李銀河
魯西集團儀表自動化安全 管理部部長
魯西園區最大的優勢就是將智慧化與生產運營高度結合,有效利用數據,持續優化平臺。
“十三五”期間,在國家“工業化與信息化融合發展”規劃指引下,很多工業企業都在積極實施信息化與智能化建設。與其他行業相比,化工行業具有“高溫高壓高速度,易燃易爆易中毒”的特性,生產流程復雜,主要原料和產品大部分都屬于危險化學品,安全環保風險高,推進智能化生產的重要性和緊迫性更為突出。
魯西化工園區是一個集生產、儲存、運輸等多個危險環節于一體的集中區域,并且隨著園區規模越來越大、裝置不斷增多,園區的安全環保工作成為公司最關心的問題。之所以建設智慧化工園區,用魯西集團黨委書記張金成的話說,“就是能讓所有人晚上睡個安穩覺,不再整天提心吊膽,擔心突發事故”。通過信息化技術賦能園區建設,從而提高化工生產裝置的本質安全水平。
不斷探索 智慧園區見成效
早在2008年,魯西集團就開始了智慧化工園區管控平臺的初步研發建設工作。作為同時擁有煤、鹽、氟、硅等多條原料路線的復雜化工園區,當時在國內外同行企業中并沒有可借鑒的“智慧化”經驗,只能靠自己去摸索、嘗試。
經過深入研究探討,魯西集團確立了“基于企業實際,注重應用實效”的原則,按照“園區化、集約化、一體化、智能化”的發展思路,一方面對原有生產裝置實施智能化改造,另一方面確保所有新上項目全部采用自動化、數字化設備,大力推廣遠程智能化生產操作,減少生產現場操作人員,將所有裝置的DCS數據全部上傳到管控平臺,逐步建立并完善生產異常預警報警系統,倡導“黑屏”操作。
幾年下來,企業整體安全環保事故率大幅下降,2015年至2020年各類事故發生率同比分別下降63%、14%、28%、26%、22%,綜合能耗明顯降低,智慧化工園區建設初見成效。
在嘗到智慧化管控的甜頭后,魯西集團將應急處置、設備管理、采購、物流、銷售等生產運營的各個環節都納入智慧平臺管理。其中,魯西物流系統被列入國家“十二五”科技支撐計劃,并榮獲國家科技進步獎。
2016年,國家工業和信息化部在山東聊城召開全國化工行業智能制造及智慧化工園區建設現場經驗交流會,會議分享了魯西智慧化工園區建設經驗,并授予魯西集團“中國智慧化工園區試點示范單位”榮譽稱號。
會上,石化聯合會副會長傅向升提出了一個值得深思的問題:為什么“中國智慧化工園區試點示范單位”會花落魯西,而不是信息產業發達的沿海城市企業?當年,國內共布點8家企業試點,但由于技術、資金等諸多因素,其他企業紛紛半路退出,只有魯西執著地堅持下來,并貢獻出可復制推廣的寶貴經驗。
2019年,魯西集團“建設智慧綠色化工園區,實現高質量發展”創新成果,榮獲第十二屆全國石油和化工企業管理創新成果一等獎,魯西還參與了《GB/T39218-2020智慧化工園區建設指南》國家標準的起草。
一觸即發 園區異動收眼底
魯西集團甲酸事業部專職項目組組長郭廣勇是一位老儀表人,提起魯西的設備自動化,他很驕傲地說:“魯西化工園區是2004年開始建設,初期建設的裝置自動化投表率僅在60%左右,現在已經達到99%。”
運行指揮中心是整個智慧化工園區的生產管控中樞,通過大屏幕就能夠實時看到園區每套生產裝置的生產運行情況,對園區實施全天候、全方位、多角度管控。園區共有62路高空視頻監控,6601路生產裝置監控,通過布置現場監測點來實時記錄現場的電表、測溫點、調節閥的變化信息,這些就是保障生產運行的眼睛,能夠提前預警預報風險隱患,把事故消除在萌芽狀態。
園區內報警系統完善,報警渠道多、范圍廣 ,實施分級管控,重大危險源,重要設備、重點工藝、關鍵參數和環境影響等均設置報警閾值,一旦超標,大屏立即提示。除了傳統的現場聲光報警外,會根據報警自動分類,有針對性地將情況信息通過短信、微信等形式發送到不同專業、不同層次人員的手機上。報警必須分析確認后才可消除,監測數據和視頻監控直接上傳到聊城市應急管理局,接受社會的監督。
