例.71案例 1：中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司 71案例 2：中国
8、石油化工股份有限公司茂名分公司.77案例 3：山东海科化工有限公司.83案例 4：中煤陕西榆林能源化工有限公司.89案例 5：内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司.97案例 6：中盐红四方股份有限公司.105案例 7：河南心连心化学工业集团股份有限公司.109VI 案例 8：瓮福（集团）有限责任公司.116案例 9：青岛双星轮胎工业有限公司.124案例 10：赛轮金宇集团股份有限公司.131案例 11：新疆中泰化学阜康能源有限公司.138案例 12：新疆天业（集团）有限公司.144案例 13：滨化集团股份有限公司.150案例 14：国投生物能源（铁岭）有限公司.157案例 15：安徽国星生物化学有
9、限公司.163案例 16：浙江新安化工集团股份有限公司.169案例 17：万华宁波（宁波）有限公司.176案例 18：巨化集团有限公司.183案例 19：山东东岳氟硅材料有限公司.190案例 20：中海油惠州石化有限公司.195案例 21：鲁西化工集团股份有限公司.2021 第一章第一章 石化化工行业数字化转型背景石化化工行业数字化转型背景习总书记指出，“要推动数字经济和实体经济融合发展，把握数字化、网络化、智能化方向，推动制造业、服务业、农业等产业数字化，利用互联网新技术对传统产业进行全方位、全链条的改造，提高全要素生产率，发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用。”发展数字经济有利
10、于推动各类资源要素快捷流动、各类市场主体加速融合，帮助市场主体重构组织模式，构建新发展格局，抢抓新一轮国际竞争重点领域发展制高点，推动构筑国家竞争新优势。因此，发展数字经济是把握新一轮科技革命和产业变革新机遇的战略选择，推动数字经济和实体经济融合发展是推动我国经济高质量发展的重要方面。（一）数字化转型已成为（一）数字化转型已成为“必答题必答题”1.经济全球化发展势不可挡当前，世界百年变局和世纪疫情叠加，乌克兰危机持续发酵，国际形势风云变幻。面对复杂严峻的国际安全挑战和遭遇挫折的全球发展进程，中国方案正在引领各国人民作出正确选择。在 2022 年世界经济论坛视频会议的演讲中，习总书记倡议，经
11、济全球化已成为时代潮流，世界各国要坚持真正的多边主义，要以公平正义为理念引领全球治理体系变革。在此背景下，具有成本优势、市场优势、创新优势、扩张优势等的产业集群将不断提升竞争力。未来，石化化工2 行业将不断提升规模化、集约化、一体化水平，向高端延伸产业链，在全球范围内打造具有战略、生产成本、市场潜力优势的产业集群，形成更加稳定的行业新格局。2.数字经济成为主要经济形态习总书记强调，数字经济具有高创新性、强渗透性、广覆盖性特点，不仅是新的经济增长点，而且是改造提升传统产业的支点，已成为构建现代化经济体系的重要引擎。在工业智能化时代，通过充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，可促进数字技术和实体
12、经济深度融合，赋能传统产业转型升级，催生新产业新业态新模式。我国是世界第一制造业大国，依托庞大的产业集群和需求市场，数字经济发展处于世界领先地位，发展前景广阔。3.数字化转型成为推动高质量发展的核心路径石化化工行业作为典型的传统行业，其产业结构中依赖劳动力、投资、资源等传统要素的占比较高。然而，随着我国经济进入新常态，行业发展进入瓶颈期，单纯依靠劳动力、资源环境等传统要素投入已难以维持其高速发展。因此，产业与新一代信息技术深度融合已成为产业智能化转型与数字化转型的必由之路，数据要素价值的释放成为实现行业高质量发展的关键。当前，以工业互联网为代表的新一代信息技术已在石化化工行业得到初步发展和应用
13、，中石化、中石油、中海油等3 行业领先企业抢抓机遇持续推进工业互联网融合应用，呈现百花齐放的局面。智能工厂建设主要围绕生产管控、安全生产、节能减碳、设备管理、供应链、营销管理等领域，通过新技术融合应用提升各业务的感知、分析、决策和协同能力，推动企业提质增效转型升级。企业层面，石化盈科公司深耕企业数字化转型、智能化升 级 领 域，最 新 发 布 的 石 油 化 工 工 业 互 联 网 平 台ProMACE3.0，实现了新一代信息技术在工业机理、业务拓展、管理决策等层面与石化行业的深度融合。中国石油目前正积极推进建设工业互联网平台，以面向石油石化行业的开发环境为基础，通过大数据接入、整合、存储及分
14、析，沉淀行业知识、专家经验、生产工艺，实现仿真设计、工艺优化、设备运行优化等专业领域应用。中国海油也正加快通过工业互联网保持公司核心竞争力并提高盈利能力，积极打造油田无人平台、岸电电源、智慧零售等“工业互联网+智能制造”的发展模式。地方层面，山东省将“工业化数字化深度融合”作为先行先试主要方向，推进新一代信息技术和制造业融合发展，赋能传统产业数字化转型升级，催生新产业新业态新模式。通过组建专家库，研究制定出细分行业和化工园区“10+1”诊断评估指标体系，并在全国率先编制智能化水平评估规范团体标准，为 83 家代表性园区和企业出具了“一园一策”“一企一4 策”“一业一策”评估报告；依托全国首个省
15、级智慧化工综合管理平台，各地开展线上线下相结合的智能化诊断评估，计划到 2023 年，全省规上化工企业将普遍实施智能化改造，化工园区和化工企业上云率分别达到 100%和 70%以上。（二）转型基础不断夯实（二）转型基础不断夯实1.顶层规划不断完善中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和 2035 年远景目标纲要 提出，要改造提升传统产业，推动石化行业布局优化和结构调整；深入实施增强制造业核心竞争力和技术改造专项，鼓励企业应用先进适用技术、加强设备更新和新产品规模化应用；建设智能制造示范工厂，完善智能制造标准体系；深入实施质量提升行动，推动制造业产品“增品种、提品质、创品牌”。工业和信
16、息化部印发的“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划 明确提出到 2025 年，信息化和工业化在更广范围、更深程度、更高水平上实现融合发展，新一代信息技术向制造业各领域加速渗透，制造业数字化转型步伐明显加快，全国两化融合发展指数达到 105，企业经营管理数字化普及率达 80%，数字化研发设计工具普及率达 85%，关键工序数控化率达 68%，工业互联网平台普及率达 45%。“十四五”原材料工业发展规划提出，促进产业供给高端化、结构合理化、发展绿色化、转型数字化、体系安全化，加速产业5 转型数字化，加快制造过程智能化，推动工业互联网赋能、夯实数字化支撑基础。关于“十四五”推动石化化工行业高质量发展
17、的指导意见提出，要加快新技术新模式协同创新应用，推进示范引领，强化工业互联网赋能。2.新一代信息技术不断进步（1）工业互联网工业互联网（Industrial Internet）是新一代信息通信技术与工业经济深度融合的新型基础设施、应用模式和工业生态，通过对人、机、物、系统等的全面连接，构建起覆盖全产业链、全价值链的全新制造和服务体系，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了实现途径，是第四次工业革命的重要基石。工业互联网包含了网络、平台、数据、安全四大体系，它既是工业数字化、网络化、智能化转型的基础设施，也是互联网、大数据、人工智能与实体经济深度融合的应用模式，通过重塑企业形态、供应链和
