新時代化工企業(集團)數字化轉型初探

殷珮淇(南京外國語學校，江蘇 南京 210019)

0 引言

隨著“數字中國”戰略上升為國家戰略，數字化轉型及發展成果國家各級政府以及各企業新時代下推進工作重點，隨著國內經濟發展轉型，國家“十三五”時期已經對石化和化學工業加快轉型升級提出更高要求，“十四五”期間石化行業更是邁進發展關鍵時期，和新一輪工業革命不期而遇，行業變化對企業自身管理提高能力，大數據、物聯網、工業互聯網等信息化技術和應用不斷加深。這種要求與國際國內行業的變化密不可分，特征體現為增速放緩背景下，化工企業如何通過數字化手段實現高端、差異化、高質量可持續發展道路。

1 化工企業(集團)信息化現狀分析

目前，化工企業(集團)的信息化建設已不適應化工企業(集團)的發展需要，在基礎設施建設、信息技術應用等方面處于較低的行業應用水平，與國內外大型公司相比，存在著較大的升級空間[1]。化工企業(集團)數字化轉型具體重點就是如何突出石化專業管理特點，深化經營管理、生產執行、過程控制三個層次的專業應用，支撐生產和銷售兩條業務主線，充分利用數字化技術，實現“數字化化工”的建設目標[2]。

1.1 純流程性的信息化管理需要向數據治理方向演進

化工企業(集團)的車輛管理、統一身份認證、安全管控、設備管理、環保管理、辦公自動化系統(off ice automation，OA)、制造執行系統(manufacturing execution system，MES)、實驗室信息管理系統(laboratory information management system，LIMS)等應用系統后期陸續上線后，企業將會面臨主數據管理的問題，會涉及人員、組織、供應商、客戶、物料、設備等基礎數據的集成共享[3]。由于這些信息系統分屬于不同的業務領域，分屬不同的軟件廠商進行實施，數據分散在各個業務系統中，如果不進行有效的規范與管理，缺乏清晰、全局視角的主數據視圖，導致主數據很難在整個公司范圍內保持完整性、一致性、準確性、可控性[4]。具體問題包括：

(1)數據重復錄入。業務人員在多個業務系統中需要重復錄入基礎的人員、組織等基礎信息，當面臨組織、人員變更時，可能會存在數據漏報或者更新不及時的問題。

(2)數據分類編碼不規范。由于物料編碼規則不明確，業務人員在填報時難以區分清楚，填寫錯誤也難以糾察，導致數據編碼存在問題[5]。

(3)數據質量不高。數據在填報時，在多個系統中填寫規則可能不同，同時由于人員錄入的隨意性和正確性，導致數據集成后數據不正確或不規范等質量問題。

1.2 基于智能化標準的系統交互及業務流程需要加強數字化元素

目前化工企業(集團)管理的現狀存在標準不統一、流程不清晰、溝通不順暢，問題主要體現在以下幾方面：

(1)隨著行業發展，國家層面、行業層面、公司層面的標準規范體系文件越來越完善數量龐大、涵蓋面寬，變化更新較快，專業部門承接及公司內部推廣及更新無法做到及時和全面。

(2)近幾年國家層面及企業內部的各項管理要求、標準逐步提升，公司組織機構優化，也同步開始推進對企業現有制度、標準、流程、崗位、職責全面梳理，推動改善企業管理中效率提升的問題。

(3)管理信息化程度較低，主要依靠傳統的溝通、傳遞、管理手段。管理標準日益提高，涵蓋的面越來越廣，傳統的管理手段及方式下，大量的數據統計、分析、監督、管理需要人工完成、核對，資源不能共享，技術人員工作量日益加大，疲于應付日常事務性工作。