園區內外排水實施三級防控系統,一旦超出閾值就會觸發短信通知、繪制污染地圖,同時快速辨識潛在的環境風險源。園區周邊五公里之內,大氣環境設置四級預警,通過大氣超級站數據回傳,只要有任何污染氣體因子超標現象,園區調度立即就能發現,并自動啟動各級相應的安全環保應急預案。從接到生產報警到應急預案啟動,這一系列動作最多只需要5分鐘。
精準即傳 多端集成數據鏈
智慧化工園區必須要有完善的數據庫作支撐。數據庫的建設是智慧園區管控的關鍵,特別是面對老舊裝置、特殊的控制系統,以及涉及國外工藝技術等情況,如何實現各類數據的全面、準確、安全地深化集成和應用?魯西集團針對這一問題進行了長時間的摸索攻關。
園區建立了完善的實時數據庫系統,實現DCS生產控制系統、電力系統、環境監測、火災系統等數據的采集上傳入庫。DCS生產控制系統數據通過OPC傳輸協議,采集進入數據庫;電力行業數據,利用標準的modbus、DL104等規約,對數據進行采集上傳,環境監測數據通過標準modbus通訊協議采集入庫。采集數據網關設備具有隔離功能,與生產控制網絡完全隔離。在數據庫安全設計方面,采用數據庫鏡像技術,由源數據庫服務器鏡像至應用服務器,兩者采用單向隔離網閘,保證數據只能由源端向應用端單向傳輸,所有業務均訪問鏡像服務器保證數據安全。
目前,魯西化工園區的生產數據采集量達到35萬點,可以做到所有生產數據完整、全面地從現場直接進入數據庫,數據采集傳輸實時性強。在山東省認定的第一批17個化工園區中,除魯西集團以外的其他企業,只能做到定時抓取或推送數據。作為由單一企業主導的化工園區,魯西化工園區生產數據采集的統一性和聯動性更強,2012年以來的所有數據都能可查詢、可分析、可利用。到2019年10月底,園區各裝置生產報表已經全部實現自動化采集,滿足管理需求的同時,極大提高了工作效率。
持續優化 智能管理全覆蓋
圍繞細化管理、服務指導園區安全生產穩定運行這條主線,以實用、先進為出發點,不斷優化完善功能,魯西集團先后自主開發了集安全、環保、生產、應急、能源、電商、物流、安防等多項管理體系于一體的智慧化園區管控平臺。
依靠這一智慧管控平臺,魯西集團對所有園區危化品承運車輛實行全部定位,對危化品物流集約管控。所有相關的社會運輸資源都已經利用物流信息平臺實現自動配載,每輛車走什么路線,在哪里停駐,是否超速和疲勞駕駛都能被全程監控。
魯西集團還在全國推行首家工業品電子商務平臺“魯西商城”,從下單支付到物流結算,園區近千萬噸化工化肥產品全部100%線上交易。產品價格公開透明,年交易金額超過百億元。
銷售和采購,一體兩面,在采購變革中,魯西與阿里巴巴、京東等電商合作,不僅大大降低了采購成本,還實現了采購工作的高效化、智能化、透明化。
依托自主開發的“系統當家工程”,魯西實現產品銷售、物資采購、物流管理的智能化操作,蹚出了一條廉潔經營的新路子。
智慧分析 決策管理精準快
魯西園區最大的優勢就是將智慧化與生產運營高度結合,有效利用數據,持續優化平臺。企業先后開發了多個“一張圖”專業管控板塊,利用數據支撐指導安全生產事故的預警研判,實現數據的可視、可管、可用、可信,成為服務指導園區生產運營的必備工具,為園區專業化管理提供有利的支撐與保證。
比如動態安全分析系統,通過紅外溫感、智能視頻對園區易著火區域進行實時監控,能夠及時發現火災事故隱患并自動報警;應急聯動系統根據報警信息、氣象信息啟動對應的應急預案,根據風向計算最佳路徑,可隨時調用周邊應急設施,形成疏散區域。
智慧管理平臺還可通過對不同產品裝置的原料采購價格、生產運行狀況,以及產品市場銷售情況的綜合分析,為企業管理者提供調整各裝置生產負荷、最優經濟運行策略的科學建議和合理方案,實現生產系統性聯動與經營系統性聯系的相互融合,促進企業整體效益的持續提升。
加入中化集團化工事業部后,魯西集團將繼續堅持“科學至上”理念,深化智慧化工平臺與安全生產融合應用,依托智慧感知網絡、大數據、人工智能、5G、數字孿生等技術,加快化工裝置先進控制系統(APC)應用,不斷提升數據管理、智能化應用水平,拓展應用效能,利用信息技術提升園區的管理效益,持續滿足企業發展的戰略需求,助力魯西成為中化集團建設世界一流綜合性化工企業的重要引擎。