18、产业链形成新业态、新产业。2017 年以来，我国深入实施工业互联网创新发展战略，网络、平台、数据、安全四大体系稳步推进，工业互联网标识解析加快发展，平台化设计、智能化制造、网络化协同、个性化定制、服务化延伸、数字化管理等创新模式不断涌现。网络方面，工业互联网网络体系建设在顶层规划、技术创新、生态融合、标准化活动等方面均取得重大突破。工业6 互联网标识解析实现从 0 到 1 的突破，企业内网改造加快推进，高质量外网基本实现全国地市覆盖，工业互联网网络发展局面良好。平台方面，我国“综合型+特色型+专业型”的工业互联网平台体系不断完善，具备一定行业、区域影响力的平台数量超过 100 个，连接工业设备
19、数达 7686 万台套，工业机理模型数量达到 58.8 万个、服务企业 160 万家，我国已成为全球工业互联网平台发展最活跃的国家。数据方面，目前国家工业互联网大数据中心已形成覆盖京津冀、长三角、粤港澳大湾区、成渝双城经济圈的体系化布局，汇聚约 29 亿条工业互联网数据，覆盖约 703 万家企业，基本建成全国一盘棋的工业互联网大数据中心体系。安全方面，我国工业互联网安全顶层设计不断完善，通过政策牵引、机制保障、专项带动、供给创新等多种方式，我国工业互联网安全体系初步建成，威胁监测和信息通报处置不断强化，企业安全主体责任意识显著增强，安全保障能力持续提升。（2）5G新一轮科技革命和产业变革突飞猛
20、进，信息技术日新月异。5G 与工业互联网的融合将加速数字中国、智慧社会建设，加速中国新型工业化进程，为中国经济发展注入新动能。目前，我国 5G 商用稳步推进，已建成覆盖全国所有地级以上7 城市的 5G 网络；工业、能源、交通、医疗等多个实体经济行业 5G 应用蓬勃发展，为“5G+工业互联网”融合创新奠定了坚实的产业基础。在数字中国、智慧社会建设和新型工业化发展进程中，“5G+工业互联网”将主要发挥基础性作用、聚合性作用、融合性作用，推动产业升级与行业转型。（3）大数据伴随着移动互联网、智能终端、云计算等技术的发展，全球数据量激增，数据不仅成为新的生产资料，还是推动经济和社会转型的引擎，成为构建
21、国家竞争力的重要要素。在国家大数据战略的牵引下，大数据产业发展不断壮大，据测算，2021 年我国大数据产业规模达到 1.3 万亿元，龙头企业引领、上下游企业互动、技术创新不断突破的格局初步形成，据不完全统计，我国大数据领域专利公开量约占全球 40%，位居世界第二。（4）人工智能2016 年以来，全球迎来人工智能发展新一轮浪潮，人工智能成为各方关注的焦点。我国对人工智能布局迅速，2017年人工智能首次写入政府工作报告，并出现在了十九大报告中。7 月，国务院印发新一代人工智能发展规划，标志着人工智能已经上升至国家战略高度。12 月，工信部印发促进新一代人工智能产业发展三年行动计划（2018-202
22、0 年），提出了四项重点任务，以信息技术与制造技术深度融合为主8 线，以新一代人工智能技术的产业化和集成应用为重点，推动人工智能和实体经济深度融合，加快制造强国和网络强国建设。3.供给模式不断优化随着石化化工行业数字化转型的不断纵深发展，供应商协作逐步成为重要供给模式。数字化转型供给侧包含自动化、信息化、数字化、网络化、智能化等，涉及的关键技术和行业领域十分广泛和复杂，很少有企业能够实现全面兼顾，在激烈竞争中供应商逐步立足自身核心优势选择 2-3 个方向聚焦发展，呈现供应商分工协作、优势互补形态。据工业互联网白皮书等相关研究，供应商以工业互联网平台作为数字化转型的主要支撑，根据自身优势参与不同
23、分工：（1）基础设施服务商提供通用能力，以“被集成”方式参与转型数据采集与集成、数据分析、边缘计算、云计算等传统信息化企业，为企业转型提供关键技术能力。其中，数据采集与集成企业，为设备连接、多源异构数据的集成提供技术支持，典型企业如博世、IBM、中科、和利时等；数据分析企业提供数据挖掘方法与工具，典型企业如 SAS、IBM、Matlab 等；边缘计算企业提供边缘层的数据预处理与轻量级数据分析能力，典型企业如华为、思科、英特尔、博世等；9 云计算企业提供云计算基础资源能力及关键技术支持，典型企业如阿里云、华为云、百度智能云等。（2）平台企业以“总集成”角色主导转型平台企业以集成创新为主要经营模式
24、，整合各类互补产业和技术要素构建平台。目前，平台企业主要有以下四类：一是装备与自动化企业（中控、和利时、西门子、ABB等），凭借自动化设备基础与经验积累，依托工业互联网平台提供创新服务，如 ABB 利用微软的云基础设施，通过Ability 平台提供资产性能管理、能耗评估、分布式能源管理、工厂建模与仿真等云端服务；二是生产制造企业（中石化、中石油），将自身数字化转型经验转化为服务能力，孵化工业互联网企业构建工业互联网平台，如中石化石化盈科凭借其在中石化内部的实施经验，通过平台汇聚产业上下游各环节资源，为行业企业提供相关解决方案；三是传统软件企业（用友、PTC、SAP、Oracle），借助云平台的
25、数据汇聚与处理能力提升软件性能，实现从企业管理层到生产层的纵向数据集成，提升软件的智能精准分析能力，拓展服务边界。如用友采用新一代信息技术，按照云原生、元数据驱动、中台化和数用分离的架构设计用友商业创新平台 YonBIP，集工具、能力和资源服务为一体，提供平台服务、应用服务、业务服务与数据服务等；10 四是传统互联网企业（华为、阿里、思科），发挥 IT 技术优势向制造领域延伸，云计算、大数据企业凭借强化工业连接及工业分析构建平台，通信企业依托数据采集与网络互联优势搭建物联管理平台，并不断提升工业数据处理能力。微软Azure IoT平台则重点打造远程设备监控、预测性维护、工厂联网与可视化等服务能
26、力，提升对制造场景的支持能力。（3）应用解决方案提供商铺平价值变现“最后一公里”，以平台为载体开展应用创新应用解决方案提供商结合行业工业知识、机理和经验开展服务创新，扩宽了平台应用场景，加速企业转型步伐。例如，心连心化肥基于工业互联网平台，结合锅炉燃烧行业专家经验与自身现场操作经验，上线了锅炉 APC 先进控制解决方案，节能减排效果明显。安元科技依托南京工业大学安全方面的研究成果和应急管理等领域的相关软件开发经验，陆续上线了工业互联网+安全生产、工业互联网+智能工厂、工业互联网+化工园区等服务。博华科技依托动设备在线监测系统、离线巡检系统、节能控制、远程健康管理等领域丰富经验，为行业设备提供状
27、态监测、故障预警、维修决策及生产排程优化等服务。4.数字化转型成效不断深化石化化工行业积极推进新一代信息技术融合创新应用，智能工厂、智慧化工园区建设成效显著，在关键技术应用、11 企业数字化水平提升、新模式新业态培育等方面不断深化发展。一是数字化基础不断夯实。一是数字化基础不断夯实。2021 年，石化化工行业两化融合指数 59.2，高于原材料工业平均水平 1.4 个百分点；关键工序数控化率 75%，高于原材料工业平均水平 6 个百分点。“十三五”期间，全行业通过两化融合贯标的企业数量超过1300 家。截至 2021 年，共有 29 企业先后入选工业和信息化部智能制造试点示范，20 家园区被评选
28、为智慧化工园区，超过 10%的省级以上重点化工园区启动了智慧园区建设。二是试点建设成效显著。二是试点建设成效显著。石化化工行业试点示范项目平均运营成本降低 22%、产品研制周期缩短 38%、生产效率提升 31%、产品不良率下降 61%、能源利用率提升 14%。三是新模式新业态加速涌现。三是新模式新业态加速涌现。行业重点企业先行先试，炼化行业通过建设工业互联网平台，试点开展数字孪生应用，推动生产过程全流程实时优化；煤化工行业基于大数据和人工智能技术，进一步提升煤炭资源优选、能耗优化；轮胎行业搭建以数字化、资产化、服务化和 5G 特征为中心的生态体系，实现了轮胎的全生命周期管理，为用户提供轮胎诊断
29、、轮胎选择和维护保养等多元化开放服务；化肥行业基于工业互联网平台，推动肥料研发和下游农田使用个性化定制、产品追溯及精准营销。12 第二章第二章 石化化工行业数字化转型问题石化化工行业数字化转型问题石化化工行业数字化转型是产业顺应第四次信息科技革命趋势，不断深化云计算、大数据、人工智能、物联网、区块链等新一代技术融合应用，盘活并发挥炼化、煤化工、化肥等行业多年来所沉淀数据的基础资源作用和创新引擎作用，打造基于数据要素驱动的生存能力、发展能力和创新能力，催生炼化及煤化工等智能化制造、轮胎等网络化协同、特种化学品等个性化定制、化工新材料等平台化设计、化肥及涂料等服务化延伸等发展新模式，推动产业加速质