1.3 生產管理控制缺乏信息支撐需要加強數據資源共享

根據對化工企業(集團)的現狀的初步調研，目前化工企業(集團)突出的問題反映如下：

(1)總體上缺乏決策信息支撐。在生產管理環節中，企業主要缺少相應信息化系統支撐，沒有一個信息共享交換平臺來收集并交換生產活動的相關數據信息，難以實施掌握各個生產環節的生產狀態，導致生產效率無法得到提升[6]。

(2)排產困難、調度困難。由于總體上缺乏決策信息支撐，導致各個生產環節監管不到位，無法實時掌握工序級別的損耗問題，增加了排產及調度的難度。

(3)企業生產過程難以事前和事中控制。各個生產環節基本不透明，使得無法追蹤其生產狀態：目前難以實時有效監控生產進度和發現進度拖期，不能關聯得到問題的原因，是否是人工的、設備的、或則材料的原因[7]。在這種情況下，即使發現問題也可能會相互推卸責任，可見由于缺乏實時監控的數據和手段，從而無法達到事前和事中的有效控制。另外，目前監控主要靠調度人員事后手工處理，這樣一方面導致不實時，另一方面也很難保證數據的完整性和準確性。

(4)產品質量難以事中受控。通過和技術生產質量部質量管理人員和公司領導的溝通，質量方面的問題主要體現在：在材料進廠環節，需要調度人員、質檢人員、保衛人員等同時多方面的協助，缺少按流程進行操作和監控的信息系統，這樣大大增加了調度人員工作量，很大程度上也打亂生產節拍。目前化工企業(集團)沒有LIMS系統，無法事后進行過程統計分析和質量追溯。

2 化工企業(集團)數字化轉型推進策略與建議

新時代下，數字化、精細化與高質量發展要求，瞄準國際一流石化企業水平及先進技術的發展趨勢，以化工企業(集團)現狀為出發點，規劃分期建設，通過階段性目標的實現，推進化工企業(集團)數字化水平向國際一流石化公司的信息化水準邁進。從發展基礎、技術裝備、應用推廣、人才儲備到整體智能化水平的綜合提高，為化工企業(集團)的經濟及社會效益提高做出支撐和保障。化工企業關注的重點逐漸從“業務數據化”逐步過渡為“數據業務化”，如何讓數據產生價值、如何使企業通過不斷優化從而實現效益最大化越來越受到重視。針對石化行業，通過“全面感知、優化協同、預測預警、科學決策”從而實現“本質安全、降本增效、綠色環保、卓越運營”成為智能工廠建設的愿景[8]。

2.1 化工企業數字化轉型首先需要頂層設計

根據化工企業(集團)的工藝和行業特點結合國內外目前的先進的、成熟的智能化技術和經驗，總目標分解與實現路徑如下：

(1) 1～2年內，全面完成規劃建設任務，為化工企業(集團)后續生產及經營提供有力支撐和保障。

(2) 2～3年內，以智慧工業互聯網為手段，在計劃調度、生產監控、工藝分析、用能優化、設備管控、安全管控、生產經營等基礎之上的三個一體化方面全面實現智能化。在生產環節，實現體系化的數據現實回歸及虛擬化模擬分析，提高卡邊控制、精準控制的有效性，形成企業最優生產管理。

(3)3～5年內，全面深化應用集成、生產計劃排程系統(advanced planning and scheduling, APS)、MES、先進過程控制系統(advanced process control, APC)、流程模擬、物聯網的綜合應用，消除信息孤島，打通業務流程形成集成工作平臺，實現全業務、全要素、全專業智能化的監控分析。在本次建設完成時，使化工企業(集團)內部的業務管理實現有效的柔性管理，實現自組織、自學習、自適應等能力[9]。

(4)通過數字化規劃建設，使化工企業(集團)信息化水平提高至國內主流石化企業信息化水平，并為新技術、新裝備的引入創造環境。

(5)通過數字化建設過程，為化工企業(集團)打造自身數字化管理運維及發展人才隊伍提供支持。在本次規劃建設結束時，在化工企業(集團)內部培養出專業對口、技術適應的數字化管理人才，具備科學的管理思路和技術手段，能夠匹配化工企業(集團)對數字化管理的要求。

