新態勢下煉化企業數字化轉型探討

曹曉紅

[摘? ? 要] 我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，面對經濟發展的新態勢和煉化產業面臨的挑戰，利用數字化技術，加速推進煉化企業實現高效化、綠色化和智能化的產業升級轉型，已經成為整個行業的共識。針對煉化企業特點，提出了數字化轉型的思路和目標，探討了通過工業互聯網賦能數字化轉型的平臺架構和應用框架，對培育數字化創新生態提出看法。

[關鍵詞] 煉化企業;數字化轉型;工業互聯網;創新生態

1? ? ? 引? ? 言

當前，數字經濟正在席卷全球，新一輪科技革命和產業變革正在孕育興起，與我國工業轉型升級形成歷史性交匯。為在新一輪產業和技術革命中搶占先機，越來越多的傳統企業正在加快數字化轉型的步伐，作為經濟社會發展支柱產業的煉化企業，怎樣通過數字化轉型，實現提質增效、綠色可持續發展，成為保持市場競爭力的關鍵。

2? ? ? 煉化企業數字化轉型的背景與意義

2.1? ?煉化企業面臨的挑戰

經過幾十年的發展，我國煉化產業無論是在產業布局、加工規模、裝置結構與產品數量方面，還是加工工藝、技術裝備、自動化及信息化方面，都取得了長足的進步，已發展成為世界第二大煉化工業制造國家。

但是，我們也應清醒地看到，我國經濟已由高速增長階段轉向高質量發展階段，面對經濟發展的新態勢，煉化產業面臨著諸多問題與挑戰，主要表現在：①煉油能力嚴重過剩，成品油消費增速放緩，成品油供需矛盾突出;②傳統石化產品產能過剩，高端產品短缺;③資源與能源利用率不高，產品質量升級和節能減排壓力大;④安全環保生產形勢嚴峻，行業監管政策法規趨嚴;⑤國企、民企和外企競爭主體多元化市場格局已經形成，行業競爭將異常激烈。作為國民經濟主要支柱產業之一的煉油化工行業，在我國經濟加快轉型、社會主要矛盾發生變化的新形勢下，面對嚴峻的挑戰，迫切需要加快結構調整，推動提質增效，實現轉型發展。

2.2? ?煉化企業數字化轉型的意義

我國煉化工業雖然有了長足發展和進步，產業結構逐步優化，關鍵技術不斷取得突破，然而總體效能與國際先進水平相比還有一定差距，資源、能源、環境與安全約束下的創新水平亟待提升，利用數字化技術，加速推進煉化企業實現高效化、綠色化和智能化的產業升級轉型，已經成為整個行業的共識。

一是積極響應國家“制造強國”戰略的具體體現。通過數字化轉型，加快推動新一代信息技術和煉化行業深度融合，拓展“智能+煉化制造”，打造新型制造模式，將成為煉化企業轉型升級，實現可持續發展的重要推動力。

二是企業提高節能減排能力，實現綠色安全生產的需要。通過數字化轉型，加強安全環保的實時管控，開展用能監管和優化，將大大提高企業安全生產和節能減排能力，引領企業健康發展，打造平安工廠，實現綠色生產。

三是企業提升生產運營質量，提高核心競爭力，實現可持續發展的新動能。通過數字化轉型，建立數字化、網絡化、智能化的生產運營新模式，提升管理與決策能力，從而穩健應對國內外市場變化，提質增效，實現卓越運營，為企業可持續健康發展注入強勁新動力。

3? ? ? 新態勢下的企業數字化轉型

發展“數字經濟”已被我國政府確認為一種重要的經濟形態和創新增長的新動能，也是推動供給側結構性改革的重要支撐。數字經濟的構成包括信息技術產業的發展、建立在信息技術支撐和應用上的傳統產業增值和基于信息技術催生的新業態、新經濟和新模式，數字化轉型應運而生，并有效助力產業轉型升級。