30、量变革、效率变革、动力变革，释放数字化对行业发展的放大、叠加和倍增作用。然而，目前石化化工行业数字化转型缺乏明确路线指引，仍有部分企业存在数字化转型认识不到位、人才储备不足、顶层规划不完善、数字化基础不扎实、转型阵痛期长等问题，导致企业迟迟难以下决心实施转型。（一）产业认识及人才建设滞后（一）产业认识及人才建设滞后1.数字化转型不仅是信息化，还是 ICT 和 OT 深度融合随着 ICT 技术的不断发展，数字化、网络化、智能化应用不断涌现，各类新模式新业态不断催生，多数企业已经认识到数字化转型根本目的是提升产品和服务的竞争力，让企业获得更大的竞争优势，本质上是新一代信息技术驱动下的一场业务、管理
31、和商业模式的深度变革重构，转型是一项长期艰巨的任务，不能一蹴而就。但仍有部分企业管理层对数13 字化的认识不到位、不同步，认为数字化转型仅仅是业务信息化，没有考虑业务和技术深度融合。数字化工厂的内涵外延还在高速发展，短期难以形成统一结论，关于数字化工厂建设的指导性规范和文件也正在孵化中，企业普遍对数字化工厂存在认识模糊，建设内容和目标期望不清晰等问题。2.生产企业人才储备难以支撑企业转型数字化转型的顺利推进离不开同时掌握 ICT 和 OT 两种技术，还掌握两种技术之间的渗透、衍生、转化、交互作用的复合型人才。据编写组调研走访重点企业，并结合工业互联网产业人才发展报告（2020-2021 年版）
32、等报告显示，当前石化化工行业企业普遍存在员工专业技能单一、人才储备不足的问题。具体来说，工业互联网相关从业人员数量占比根据企业类型分化严重：在大部分生产企业中，相关从业人员主要聚集在信息化部、数字化部等部门，人员数量在全单位人员数量中的占比约 10%-15%，且以传统的仪表及部分信息化管理人员为主，对工艺了解较少；数字化转型领先的企业通过建立工业互联网平台等方式，不断提升工业互联网能力，培育孵化形成工业互联网子企业，如石化盈科、昆仑数智等，其从业人员以ICT 为主，预计占到企业总人数的 80%；在面向行业的工业互联网企业中，如蓝卓（中控）、安元等，凭借已形成的 DCS系统、云服务能力、大数据计
33、算能力等，为企业数字化转型14 过程中提供多样性的服务，其从业人员以 ICT 为主，占到企业总人数的 60%以上。总体看，生产企业工业互联网人才占比严重不足，难以支撑企业的数字化转型顺利发展。（二）数字化、网络化、智能化尚未显现明显优势（二）数字化、网络化、智能化尚未显现明显优势石化化工行业作为流程工业，具有良好的自动化基础，自动化、信息化程度走在工业前列，但是数字化、网络化、智能化水平尚未显现明显优势。截至 2022 年 10 月，世界经济论坛和麦肯锡遴选的“灯塔工厂”共 114 家，中国的灯塔工厂有 42 家，大部分集中在家用电器、电子元件、汽车等行业，石化化工行业的灯塔工厂仍为空白。以其
34、他行业为参照，石化化工行业数字化、网络化、智能化程度仍有较大提升空间，原因如下：1.数据化基础设施赋能潜力尚未释放行业企业普遍上线 PLC、DCS 控制系统，具有良好的自动化基础，生产现场实时产生大量数据，真实地反映着现场的运行状态，对其有效挖掘和利用对于企业的生产优化和管理运营决策有重要意义。但是，有大约 30%的企业 DCS 数据尚未采集，对数据没有应有的重视；部分物理化学过程数据难以直接采集，尤其是两相甚至三相工艺过程中的组分、杂质等，生产过程中没法直接采集到，只能间接估算这些数据；工控设备厂商的标准、规范不统一，进一步增加了数据统一采集的难度。此外，部分设备处于极端环境中，条件恶15
35、劣，设备运行状态数据无法被及时采集。上述情况导致企业内数据流难以全部贯通、信息出现断层，数据量虽然多但关联分析难度大，数据价值仍需进一步挖掘。2.“know-how”模型研发精准度仍不理想 ICT 企业通常把算法模型分为规则模型和机理模型：规则模型是将各类管理制度进行一个软件化封装，典型如安全和环保等，确保业务流程符合相关要求，亦称白箱模型。机理模型是基于对象、生产过程的内部机制或者物质流的传递机理建立起来的精确数学模型，石化化工行业典型特征“三传一反”，涉及质量平衡方程、能量平衡方程、动量平衡方程、相平衡方程以及化学反应定律、电路基本定律等。因此，机理研究极为复杂，有些机理甚至仍然属于“不可
36、知论”。大数据为机理研究开辟了新道路，这个过程还需要大量的行业知识和基础数据积累，然而生产企业并未深度参与模型搭建工作，往往由 ICT 企业以一己之力研发，导致机理模型搭建的结果不尽如人意。因此，石化企业虽然每天都在不断地产生海量的数据，但由于算法模型精准度不高，导致这些宝贵的数据无法发挥应有的作用。3.转型规划引领作用尚在起步阶段据全球数字化工调查数据，有 50%以上的石化企业仍缺乏数字化战略和转型路线图，行业企业在工艺控制、设备故障诊断、安全生产及绿色能耗管理方面都上线 务系统。但由于前期缺乏数字化战略和转型路线图，不同供应商不同时期上线的控制系统、监视系统、制造执行系统以及辅
37、助业务系统等往往相互独立，数据不能有效地交换和共享，“数据孤岛”林立，信息传递不及时不全面，企业投入产出不明显，较大打击了企业数字化转型的热情。未来还需进一步加强数字化转型规划引领作用，从理念宣贯、组织保障、顶层设计、评估诊断等方面先行着手，梳理统一目标，以工业互联网理念统一转型路线 第三章第三章 石化化工行业数字化转型参考路径（一）企业基于工业互联网的数字化转型参考路径石化化工行业数字化转型参考路径（一）企业基于工业互联网的数字化转型参考路径1.企业数字化转型参考体系企业数字化转型是一个长期系统工程，本质上是利用新一代信息技术驱动业务、管理和商业模式的深度变革、逻辑重构和模式创新，从而
38、提升产品和服务的竞争力，培育新业态。企业数字化转型参考体系是一个多阶段螺旋式递进、由量变到质变的发展过程，每个阶段通过推进数字化基础设施、生产制造数字化、运营管理数字化能力建设，不断孵化培育形成新能力、新模式和新业态。图 1 数字化转型参考体系 数字化基础设施以建设数据采集、汇聚、有序流动等数18 据驱动能力为基础，推动在不同范围、层级建设数据驱动的感知、分析、决策、控制的优化迭代闭环能力，为上层数字化转型做好技术准备和数据积累。生产制造数字化能力建设沿着点线面体，从单点的设备、装置试点起步，连点成生产线，从生产线到车间、到工厂，依托数字化基础设施不断扩大数据实时流动和共享的方位、过程和领域，
39、不断整合数字和物理要素，逐步建成物理世界和数字世界的实时映射、双向互动，从而提升要素网络化、智能化水平，加速生产管理的质量、效益的优化。运营管理数字化能力建设在数据驱动下，加快传统设计、研发、生产、运营、管理、商业等信息化技术的变革升级，加速各个环节的整合与联动，推动资产数字化、运营数字化、劳动力数字化，提升运营效率。新能力、新模式和新业态是一个数字化转型阶段发展的成果，也是下一个阶段启动的支点。在不断打通、贯通、整合、融合全要素、全价值链的过程中孵化出新型数字化能力，并以此带动涌现新的技术应用场景和新模式，推动形成新的产品、服务和商业模式。2.基于工业互联网的数字化转型参考实施路径工业互联网
40、作为新一代信息技术与工业经济深度融合的全新工业生态、关键基础设施和新型应用模式，通过人、机、物的全面互联，实现全要素、全产业链、全价值链的全19 面连接，构建形成全新的工业生产制造和服务体系，是数字化转型的实现途径。因此，企业数字化转型的过程，也是工业互联网建设、融合和创新的过程。基于工业互联网的数字化转型参考实施路径是一个伴随着组织变革的能力建设、资源整合、融合创新过程。在能力建设阶段，企业通过机房搭建扩容对 IT 基础设施升级，提升企业数字化计算能力，积极引入云计算、大数据、智能分析等技术建设计算分析平台，通过架设物联网、5G 等推进内外网改造，配合信息安全防护的保障，完成了数字化基础设施