(6)在規劃建設完成時，為化工企業(集團)梳理出完善的數字化外部支撐資源環境，從設計建設、運維管理、體系優化等各個層級，提供有效的支撐，保障化工企業(集團)后續數字化發展的需要。

2.2 基于“統一柔性”數字化轉型總體架構是工作重點

依據建設規劃，針對化工企業(集團)數字化建設需求分析，制定“統一柔性”的數字化轉型總體架構如下：建設數字化基礎設施及工業互聯網平臺，在工業互聯網平臺上建設生產管控一體化、產業鏈價值鏈一體化、資產全生命周期一體化的企業數字化應用體系。具體規劃架構圖如1所示。

2.2.1 基于數字智能化信息化基礎設施建設是基礎保障

業務的信息化程度與企業的生產經營效率高度相關，化工企業(集團)作為一家大型集團企業，打造全面互聯的信息化業務系統刻不容緩。依據企業發展戰略，以及國家及行業對信息化建設的要求，實現化工企業(集團)的“數字化、智能化”，要求化工企業(集團)的信息化基礎設施需盡快完成升級完善，改變以往長期借用信息化基礎設施的狀況，為化工企業(集團)的后續數字化建設提供保證。數字化基礎設施包括先進的數據中心建設、覆蓋生產辦公環境的整體網絡建設，為數字化系統提供運行環境的虛擬化、云計算建設，以及由此帶來的附屬系統建設。

其中，網絡系統建設需要根據業務系統的進一步需求，充分考慮化工企業工業互聯網建設標準及規范的要求，設計企業內部及外部網絡環境，對廠區、辦公區各業務網絡采取的有線網、無線網、移動網、互聯網融合模式進行設計。為實現化工企業網絡架構穩定，網絡層次清晰，支持長期平滑演進，建議整網統一規劃，采用分層架構設計、鏈路備份、易擴展、網絡集中管控、滿足業務長遠發展需求，如圖2所示。

圖2 化工企業(集團)網絡分層架構設計

圖1 化工企業(集團)數字化轉型規劃架構圖

2.2.2 基于“智能、融合、共享”化工企業數據資產管理體系是關鍵

數據是化工企業(集團)精準管理的核心資源，以科學統籌規劃布局，基于在建的信息化平臺，推動數據資產管理平臺的進一步建設，包括：實現化工企業(集團)全量數據的完整歸集與整合，共建共享化工企業(集團)數據域；加強數據質量和安全建設，實現數據全生命周期管理；實現數據智能，使數據貼近和服務于業務，支撐銷售、采購、物流、生產、進銷存等應用，提升數據價值。在生產領域開展異常工況識別、生產預警、設備故障診斷分析等工業大數據應用，以實現設備運行狀態的在線評估和和故障診斷預警。同時結合領導駕駛艙，開發客戶畫像、客群分析、采購預測、營銷分析等客戶大數據應用。逐步推進各領域大數據應用，高質量開發利用數據資產資源，實現數據資產增值增效。

圍繞化工企業(集團)戰略發展愿景開展至上而下推進企業數據資產管理體系建設。識別目前系統中的數據問題，識別主要數據矛盾，通過分階段的不同主題數據域的數據標準和數據質量建設逐步提升企業數據治理能力。并通過建立數據分類以及編碼規則、數據屬性標準，建立企業數據屬性以及數據分類編碼中心，通過數據集成規范以及集成接口，統一數據應用口徑，支撐跨系統的數據協同以及數據應用，為后續企業信息化建設跨系統的業務協同或跨系統的建設運營態勢分析提供基礎。具體數據資產管理工作如圖3所示。