3.1? ?對數字化轉型的理解

全球知名調研機構IDC此前曾對2 000位跨國企業CEO做過一項調查，結果顯示到2018年，全球1 000強企業中的67%、中國1 000強企業中的50%都將把數字化轉型作為企業的戰略核心。數字化轉型已經不再是一道選擇題，而是一道生存題，那么究竟何謂數字化轉型？

筆者認為，數字化轉型是利用當今先進的數字技術（如：云、物、移、大、智）與傳統的實體經濟充分融合，通過遞進式發展，改變現有的生產方式、生產組織、運營模式、營銷模式，最終實現組織活動、流程、業務模式和員工能力等方方面面的重塑和業態創新，尋求新的增長點，實現高質量發展。比如消費服務方面的電商、數字化媒體等，制造方面的個性化定制、網絡化協同、智能化生產等等，而這背后的原動力，一方面是新一代IT技術的發展，另一方面則是產業變革驅動。

不同的行業數字化轉型有不同的表現形式與內涵。我們看到，在互聯網、零售、傳媒、交通等許多消費服務行業里，數字化的商業形態已經逐漸代替傳統的商業形態，數字化重構成為主流和必然趨勢。而對傳統的工業制造業來說，企業的商業形態并非以數字化形式表現，數字化轉型對于企業更多的是意味著企業從流程驅動升級為數據驅動，以數字化手段進行生產運營優化，從而實現提質增效和業務增長。因此，數字化轉型要與企業的戰略相匹配，應當明確自身所處的轉型類別，選取合適的方案策略，從而順利實現轉型升級的目的。

3.2? ?煉化企業數字化轉型的思路和目標

對傳統制造業來說，要實現數字化轉型，要具備數字化運營和數字化創新雙重能力。首先要提升數字化運營能力，通過IT技術與OT技術的真正融合，有效強化當前核心業務，實現精準運營;其次要提升數字化創新能力，將數字化手段融入業務創新探索，為企業培育新型競爭力，引領企業的未來發展。這兩大能力相輔相成，迭代演進，以推動企業高質量可持續發展。

從全球能源發展趨勢來看，油氣仍然會是未來三十年能源消費主體，數字技術的應用水平將直接決定油氣行業發展與轉型的質量。因此，對于油氣行業中傳統的煉化生產企業來說，利用數字化技術，與煉油化工管理和生產技術深度融合，開展智能工廠探索實踐，實現從原油選擇、采購、加工、儲運到產品銷售出廠全產業鏈數字化管理，提高資源利用率，實現綠色安全生產，有效節能減排，降低生產成本，提升生產效率，創新生產運營模式，將是當前數字化轉型的重點和有效途徑。

（1）樹立數字化轉型戰略思維。數字化轉型首先是戰略思維轉型，數字化轉型不單單是引進某幾項數字化技術那么簡單，而是一場由思維轉換、管理變革、模式轉型、技術支撐的綜合性數字化革命，需要構建數字化領導力，對數字化轉型所需要的技術、人才、投入、管理體系進行重構，要有戰略定力。

（2）建立數據驅動的轉型框架。數字化時代的數據已經成為新的生產要素，所以數據的采集、加工以及基于數據洞察做出的決策將成為企業提升生產運營質量效率的創新驅動力。煉化企業生產全生命周期形成了大量的多維度工業數據資源，建立全方位、全過程數據互聯互通，以及數據驅動的業務處理與決策框架，對數字化轉型至關重要。

（3）規劃“三步走”轉型路線圖。開展數字化轉型頂層設計，規劃好從以生產數字化、流程自動化和管理信息化為主導的“數字煉化”，到以感知預測、生產優化、集成協同和決策支持為核心的“智能煉化”，再到以分子管理、人工智能和數字孿生為代表的“智慧煉化”的“三步走”數字化轉型發展策略，循序漸進，穩步推進。