41、建设。同时，数字化基础能力的建设也提升了工艺数控化、设备装置等联网化水平，推进了人、机、物全面连接，增强了数据采集、汇聚、流动的集成能力，为企业数字化转型提供了坚实的基础。图 2 基于工业互联网的数字化转型参考实现路径20 在资源整合阶段，依托数字化基础设施，构建“数据+平台+模型+应用”的工业互联网整体解决方案。通过数据驱动不断突破整合企业已有业务软件，以 MES 核心整合 APC 先进控制、LIMS 等软件构建生产运行平台，以 ERP 为核心整合供应链管理、客户管理等软件构建经营管理平台；在推进软件整合过程中不断对流程进行解耦、重构和连接，通过流程协同在平台上产生和沉淀工业机理模型微服务组
42、件，孵化形成软件定义能力，进一步支持数据的实时处理、分析、洞察和驱动业务自我学习构建数字孪生体，推动业务运营的智能化，形成闭环持续优化改进。融合创新是资源整合过程中不断探索、积累形成的，本质上是企业生产、运营、商业模式的重构，主要包括新能力、新模式和新业态。通过推进数字化转型，企业逐步积累设备、产品、质量全生命周期、全过程数字化管理的新型能力，延伸形成网络化协同、个性化定制、服务化延伸等新应用场景和模式，催生了以供应链生态和公共服务为代表的平台经济新业态。（二）石化化工行业数字化转型参考路径全景（二）石化化工行业数字化转型参考路径全景石化化工行业以流程工业为主，批量、连续生产，以工艺优化等智能
43、生产、生产计划调度等运营为核心需求，但不同细分行业的工艺流程、核心装置大不相同，数字化转型的实施重点有所区别。在基于工业互联网的数字化转型参考路21 径的指引下，我们以石化化工行业的转型需求为牵引，形成了石化化工行业数字化转型的典型落地场景。图 3 石化化工行业数字化转型的典型落地场景 石化化工行业数字化转型过程中，组织保障是一切的前提，数字化设计、安全管理、能耗管理等为通用场景；生产制造追求优化一体化，每个细分行业则侧重不同，炼化等流程行业以 APC 先进控制、RTO 实时优化等应用追求“安稳长满优”，轮胎等兼具流程和离散特点的行业应用智能化装备以贯通各生产环节。在运营管理方面，不同细分行业
44、对新模式、新业态的探索呈现多样化，炼化等上下游关联广泛的行业侧重推动产业链现代化建设以提升整体链式竞争力，轮胎等终端产品行业侧重服务化转型，化肥等行业侧重贯通农业、工业、交通运输业、服务业等。22 表 1 石化化工行业数字化转型参考路径全景 转型路径节点转型路径节点 着力点发力点具体举措建设成效孵化培育新能力着力点发力点具体举措建设成效孵化培育新能力/新模式新模式/新业态新业态 数字化基础设施建设数据能力建设IT 基础设施建设1.建设同城双活数据中心机房，配备UPS不间断电源、精密空调、动环系统。2.互联网接入多个电信运营商；采用光纤连接机房网络核心、汇聚和接入。提供大规模、高质量、安全可靠的
45、计算资源、存储资源、网络资源等信息化应用和服务。新能力新能力：增强分析能力。内外网改造1.5G 基站建设，配套部署边缘存储计算设备。2.视频监控联网建设。3.物联网系统建设，通过智能传感器实现设备数据采集、定位和监控。1.实现数据不出园区、5G 信号园区全覆盖。2.实现视频监控快速回传至控制室，或加速本地处理。3.提升装置数控率。新能力新能力：增强感知能力和控制能力。新模式新模式：智能化生产智能装备；智能巡检；5G 智能视频。平台建设1.依托工业互联网平台实现各工业软件的集成与数据融合。2.提升边缘计算与智能分析能力提高了数据分析频度，助力构建数字孪生体。新能力新能力：增强感知能力和分析能力。
46、23 生产制造数字化调度优化平台支撑1.建设调度指挥系统，提升生产协同指挥和异常处置能力。改变原来调度指令下达的业务模式。2.建设虚拟制造系统，实现了计划、调度和装置等生产优化机理融合应用。提高决策执行效率，生产过程自控投运率，关键工艺参数控化率，装置生产效率。新能力新能力：增强分析、决策能力，提升产品/质量全生命周期管理数字化能力。软件整合1.制造执行系统（MES）与企业资源计划系统（ERP）的高效协同与集成。2.制造执行系统与产品全生命周期管理系统、虚拟仿线.采用 APC 先进控制，实现了主要生产指标和质量指标的精细和平稳控制。新能力新能力：增强决策、控制能力，提升产品/质量/
47、设备全生命周期管理数字化能力。新模式新模式：智能化生产-智 能 排 产 计划，智能异常告警，虚拟制造。数据驱动建立报警管理功能，实时查看报警时间、原因分析、报警点、报警位号、报警级别等信息，实现重复报警、常驻报警多维度分析，为报警处理提供智能化建议。24 数字孪生1.搭建三维地理信息平台，利用扫描、航拍等手段，对园区建筑、管廊、重点设备、罐区、罐区消防设施等模型重建，形成了园区的三维地理信息可视化。2.建设模拟仿真平台，进行工艺流程仿真，模拟生产状况、工艺系统、设备启停、故障处理。质量优化平台支撑对影响产品质量的关键工艺指标进行辨识、梳理，上传至监控平台，对产品生产过程指标实时监控，对异常报警
48、指标及时进行调整，跟踪管理。实现了 DCS 控制、生产制造、平台监控的三级过程质量管控体系。新能力新能力：增强感知、分析能力，提升产品/质量全生命周期管理能力。新模式新模式：产品物流溯源、质量全过程跟踪，实时优化。新业态新业态：产业链生态。软件整合建立产品追溯系统，将电商、农资服务、经销商管理、数据营销的一系列功能整合在一起。有利于提升企业品牌效益，便于开展营销活动，推广产品。节能减碳平台支撑建立起数据采集、过程监视、能源调度、能源管理为一体的能源管控体系。实现能耗优化，有效降低运营成本。新能力新能力：增强感知、分析、决策和25 软件整合对有毒有害物质排放和危险源进行自动检测与监控、安全生产的
49、全方位监控，将数据与视频集成到一个网络平台，并结合 GIS地图信息系统开展应急和预警。控制能力，提升设备全生命周期管理数字化能力。新模式新模式：智能化生产实时优化；能耗优化；异常预警。数据驱动1.对能源供应、设备的启停状态、生产及关键指标进行重点监控，实现了能源供给与生产负荷联动调整，关键运行指标超标报警等功能。2.依据排放指标变化趋势，进一步准确判断锅炉运行中的给煤、给风匹配情况，指导生产操作人员快速响应，及时调整锅炉运行参数，确保各项指标达标排放。安全应急平台支撑实现生产所有数据采集入平台，支撑企业智慧化工园区一体化管控平台应用。实现安全生产实时感知、快速监测预警、联动处置，有效提升安全生
50、产水平。新能力新能力：增强感知、分析、决策和控制能力，提升质量/设备全生命周期管理数字化能软件整合将设备管理系统、安全监控相关系统和三维地理信息系统集成，实现重大危险源动态实时监测。26 数据驱动面向“工业互联网+危化安全生产”场景建设新型安全生产管理能力。力。新模式新模式：智能化生产“工业互联网+安全生产”新型能力；员工赋能。运营管理数字化产品设计研发平台支撑以机理模型为基础，结合数据接口技术，构建装置机理模型的在线实时仿真系统。实现对客户需求的快速响应，个性化定制。新能力新能力：增强感知、分析、决策能力，提升质量/产品全生命周期管理数字化能力。新模式新模式：智能化生产虚拟制造；按需定制；虚
51、拟仿真；服务化延伸效用跟踪；平台化设计。新业态新业态：公共服务平台。软件整合集成产品追溯平台、模拟仿真平台。数据驱动基于装置实时运行数据，结合智能优化算法，以实际值和模拟值误差最小化为优化目标，实现机理模型实时在线 营销优化平台支撑搭建统一交易协同平台，将市场经销商、零售商等客户信息收集在协同平台上统一管理。有效降低生产运营成本，提升服务客户质量。新能力新能力：增强感知、分析、决策能力，提升质量/产品全生命周期管理数字化能力。新模式新模式：智能化生产按需定制；高级排程；服务化延伸快速响应，供应链优化；个性化定制。新业态新业态：产业链生态；公共服务平台。软件整合打通销售、客户管理、