圖3 化工企業(集團)數據資產管理體系

(1)數據資產盤點。數據資產目錄范圍：渠道，產品，物料，財務指標，形成資產目錄清單，通過業務調研、技術調研，開展資產盤點，完成數據資產目錄及數據資產管理方法。

(2)主數據分類及安全定級。遵循行業規范指引，梳理主數據分類，合并數據資產項，明確歸口部門和數據安全等級，基于訪問管理權限創建訪問控制矩陣。

(3)數據資產管理體系架構。構建化工企業(集團)數據資產管理體系，制定組織架構、認責機制、數據管理辦法、數據標準管理辦法和流程、數據質量管理辦法和流程、元數據管理辦法和流程、數據管控平臺建設方案等。

(4)數據標準定義。在數據資產盤點過程中，對數據資產進行業務、技術和管理定義并獲得對口部門的確認，從中挑選必須訂立數據標準的資產項，開展數據標準編制工作，并最終發布。

(5)數據質量規范編制。在數據資產盤點過程中，基于數據定義及規則，與業務部門共同商定基礎質量要求，編制數據質量規范。

(6)數據整合及模型。化工企業(集團)以生產經營和過程數據為基礎，建立中央數據庫，覆蓋公司主要信息系統。同時建立實時數據庫，覆蓋公司生產、設備、安環、能源所有實時數據源。中央數據庫和實時數據庫的數據沒有經過很好的數據整合，在使用時產生大量重復數據，數據不一致的情況。因此，在數據整合基礎上建設企業級數據倉庫和商務智能平臺，加強數據深度收集和管理，挖掘數據背后隱藏的信息與價值，為業務提供統一的數據服務，并逐步形成完整的報表體系，輔助各級領導和管理人員及時掌握業務運營情況，并基于數據進行精準決策。

(7)元數據登記。采集相關系統的元數據信息，包括表、字段、代碼等信息，與數據資產建立關聯關系，形成數據分布地圖。

(8)技術架構設計與規劃。深入開展系統集成和多系統協同應用，基本消除信息孤島，提升系統集成共享水平。推進全局業務流程優化和主要信息系統的集成，發揮協同增值效應，基本消除信息孤島。

(9)數據管控平臺實施。從技術上實現數據管控工作的自動化管理，實現對數據資產盤點成果、數據標準、數據質量、元數據、數據安全的登記和維護。

2.2.3 基于化工企業業務生產內外融合系統建設持續建設的方向

化工企業(集團)現有生產管理環節目前缺乏信息化系統支撐，通過建設一系列生產運行、安全環保、設備管理以及營銷管理方面的信息系統來輔助提高公司管理技術水平。應用系統實現生產經營活動相關數據信息的收集分析以及生產經營過程的管理決策支撐，從總體上實現生產各項活動狀態的實時、有效、全面的監控和預警，使得持續改善生產過程的有據可依。一方面，通過改善目前公司現有ERP應用覆蓋面窄，不能解決生產環節中相關工序級別損耗問題，推進生產環節的效率提升；另一方面，實現生產環境全流程監控，包括設備、原輔料供應、上游等環節，提供有效實時的生產數據，提高各環節管理水平達到行業內一流水平。生產控制層系統包括MES、資產設備全生命周期管理、質量管理、能源管理、安全環保管理等，經營管理層系統包括OA、ERP、電商系統、營銷平臺等，決策層系統包括領導駕駛艙等。以上系統均采用“平臺+服務”的架構，依托化工企業(集團)工業互聯網平臺建設，實現用戶、角色、權限的統一管控，實現統一權限管理。

3 結語

“十四五”將是我國由石油和化工大國向強國跨躍的關鍵期，新時代下，以化工企業(集團)的數字化轉型為契機，不斷地推動兩化融合和數字化戰略轉型發展，充分融進雙循環新發展格局，通過大數據、工業互聯網、物聯網等新技術融合的數字化技術應用，加速產業發展和供應鏈的重新構建，釋放發展新機遇，切實推動制作業產業策略和企業形態本質轉化。