4? ? ? 工業互聯網賦能企業數字化轉型

近年來，為促進包括傳統制造業在內的制造業轉型升級，國家出臺了一系列戰略規劃和政策措施，推動我國制造業數字化水平不斷提升，處在產業發展前沿的工業互聯網應用也在不斷拓展。今年“兩會”，總理政府工作報告明確提出：打造工業互聯網平臺，拓展“智能+”，為制造業轉型升級賦能。

4.1? ?工業互聯網是數字化轉型有效載體

以互聯網為代表的新一代信息技術與制造業交織融合，推動兩化融合進入新階段，工業互聯網應運而生。工業互聯網是互聯網技術從消費領域向生產領域、從虛擬經濟向實體經濟拓展的核心載體，是新一代信息通信技術與現代工業技術深度融合的產物，通過構建連接機器、物料、人、信息系統的基礎網絡，實現工業數據的全面感知、動態傳輸、實時分析，形成科學決策與智能控制，是制造業數字化、網絡化、智能化的重要平臺。

企業數字化轉型是在新一代數字化技術的基礎上，以業務數字化為前提，以數據資源為關鍵要素，以數字化技術和業務技術深度融合為發展路徑，以數字化運營和數字化創新為主要標志的一種企業轉型升級的模式，需要新的平臺化工具，需要新的數據采集和管理工具，需要新的智能化應用創新載體。工業互聯網的本質就是通過對工業數據深度感知、實時傳輸、快速計算及高級建模分析，實現生產及運營組織方式的變革，它與企業數字化轉型訴求非常契合，已逐步成為數字化轉型的賦能載體。

煉化企業開展基于工業互聯網的智能工廠建設，通過構建連接人、機、物、系統的互聯協同平臺，開展工業大數據的集成應用，實現對生產運營的全方位感知、全過程管控、全流程優化和全生命管理，是對數字化轉型的有益嘗試。

4.2? ?煉化企業工業互聯網應用架構

根據工業互聯網產業聯盟（IIA）發布的工業互聯網平臺架構（見圖1），工業互聯網平臺呈現出清晰的層級架構，涵蓋邊緣層、基礎設施層（IaaS層）、平臺層（工業PaaS層）、應用層（工業SaaS層）以及貫穿上述各層級的安全防護。其中，邊緣層、平臺層、應用層是工業互聯網平臺的三大核心層級，以實現海量異構數據采集匯聚與存儲計算、基于工業機理和大數據建模分析與知識沉淀復用、工業創新應用敏捷開發與運行，從而支撐生產運營智能、業務模式創新、資源優化配置。其主要應用模式歸納為以下四類。

（1）智能化生產：利用工業互聯網部署，實現對生產過程全方位管控與優化。

（2）服務化延伸：基于工業互聯網實時監控產品狀態，開展遠程運維等服務。

（3）網絡化協同：借助工業互聯網平臺整合組織資源，縮短產品的研制周期。

（4）個性化定制：通過工業互聯網推動用戶與企業深度交互，實現產品定制。

根據煉化企業生產運營的特點及智能工廠的目標需求，筆者認為煉化企業工業互聯網應用應基于智能化生產應用模式（應用模式1），圍繞“模型定義，數據驅動，智能服務”，實現工廠物理系統“人、機、料、法、環”的智能化感知互聯、分析預測、協同決策、精準執行，來構建煉化企業工業互聯網應用平臺架構（見圖2）。

平臺實現“采、存、服、用、管”功能，包括：一是泛在互聯，支持多源多類型數據采集，多渠道數據交換集成;二是存儲計算，構建海量工業數據存儲、處理和分析的計算環境;三是模型服務，提供基于機制模型和數據模型的統一能力服務;四是創新應用，具備工業APP開發環境，為企業業務應用提供支持;五是安全管控，基于設備、網絡、數據和應用的安全防護體系。