52、生产计划等系统流程。数据驱动实时追踪客户订单执行情况，协同客户提货计划。软件定义将市场需求快速转成流程生产订单进行排产。计划优化平台支撑建设主数据管理系统，实现人、财、物的全生命周期数据统一管理。实现生产、采购、供应链、物流、仓库、销售、新能力新能力：增强感知、分析、决策能28 软件整合1.制造执行系统（MES）与企业资源计划系统（ERP）的高效协同与集成。2.企业资源计划系统（ERP）、供应商关系管理系统（SRM）、客户关系统管理系统（CRM）的高效协同与集成。质量、成本等企业经营管理功能的科学配置资源，优化运行模式，改善业务流程，提高决策效率。力，提升质量/产品全生命周期管理数字化能力。新
53、模式新模式：智能化生产按需定制；高级排程；网络化协同。数据驱动通过不同产品装置的原料采购价格、生产运行状况，以及产品市场销售情况的综合分析。软件定义为企业管理者提供调整各装置生产负荷、最优经济运行策略的科学建议和合理方案。供应链优化平台支撑打造智慧供应链，实现整体协调与全局优化的资源敏捷配置，统一优化原料采购、运输、生产、物流、产品销售，使生产和供应及时响应市场变化。有效降低仓储负载率，提高货物生产流转效率。新能力新能力：增强感知、分析、决策能力，提升质量/产品全生命周期管29 软件整合产品进出计量智能管控，打通仓储系统、物流系统和 ERP 系统。实现物料进出厂计量作业自动化、计量过程可视化、
54、计量数据集成化、计量管理标准化。理数字化能力。新模式新模式：智能化生产按需定制；高级排程；网络化协同。新业态新业态：产业链生态；公共服务平台。数据驱动建立接单、竞价、运输、签收、支付的运输配送体系，对物流配送环节进行闭环管理。设备管理平台支撑建设设备管理信息平台，包含设备基础资料管理、设备点检管理、运行管理、预防性维护管理、设备状态管控、特种设备定检设备管理、FMEA 分析、以及关键指标管理。1.参 数 数 控 化 率 提升，提高装置生产效率。主要控制参数波动减小，减少人为操作，工况运行整体平稳，有助于每小时节省蒸汽，每年节约成本。新能力新能力：增强感知、分析、决策和控制能力，提升质量/设备全
55、生命周期管理数字化能力。新模式新模式：智能化生软件整合采用多变量模型预测控制等智能控制策略进行非线性控制计算，通过联锁、自调功能，有效保证设备高效运行。30 数据驱动围绕设备运行指标动态趋势分析进行研究，根据数据分析得出设备关键指标理想状态曲线，形成理想状态值，并与实际运行值进行实时对比，差值超过限值进行预警提醒。2.生产控制培训迁移，提高员工调整工艺操作水平，提升生产效率和安全操作水平。3.实现设备全生命周期数据的设备预测性维护。做到有针对性的预测性维护，降低事故率，并加快事故处理速度。产实时优化；虚拟制造；设备远程维护；设备预测性维护；员工赋能。设备预测性维护1.对设备进行 RCM 分析，
56、并利用缺陷库，对设备综合状态进行监控，提高设备预防性维修策略准确率。2.通过加装各种传感器来实现设备健康信息的快速获取，利用统筹调度、集中处理、数据分析、监测与预警等手段，提高设备维修效率，做到有针对性的预测性维护。31 第四章第四章 数据为核心，数字化基础设施夯实转型基础（一）转型需求分析数据为核心，数字化基础设施夯实转型基础（一）转型需求分析数字化基础设施既是连接企业生产制造物理世界与数字世界的桥梁，也是数字化的重要载体和依托。在数字时代，数据驱动企业洞察未来趋势和模式，并对可能未来事件做出预测和应对。随着对数据要素驱动的生存能力日益重视，对数字化基础设施建设的迫切性也日益显著，主要体现在
57、如下方面：对采集对象的实时性、全面化需求不断增强。对采集对象的实时性、全面化需求不断增强。采集对象的实时性和全面性越高，挖掘模式和预测未来的准确性越高。数据采集普遍是石化化工行业企业的痛点和难点，一方面老设备、哑设备、旧设备种类繁多、协议互不兼容、数量庞大，工艺复杂采集指标集合异构、采集方式和实时性要求各不相同，为采集带来困难；一方面上一轮工业革命中诞生的信息化系统如 ERP、CRM、PDM、MES 等各自产生大量数据，信息孤岛特征日益显著，严重制约数据按需快速流动，为数据汇聚带来困难。对过程控制的精准性、实时性需求不断增强。对过程控制的精准性、实时性需求不断增强。石化化工生产工艺环节多流程长
58、，过程参数关联紧密依赖性高，因此控制的精准性、实时性越高，工艺优化能力越强，产品质量和生产效率越高。不同于离散行业，石化化工行业具有数据体量大、种类多等特点，如何从中快速建立运行和运营的准32 确状态，形成决策输出控制指令，提高生产效率，已成为企业转型过程中高度关注的问题。对计算分析的便捷性、灵活性需求不断增强对计算分析的便捷性、灵活性需求不断增强。我国石化化工行业经过几十年发展，积累了大量工艺技术、实践经验和专家知识，是计算分析石化化工生产过程的理论基础。目前，这些知识大多体现为各个系统的规则集合，碎片化现象严重，加之壁垒重重的信息化系统，严重阻碍了计算分析的便捷性、灵活性。如何推动石化化工
59、工艺知识沉淀为机理模型、业务模型、算法模型等，在工艺优化、质量优化、节能减碳等场景便捷、灵活的共享复用，提高企业计算分析水平，是数字化转型是否成功的关键核心。（二）转型举措及成效（二）转型举措及成效1.数字化基础设施建设支撑数据互联与分析内外网络改造增强全要素互联互通能力某企业按照装置控制、生产管理、经营管理等层次开展内外网改造，可有效增强生产全要素的互联互通能力，为数据采集和汇聚提供实现路径。在装置控制层，大量采用智能仪表，通过各种电、气、液动阀门、变频器等元器件控制，采用 OPC、Modbus 等接口方式进行采集。建设 5G 融合专网、工业 4G 无线专网、NB-IOT 基站、物联网等实现
60、园区全覆盖，对于距离较远的仪表，采用 DTU 无线采集方式，对于无法接入 DCS 的仪表，33 采用有线 RTU 方式采集。在生产管理层，打造办公网、生产网、视频监控网等网络安全域，通过核心层与汇聚层双点双线互联，为企业各数据传输系统提供高效、快速的数据服务，实现数据资源的共享化、协同化和服务化。在经营管理层，通过租赁联通、移动、电信公司等多个运营商的网络，形成双链路互联网出口，提高了整体可用性。在安全防护方面，将网络划分为互联网出口区域、DMZ区域、内网核心及办公区域、服务器区域，分别部署了防火墙、IPS、IDS、流量控制器等安全设备，并采用不同级别的安全策略和措施，做到区域隔离，纵深防御，
61、同时防火墙设备、负载均衡设备均采用双机热备方式，提高了整体的可用性和安全性。私有云、公有云保障计算存储供给能力 在建设私有云方面，普遍建设同城双活数据中心机房，建设并完善融合通信、视频监控、4G 专网及企业服务总线、中央数据库、单点登录、信息安全管控等软硬件及相关系统，建设统一运维平台，利用云平台技术实现对软硬件资源的实时分配和监控，并建立了数据异地备份系统，实时备份公司业务系统的重要数据，保障系统的稳定运行。部分企业秉持适度超前理念，以同城双活数据中心为中心，积极引入公有云建设异地容灾数据中心、公有云中心，34 各中心通过电信级高可用物理专线互联，构成专有混合云架 构，服务于全集团产业链信息
62、化系统，保障系统稳定运行，实现业务系统高可用。工业互联网平台建设提高计算分析水平 在数据驱动下，数字化转型必然向数据挖掘、智能分析优化流程等更深层次应用发力。通过建设工业互联网平台，强化数据驱动核心逻辑、推动数据要素不断释放潜力成为提高计算分析水平的重心。在数据汇聚方面，建立完善的实时数据库系统，实现DCS 系统、SIS 系统、电力系统、火灾系统、气体报警系统等数据的采集入库，实现所有生产数据完整、全面地从现场直接进入数据库；建立生产运营企业级中央数据库（ODS），集成 MES、LIMS、ERP 等核心系统数据，为调度指挥、大数据分析、企业统一工厂模型等应用提供数据支撑。在数据融合方面，依托工
63、业互联网平台实现各工业软件的集成与数据融合，建立以 MES 为中心的生产制造平台，集成整合物料移动、生产平衡、生产统计和能耗管理等业务模块信息系统；建立以 ERP 为核心的运营管理平台，集成整合财务会计/管理会计/资金管理模块、生产计划和控制、物料管理、销售和分销、物资管理、工厂维护、项目管理等业务模块的信息化系统。通过数据集成与整合，建立覆盖生产、运营全流程的一体化优化能力，提高了数据分析频度，将事后 35 总结变为事中控制、事前预防，将价值数据的表象钻取挖掘，并基于反馈优化生产执行动作，发掘影响价值的根源，实现预测分析、滚动分析，全面支撑业务改进和生产经营决策。在数据分析方面，依托工业互联
64、网平台搭建大数据分析、智能化分析能力，搭建高精度算法模型提高数据价值挖掘的能力。如某炼化企业以机理模型为基础，结合数据接口技术，构建包含常减压、连续重整、催化裂化、渣油加氢、延迟焦化等装置机理模型的在线实时仿真系统，通过系统能对装置模型进行仿真测试，实时反映仿真数据与实际生产之间的偏差，实时感知全流程物性变化，验证模型准确性。河南心连心将采集的产品产量及煤炭、电、蒸汽等能源消耗数据，通过大数据分析进行分类、整理、分析，以表格、趋势图、柱状图等形式展现能源指标差异情况、能源消耗及单耗变化趋势，辅助管理人员查找能源消耗异常原因，为能源利用效率提升提供数据支撑。在计算分析方面，充分发挥工业互联网“云
65、网边端”协同联动优势，推进边缘计算、边缘智能、云边协同能力建设，提高计算分析的实时性与灵活性。如某企业依托 5G 基站部署边缘存储设备，实现数据采集、智能化识别、定位、监控和管理，搭建了 5G 融合专网+5G 边缘计算与工业互联网融合的总体架构。36 2.数据驱动助力构建数字孪生体 数据驱动可赋能企业对海量异构数据的快速分析和实时反馈，助力构建各个层次的数字孪生体。装置/设备数字孪生智能体 围绕设备运行指标动态趋势分析进行研究，建设关键设备的健康诊断模型。通过分析各个指标的相关性，得出设备关键指标理想状态曲线，形成理想状态值，并与实际运行值进行实时对比，差值超过限值进行预警提醒。某企业利用关键
66、设备的故障维修信息和设计知识等，对核心设备分析，设备故障模式信息识别等环节，利用单性能的退化建模与故障诊断方法和多性能的退化建模与故障诊断方法对关键设备信号进行处理，得出各关键数据的高限、高高限、低限、低低限、偏差、速率等报警参数。工艺仿真 基于数字化炼厂虚拟现实环境与操作员仿真培训技术进行有机融合，基于工艺动态仿真模型（化工过程机理）、控制系统仿真模型（DCS、SIS 等）、现场操作仿真模型（三维仿真界面）、操作指导评价模型、仿真操作训练项目等，研发员工虚拟现实仿真培训系统，实现装置开车、停车、事故处理、应急演练等训练内容的实时、动态、交互式、沉浸式培训，最大化三维场景模型的资源利用效率，有
67、效提升员工的生产和安全技能培训水平。37 产品数字化设计 双星轮胎等企业实施 PLM、CAITA 管理软件实现轮胎设计、轮胎性能仿真、实验验证软件管理全覆盖和设计全部软件化，并且与生产管理软件 MES 以及实验室质检（LIMS）等实现集成，实现研发、生产和质检的互联互通，包括基于平台的孪生性设计，遵循行业先进的模块化架构，以最少的排列组合方式实现产品多样性的设计，实现高效设计。数字化交付 某炼化企业以 1#POX、渣油加氢装置为试点，按照正向建模的方式，通过全过程、全专业的数字化交付，正向建模同步形成数字化工厂，实现数字工厂与物理工厂同步建设、同步交付。通过“虚拟工厂”与“物理工厂”之间的交互
68、，使设备特性参数、工艺参数可视化有机地联系起来，为设备、生产、安全环保的业务三维应用提供数据支撑和可视化环境，使方案全景模拟成为可能。某炼化企业结合数字孪生技术，以渣加、烷基化、生物航煤三个装置为试点，在交付图纸的同时交付对应管线的IDF/PCF 文件；施工单位据此制作满足施工需求的轴测图纸；以经过施工二次设计的三维模型为空间基础，将设计数据应用于施工管理全过程，形成一套完整的管道施工全生命周期可视化管理体系，对设计参数、施工数据等信息，做到实时入库、颗粒归仓、实时查询，为运营期的管线 实现设计方、施工方无缝衔接，协同开展管道施工管理和实施工作。39 第五章第五章 智能为智能
69、为方方向向，生产制造数字化提高企业生产质量，生产制造数字化提高企业生产质量（一一）转型需求分析转型需求分析 流程工业生产操作多变流程工业生产操作多变，亟需通过工艺优化为降本增效亟需通过工艺优化为降本增效开创新空间开创新空间。以炼化行业为例，装置多、规模大、流程复杂，生产过程涉及许多变量优化的单元操作，原油的品质决定了其生产难度、生产成本和产品质量。我国原油对外依存度超过 70%，而进口原油多为重质（比重大于 0.8）、高硫（含硫0.5%）、高酸（酸值0.5mgKOH/g）的高腐蚀性原油，在生产过程中会导致氢气、酸性气等系统大幅波动和催化剂结焦、失活，必须通过催化加氢脱酸、催化裂化等工艺进行加工
70、，提高生产难度。同时，随着高价值石油产品的需求不断增加，提高加工量的同时提高收率、提高效益成为炼化行业的主要优化方向。如何通过工艺优化、先进控制等手段，提升高附加值的炼油和化工产品的收率，优化产品结构，成为企业提高经济效益的关键，传统由技术员根据设计参数和经验确定操作值的做法，已经难以满足多变的生产过程调控需求。兼具流程兼具流程、离散特点的行业劳动生产率较低离散特点的行业劳动生产率较低，亟待加快亟待加快智能化改造智能化改造。以轮胎行业为例，劳动生产效率是发展质量的综合体现，目前我国轮胎企业的生产效率与美、日、法等轮胎工业强国的差距显著，我国轮胎企业的生产效率不足世界先进水平的 1/2，仍有较大
71、提升空间。轮胎行业兼具在离散型 40 制造业和流程性制造业共同的特点，呈现出多目标、多约束、动态随机的环境条件，对于轮胎生产过程，生产计划调度的复杂程度主要由资源配置、物料清单、工艺流程等多个要素共同决定的。过去轮胎生产企业主要通过技术人员和一线员工的生产经验和纸本的生产技术规范来保障生产运行；通过市场销售人员向工厂制造部门人员通过传真、电子邮件等方法传递订单，由制造部人员根据订单信息人工分解成生产计划下发到工厂车间进行生产来进行调度；公司管理层定期根据品质、财务、生产、市场等部门的提报数据进行分析和确定下一步企业运营计划。整个过程存在数据准确性、即时性、完整性不足的问题，影响生产工作效率。安
72、全是石化化工行业的生命线安全是石化化工行业的生命线，传统信息化手段难以根传统信息化手段难以根本解决风险隐患本解决风险隐患。石化化工行业是高危行业，具有高温高压、易燃易爆、有毒有害、连续作业、点多面广等特点，安全事故频发。“十三五”以来，行业安全事故总量逐年下降，2020年全国化工事故起数和死亡人数较 2016 年分别下降 35%、23%，较大以上事故起数下降 17%。“十四五”时期，石化化工行业正处于“由大变强”的升级跨越关键时期，生产、储存、运输、废弃处置等环节传统风险处于高位，风险隐患叠加并进入集中暴露期，防范化解重大安全风险任务艰巨复杂。安全是石化化工行业的生命线，也是不可逾越的红线、何从源头实现本质安全、加强生产安全防控、做好事故应急保障 41 成为石化行业面临的严峻问题。当前，石化化工企业传统安全信息化建设是以线下流程为主、信息化为辅，通过对事件的隐患记录、统计分析发现问题，之后督办排查、风险溯源，最后解决问题，符合传统工作开展的思路，但是存在滞后性，难以面对新形势下的安全生产需求。环境约束趋紧环境约束趋紧，逐步成为影响行业可持续发展的关键因逐步成为影响行业可持续发展的关键因素素。根据第二次全国污染源普查公报，工业源挥发性有机物排放量为 482 万吨，占比 47.3%，排放量位前三位的化学原料和化学制品制造业，石油、煤炭及其他燃料加工业，橡胶和塑料制品业均属于石化化工行
74、业，合计占工业源挥发性有机物排放量的 44.78%，行业发展面临的环境挑战巨大。传统化工企业生产运行过程中的安全及能耗管理，主要是依赖DCS 控制和技术人员等一线员工的生产经验，环保治理水平难以得到本质提升。双碳改革加速双碳改革加速，碳排放统计碳排放统计、核算核算、跟踪难以满足工作跟踪难以满足工作要求要求。石化化工行业既是能源生产大户，又是能源消耗大户，在“双碳”目标和能源转型大势推动下，减碳减排、绿色发展压力逐步增大。这就要求要大力发展循环经济，走绿色低碳发展之路，实现可持续发展。加快打造绿色炼化产业、绿色储运体系、绿色循环体系将成为行业迈向绿色低碳发展的重要路径。如何通过现有工艺优化、新技