平臺構建的核心理念是：一是建立數據邊緣接入后臺，通過邊緣計算、物聯網和工業協議適配等技術，全面感知“人、機、料、法、環”數據，實現生產運營數據互聯互通;二是構建數據服務中臺，統一數據資源、數據模型、機理模型和工業知識管理，支撐全方位數據洞察，構建技術服務中臺，統一應用架構、開發框架、技術組件和業務組件管理，支撐敏捷化應用開發;三是按照企業生產運營核心業務域，打造前臺應用。

4.3? ?煉化企業工業互聯網關鍵應用

煉化企業通過開展基于工業互聯網的智能工廠建設，來實現數字化運營和數字化創新雙輪驅動的數字化轉型，應著力于安全生產、生產優化、設備健康、節能減排、產品營銷等核心業務，發力于全面感知、預警預測、生產管控、協同優化、決策支持等關鍵能力，基于工業互聯網平臺形成工業應用場景（見圖3）。

（1）在生產管控方面，統一進行生產過程優化控制、生產作業實時協同、生產異常預警分析、安全環保在線管控，自動化與信息化集成整合，實現生產操作智能化。

（2）在生產優化方面，形成面向裝置運行、生產運營和供應鏈的三大優化閉環，開展生產操作動態優化、計劃生產協同優化、上下游一體化資源優化，實現資源利用最大化。

（3）在設備健康方面，構建智能巡檢、大機組在線監測、機泵群在線監測、腐蝕在線監測在內的設備狀態監測診斷與預防預測維修系統，提高設備健康水平。

（4）在節能減排方面，構建能管中心，涵蓋全廠綜合能耗監控、裝置用能監控、設備能效監控、公用工程消耗監控，開展用能分析與優化，實現能源管理可視化和能流平衡優化。

（5）在工藝技術方面，以機制模型定義和生產大數據驅動為核心，圍繞生產熱點難點，實施自建模、多維度、全過程動態監控分析，開展裝置體檢，消除瓶頸，優化生產運行。

（6）在產品營銷方面，開展電子商務與智能物流一體化應用，以加油站為核心，通過“互聯網+”提供多渠道服務，建立以人車為本的營銷生態圈，助力銷售業務轉型。

（7）在經營決策方面，建立經營績效核算與分析模型，基于物料、能源和產供銷日平衡，以及市場和物流跟蹤，形成一套行之有效的經營預測和決策預案體系，支撐科學決策。

4.4? ?培育數字化創新生態

企業數字化轉型的驅動力來自業務和技術兩個方面，數字化轉型實際是業務的轉型升級，要從業務視角主動思考轉型的目標和路徑，把數字化新技術變為實際的業務價值，推動業務持續轉變。因此，數字化轉型不僅需要數字化技術人才，還需要業務人才，更需要能夠將數字化技術與業務結合起來的跨領域創新人才，通過數據改變傳統的管理思路和模式，形成企業數字文化。

怎樣營造企業數字文化？依托工業互聯網應用平臺，構建開放的數字化創新應用生態是一個有效途徑。在工業互聯網平臺上開辟用戶開放生態中心，業務人員可利用統一數據資源、服務組件和易用的應用開發工具，結合實際業務需求進行敏捷開發，迭代形成專業化APP，實現數字化創新應用，切實解決企業生產運營中的熱點難點問題，既可形成以平臺為中心的眾創氛圍，又可提升IT與OT的黏合度，同時還能加速業務知識的沉淀與復用，從而在人才培養、文化建設和平臺賦能等方面最終形成數字化轉型的動力源泉。

5? ? ? 結? ? 語

數字技術正在驅動方方面面的變革，也孕育了新的發展機遇，中國經濟從高速增長向高質量增長轉變，制造業通過數字化轉型，尋找新的增長點，已成為關乎企業生存與發展的重大命題。煉化企業打造基于工業互聯網的智能工廠，不失為一條數字化轉型的有效途徑，全面推進“智能+煉化制造”，伴隨著經營理念、管理模式、組織結構、企業文化等諸多方面的變革，必將為企業賦予新的強勁動能，實現高質量發展。

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