75、术和新装备研发减少碳排放，发展循环经济成为炼化行业面临的重大课题。石化 42 化工企业传统碳排放管理工作处于“黑匣子”之中，阻碍了对内工作的开展。碳排放年度盘查都停留在企业管理部门层面，无法具体到排放主体。例如，某企业碳盘查工作由安环处负责，全年的数据只能依靠线下报表汇总，工作量大，碳排放活动数据滞后且数据质量不高，同时缺乏有效的数据支撑，企业的节能降碳工作开展缓慢。（二二）转型举措及成效转型举措及成效 1.炼化等流程制造业的优化生产向“安稳长满优”转变（1）炼化一体化生产工艺流程 原油通过一、二次加工装置生产出国标汽油、国标柴油、航空煤油、航空煤油、石脑油、液化气等产品；部分产品经过三次加工
76、装置向化工方向发展，主要分为三个发展方向：一是芳烃发展方向，最终产品为工业塑料、有机玻璃、合成洗涤剂、聚酯薄膜、涂料、医药等；二是乙烯发展方向，最终产品为工程塑料、改性塑料、树脂、聚乙烯、纺织服装、合成革等；三是润滑油发展方向，最终产品为润滑油、板蜡、粒蜡、白油等。（2）先进控制应用 控制综合监控 通过 OPC 通讯从 DCS 取数，应用云计算、大数据技术对控制回路的性能自动进行综合性能评估、故障诊断、监控，提供控制回路性能评估报告，指导技术人员线 进行整定优化，为实施先进控制 APC 和在线实时优化 RTO创造条件，提升生产装置效能。读取 DC
77、S 回路信息如测量值、设定值、阈值等数据，自动生成监控图形，直观显示每个回路的性能概览，帮助用户分析诊断控制回路性能低下或故障原因。例如，某炼化企业实施装置控制回路性能监控整定项目后，通过对组态程序更改和优化控制方案，控制回路参数整定后，工艺控制操作平稳，装置 DCS 自控率持续保持100%，大大减少了操作工操作频率，降低设备故障的概率。通过 DCS 参数优化整定，2021 年 3 月份回路运行状态为中的减少了 95.9%；状态为差的减少了 92.0%；运行状态为优的提高了 185.6%，控制回路运行状态得到明显改善，有力支撑了装置平稳生产。先进控制 APC 先进控制解决方案包括多变量控制器性
78、能管理、软测量在线等功能。通过建立符合控制要求的软仪表模型，根据装置实际情况和生产方案，选定 APC 控制器的操纵变量、干扰变量和被控变量；根据实际测试数据、生产运行机理，考虑控制策略的要求，建立较准确的 APC 控制器动态模型；根据装置操作、设备约束实际情况，制定合适的约束控制策略，并落实到在线 APC 控制器。例如，某炼化企业合成材料部PE 装置实施 APC 系统后，实现了装置生产的优化操作，达到了优化产品质量的目标，控制器平均投运率大于 99%，提 45 高了装置的操作稳定性；标准偏差平均降低 30%上，关键变量抗干扰能力明显增强；粉料熔融指数和粉料密度的 CPK 提高 30%以上，实现
79、自动牌号切换，提高牌号切换的一致性，年增效超过 500 万元。实时在线优化 RTO 实时在线优化技术是使用采用标定数据和设计数据、采用严格机理方法，建立装置的实时优化模型。通过在基础模型的建立基础上对模型的数据进行整定，建立相匹配的优化模型，真实反映装置工况，帮助生产操作更接近真实的工艺约束。优化模型可以帮助用户企业做各种假定状况的案例分析，对各种变化因素所带来的安全隐患进行预先的评估，规避排除安全隐患，从而提高企业生产的安全性；基于模型的设备性能在线监测系统能具有极高的精确性，可以帮助用户计算出设备渐衰状态，在设备出现严重问题前及早检测出设备的问题，从而及时合理地安排清洁及维护作业，避免生产
80、条件进一步恶化；基于质量平衡，能量平衡的模型可以帮助用户检测过失仪表，消除仪表故障对生产的影响，是装置“安稳长满优”生产的重要保障。例如，某炼化企业实施重整在线优化 RTO 系统以来，实现了自主卡边操作，提升了装置的边界效益，按照装置运行 8000 小时计算，可多加工重整原料4000 吨，预年增效 98 万元；180 万吨/年重油催化装置在线实时优化，掺渣量提高 1.28%，使高附加值产品收率最大化，46 年增经济效益 2080 万元。设备腐蚀监测 通过采集电气和仪表设备的自诊断信息和重要的运行状态参数等报警信号并集中监控，智能判断需要重点关注处理的设备报警，及时发现运行中潜藏的故障苗头，是建
81、设投用设备腐蚀监测系统的关键。例如，某企业选取重要装置关键部位实施在线定点检测腐蚀速率，实现腐蚀状态量化评估及图形展示，及时发现腐蚀隐患，主动采取防护措施，保障装置运行安全，使管理人员能主动分析腐蚀情况，对腐蚀险情做到早发现、早处理；采集系统各类故障报警信息并进行记录，分门别类进行统计分析，通过优化报警策略、数据采集策略、远程诊断等措施，动态掌握设备运行状况，提升预知性检修水平，保证设备和生产稳定运行。据统计，千台机泵密封消耗量同比下降超过 15%，滚动轴承使用寿命同比增加 20%以上。2.轮胎等兼具离散特点的行业加速推进装备智能化应用 轮胎智能化工厂打破了传统轮胎企业的生产工艺和集中式的生产
82、方式，通过采用生产制造执行系统（MES）辅助多类智能设备及电子标签匹配系统（MEP），融“产品定制化、企业互联化、制造智能化”于一体，搭建了一个由用户（订单）指挥、数据驱动、软件运行的智能生态系统。（1）轮胎生产工艺流程 47 图 5 轮胎生产工艺流程图 48 轮胎以天然橡胶或合成橡胶、炭黑、钢帘线或帘子布、以及其他化工添加剂为原材料，经过橡胶密炼、胎坯成型、胎坯硫化等工艺而生产。（2）智能化装备应用 以双星轮胎为例，其智能化装备主要应用于以下场景：物料运输 工厂中所有物料的运输是通过AGV小车进行智能输送。根据 APS 高级排产系统排出的订单生产计划，原材料由智能AGV 小车分别输送到密炼工
83、序、压延工序等相关生产工序。密炼工序生产的胶片，由智能 AGV 小车运送到胶片库区指定位置存放。根据排产计划，胶片由智能 AGV 小车从库区分别输送到多复合生产工序、内衬层生产工序、钢丝圈生产工序等相关生产工序，分别生产成型所需的半成品，半成品再由专用智能 AGV 小车输送到成型暂存区域；AGV 小车采用无线射频技术，与物料位置进行配对，通过读取物料工装上贴好的 RFID 标签，得知物料发出时间、所在工序，自动备料所有半成品，做到真正意义上的智能识别搬运，机器换人，提升物料输送的准确率。49 图 6 AGV 小车 成型、硫化工序的运输 成型、硫化工序采用智能桁架机器人进行胎坯智能输送，替代了传
84、统的手搬肩扛。智能桁架机器人可以根据内嵌模型模仿人类手臂的动作功能以按固定程序搬运轮胎，并智能识别胎坯规格、花纹、层级、品牌，根据每台硫化机的需求，自动输送到每个所需机台，解决了人工搬运用工数量大、劳动强度高的问题，提升效率 200%，同时避免了搬运环节轮胎污染，保证质量一致性的同时提高车间自动化水平。图 7 桁架机器人 成品胎运输 50 成品胎通过智能码垛机器人装入 RGV 小车，RGV 小车将轮胎输送到成品立体仓储区域。小车装卸、输送全自动无人控制通道可设计任意长以提高整个仓库储存量，操作时无需叉车驶入巷道，有效提高仓库运行效率的同时提高安全性。图 8 RGV 小车 胎坯和成品的出入库 胎
85、坯入库、出库，成品胎入库、出库，都是通过巷道堆垛机器人来完成。它能够通过扫描智能识别取胎，放置于指定位置，实现轮胎的先入先出。巷道堆垛机器人每天可以抓取上万条轮胎，相较于人力生产效率提升 300%。自动化 MES 系统控制的智能输送线 通过 MES 系统控制的智能输送线体实现了无人操作，智能分类、卸胎、输送、出入库，胎坯配送零误差，高效率、高精度、低能耗，劳动效率提高 5 倍。51 图 9 智能输送线 智能测评-人员管理 已完成安全生产培训的操作工通过刷员工卡可直接登录到现场 MES 操作系统，登录成功后 MES 系统会自动将当班人员信息及培训信息采集到信息中心进行展示，简
86、化了MES 登录流程，确保每位操作工都通过安全生产培训持证上岗。52 图 11 智能测评-数据汇聚 通过先进的数据采集方式将设备 PLC 的各项温度数据获取到 MES 中，实时监控设备温度数据并自动与标准数值进行比对，超差报警停机，大大减少了因超差导致残次品产出的概率。图 12 智能测评-质量跟踪 对产出胎坯的全流程质量跟踪，通过对每个机台产品的外观、X 光、动平衡各项质量检测，对出现单条不合格品的 53 机台进行预警，连续三条不合格的机台进行停机，直观地将每个机台的产品质量实时展示，比传统方式下达停机整改单缩短 99%的时间，并且大大减少了产出不合格品的概率。图 13 智能测评-实时监控 实
87、时监控每天设备生产数量，便于值班长和计划员对生产规格调整，将每班生产计划可视化，实时掌握生产进度。通过增加检测开关对物料进行检测，MES 扫描条码判断是否正确并通过 LED 屏显示，若上料错误设备上料口会停止动作。严格控制物料投入的准确性，确保产品的生产质量。智能仓储 利用电子扫描，智能龙门机器人对轮胎进行规格和等级分类。整理整垛后，智能关节机器人进行立体装笼，由智能RGV 小车送到成品立体库存储。根据订单系统的配送计划，将按单生产的轮胎通过智能巷道堆垛机器人取出，运送到发货区域，进行装箱发货。用户可以查看定制轮胎生产进度和 54 配送进度。轮胎到达体验中心前，信息系统会自动发出短信，通知用户
88、；立体仓储避免轮胎挤压，提高了产品存储质量。3.安全生产向动态感知与事前预防转变 安全风险实时监测与识别 针对作业风险，系统对每周、每日的现场作业进行风险评价和风险预警，规范不同风险等级作业的审核审批，以作业计划性、准确性，提高了现场作业风险控制水平；采用物联网等技术，全方位在线管理关键装置要害部位；采用人工智能和视频分析技术，对生产现场人的不安全行为、物的不安全状态进行智能识别和安全风险智能分析，开展安全帽检测、安全带检测、可燃气联动等视频智能应用。例如，某企业基于风险点构建安全态势一张图，实现风险识别的流程化管理，提高了现场作业的计划性、准确性，有效控制了现场作业风险，2020 年全年异常
89、作业行为减少 92%。危化品智能管控 在企业生产全过程全环节应用物联网等新技术管控危化品，采集危化品各环节数据；建设工业视频，对危化品设备进行视频监控；在装卸环节，设置相应的泄漏物处置、防火、防爆、防毒、中和隔离等应急设施及物资；在物流运输环节，采用物联网监控危化品物流，与客户和承运商共享物流数据；推动风险被动接警转为主动监测预警管理模式的转变，有效化解重大安全风险、遏制重特大事故，全面提高安 55 全管控水平。安全事件智能决策与应急联动 利用大屏幕系统和先进的视频会议、物联网、融合通讯等技术手段，建立综合集成的调度应急指挥系统。通过调度监控，对生产海量信息分专业、分类别的进行汇总展现、提醒、
90、分析和管理，实现进厂、出厂、装置投入产出、产品产量、储运、公用工程等各生产环节的实时监控；建设应急管理应用，辅助调度人员实时监控各生产环节情况，及时发现问题并提醒处理，系统内置整合各类应急方案和资源信息，主动推送异常处置方案策略，将生产损失降到最低，系统实现调度“平战”结合，减少问题的发生，减少生产损失，使调度人员对于生产全局情况和异常信息捕获更加及时、高效，变事后控制为事前控制。动设备在线运行监测 基于物联网对高危泵进行监控，为重要机泵安装在线监测系统，解决设备管理人员无法实时查看机泵波形频谱的问题，实现数据可视化；通过实时状态监控，智能故障分析，及时发现隐性故障，做到预知性维修。例如，某企
91、业对动设备在线监测以来，高危泵现场监测工作量减少 50%，普通机泵现场监测工作量减少 85%，为基层减负成效显著。通过机器代人，为转变外操巡检模式奠定基础，由人工现场检查改为 DCS 主动预警模式，高危泵巡检频次从每天 2 次降低为 56 每天 1 次，为公司每年节约人力资源共计 26 人以上。4.碳排放与污染源监测向可视化转变 能源管理 能源管理是从计划编制、生产运行、统计核算、能耗监控到能源优化过程的管控，需要将能源管理业务流程融入固化到系统建设的标准流程中，涉及装置、车间、公司三个层面，涵盖装置操作、能源计量、能源统计、能源优化等 20 多个岗位。能源管理主要功能包括：能源运行、能源优化
92、、能源统计、评价分析，从仪表计量、管网平衡、指标核算至统计报表，线上全流程数据可视化，实现能源管理精细化，为企业的能源产耗提供了数据支持。例如，某企业在项目实施后，能源动力优化系统提高锅炉和汽轮机整体运行效率，优化效益可达 200 万元/年；通过蒸汽管网优化，经济效益达 73万元/年。污染源管理与环境监测 污染源管理与环境监测是对关键装置、有毒有害场所等各类排放口及环保设施运行情况的可视化监控，对污水、烟气排放等污染源实施 24 小时在线监测，发现异常及时反馈和处理。例如，某企业对污水、烟气排放等污染源实施 24 小时在线监测，实现污水、废气达标排放率 100%；通过泄漏监测与修复，减少 VO
93、Cs 排放，VOCs 排放下降 24%；通过对环保“三同时”管理，从源头管理实现清洁生产。通过环保隐 57 患和溯源管理，杜绝无组织乱排乱放现象。碳资产管理 碳资产管理是在线计算企业各环节碳排放、碳资产数据，跟踪督促落实碳排放控制措施工作任务进展，固化公司碳资产管理机制和体系，实时跟踪优化企业中长期碳减排规划和碳达峰、碳中和行动方案和计划执行情况，实现企业碳资产清晰、碳管控到位、碳分配合理高效的低碳化管理。例如，某企业通过碳盘查、碳核查，实现对装置生产排放情况的事前预测、事中跟踪、事后分析，提高碳减排和碳交易效益；通过数据分析和应用准确、完整、及时反映了公司碳减排碳达标情况，及时优化生产以达到
94、企业整体效益最大化；按照每个装置每月减少碳资产计算工作量 1 天测算，全年降低成本 130 多万元。58 第六章第六章 协同为关键，运营协同为关键，运营管理数字化提升企业竞争力管理数字化提升企业竞争力（一一）转型需求分析转型需求分析 党的二十大报告提出：“着力提升产业链供应链韧性和安全水平”。这对于推动高质量发展、加快建设现代化经济体系、维护国家产业安全具有重要指导意义。传统供应链信息壁垒较高传统供应链信息壁垒较高，抗风险能力不足抗风险能力不足，亟需通过亟需通过数字化数字化、平台化增强供应链韧性平台化增强供应链韧性。我国石化化工产品以产业链下游、低端产品居多，企业内部物流冗长繁琐，存在库存产品
95、积压、外部短驳运输、需求预测周期长等问题，行业普遍存在产能过剩、同质化竞争严重、生产成本较高、盈利空间逐年降低等常态化现象。受大国博弈、俄乌冲突加剧、世纪疫情、科技革命和市场需求等因素影响，全球产业与供应格局发生了深刻变化，供应链转移、资金链紧张或断裂、商品物流受阻，产业链和供应链安全与畅通成为产业竞争力的核心标志。当前，全球化工产业供应链正被重构，高端新材料、特种化学品成为行业方向，产业集群化、区域经济一体化成为行业发展的趋势，构建以数字化、网络化和智能化为主要特征的现代供应链逐步成为行业共识，未来核心竞争力需围绕供应链的规划设计、信息技术、资源整合、协同掌控、增值服务和生态构建等能力方面打
96、造。终端产品企业迫切需要由生产型制造向服务型制造转终端产品企业迫切需要由生产型制造向服务型制造转型型，增加服务要素在投入和产出增加服务要素在投入和产出中的占比中的占比。对于化肥、轮胎 59 等面向市场的终端产品，服务是企业产品质量、技术水平、管理水平和文化的综合表现，是企业新发展模式的核心。目前，氮肥、磷肥产品以尿素、磷铵等基础品种为主，养分高效化、功能多元化、作物专用化的新型肥料占比不高，产品结构及施肥结构与农作物、土壤匹配度偏低，肥料、肥效与种植结构调整失协，基础品质同质化竞争激烈，不能满足我国农业由增产导向向提质导向转变的要求，行业整体同质化严重，抗风险能力不强，供需矛盾突出；而在市场中
97、产品养分不足、假冒伪劣和串货现象时有发生，不合理用肥情况也越发严重，对化肥的科学施肥指导和产品质量监管相对缺失。轮胎产业由规模化发展向高质量发展转变的过程。
