发表时间： 2022-10-16 19:32:13
作者： 高杨 张敏 张浩
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摘要：国家“十四五”规划将数字化转型单列篇章，升到国家战略的高度，集团公司作为国有重要骨干企业和具有代表性的中央企业，履行担当和作为，以建设“数字中国石油”为目标，将数字化转型、智能化发展作为集团公司贯彻新发展理念、融入新发展格局的战略选择。中国石油炼油与化工分公司及其下属企业认真落实国家、集团的战略部署，将数字化转型作为新时代炼化企业加快就地转型、实现高质量发展的关键一招，推动企业实现生产安全可靠、产能结构优化、行业竞争力提升、企业高质量发展目标的实现。通过炼化企业信息化与数字化转型分析，阐述炼化数字化转型的目标任务、重点转型的方向及关键信息化技术应用，探索数字化转型的行之有效的实施路径和方法，为炼化企业数字化转型智能化发展提供借鉴和参考。
关键词：炼化企业；信息化；智能化；数字化转型
1 前言
在世界范围内，数字经济早已成为全球经济的发展主线和重要内容。面对由数字化、智能化引领的第四次产业革命浪潮，各国高度重视数字经济战略布局，纷纷出台数字化相关的战略、方针，从大数据、人工智能、智能制造等领域推动数字经济发展，力争在国家战略层面获得先发制人的战略优势。特别是中美战略博弈加剧，对我国实施封锁阻遏，全面压制我国高科技发展。以习近平同志为核心的党中央高瞻远瞩、运筹帷幄，确立了到2035年跻身创新型国家前列的战略目标。国家“十四五”规划将数字化转型单列篇章，将数字化转型提升到国家战略的高度，集团公司作为国有重要骨干企业和具有代表性的中央企业，履行担当和作为，以建设“数字中国石油”为目标，将推进数字化转型、智能化发展作为集团公司贯彻新发展理念、融入新发展格局的战略选择。中国石油炼油与化工分公司及其下属企业认真落实国家、集团的战略部署，很多传统炼化企业也纷纷开始借助数字化转型，解决国内外原油与产品市场的很大不确定性、产品同质化严重、企业盈利能力疲乏、安全环保压力加大、创新发展能力普遍不足等问题，开启企业由“燃料型”向“材料型”，由“生产型”向“经营型”的高质量发展企业的转型之路。数字化转型已不再不是做与不做的选择题，而是必须做好的必答题。
2 炼化企业数字化转型的定义
2.1 炼化企业数字化转型的定义
炼化企业数字化转型的本质是以价值创造为目的，以提升效率和效益为导向，用数字技术驱动业务变革的过程，其通过打破系统壁垒，释放企业全量数据资源的潜能，让数据发挥最大价值，助推和提升企业的运营管理能力。数字化转型重点应在借助先进的数字化技术解决方案，持续推进核心业务的数字化，开展以数据驱动的运营智能化，实现企业向数据驱动决策的高质量发展企业转型。
2.2 炼化企业数字化转型的内涵
以价值创造为目的。数字化转型从根本上是重构价值体系，改造优化供应链、生产、销售、服务等价值链创造和传递环节。以客户为中心，提升客户体验，盘活存量价值，挖掘新的价值增长。炼化企业数字化转型不断向价值链延伸，向为客户提供高附加值的产品服务和解决方案转型。
以数字技术为驱动。技术转型是数字化转型的引擎，推动炼化企业向数字化、网络化、智能化发展。数字技术与实体经济深度融合，引起生产力和生产管理发生深度变革。数据是推动转型的核心要素，具有极大的创新驱动潜能。
以业务变革为核心。数字化转型是业务转型，通过打造生态化、服务化的新模式、新业态，推动从业务数字化向数字化业务转变。变革包括文化、组织、管理、技术的互动创新，全面变革，甚至引发战略转型。
是一个系统性工程。炼化企业数字化转型是一个持续打造新能力的系统性变革过程，从业务赋能、运营优化转型模式再造逐步递进，数字化转型不是一次性任务，而是一个长期的变革过程。生产力变革与生产关系变革相辅相成，变革过程呈螺旋式上升。
突出效率和效益提升。炼化企业数字化转型应围绕提升效率、效益展开，不断提高全要素生产率和资源配置效率，提升企业经营效益。通过数字技术提高工作效益、协同效率、管理效率、生产效率，提升劳动生产率。实现更低的成本，更高的质量，更短的交货周期和更大的灵活性，实现降本增效。
2.3 炼化企业数字化与信息化的关系
企业信息化关注企业内部单业务流程的优化，从而提升工作和管理效率。数字化是在信息化的基础上，通过采用一系列数字化技术，解决企业在信息化阶段面临的炊烟式信息孤岛问题，打通横向（即价值链）和纵向（IT和OT）之间的数据链路问题，实现以数据驱动的创新业务模式。数字化转型是企业从传统信息化模式向数字化模式转变的，持续迭代的过程，用数字化技术赋能整个企业，需要企业战略乃至企业组织、文化的转型，给企业重新注入数字化基因。
2.4 炼化企业数字化转型建设关键要素
企业智能运营平台是数字化转型的利器。企业智能运营平台将消除传统之间不间断集成的依赖性，通过IT与OT的统合，有效使用数据做出更好的决策，提升IT与OT之间的协作效率。目前，企业智能运营平台与传统ISA-95架构之间存在定位问题。ISA-95其目的是利用通用的术语和模型，规范企业业务和工厂生产运营之间的信息流，降低生产控制系统之间的集成成本。数字化转型的重心转移到企业大数据，通过网状式架构，将所有设备、系统作为资源节点接入，数据成为了基本要素，经过解耦和重构，再以敏捷、创新的方式支撑前端工业App。
工业App是智能运营平台生态的重要组成部分。工业App是将企业知识和技术的模型化、模块化、标准化和软件化，能够有效促进知识的显性化、公有化、组织化、系统化，极大地便利了知识的应用和复用。
寻找价值增效业务场景下的数据主线。企业以价值增效为出发点，为达到提质、降本、增效为目标，解决企业用户痛点，寻找业务场景。根据数据主线打通，如供应链、产品链、资产链的数据链路，以业务为核心对这些数据进行解耦、重构和复用，形成业务场景下数字主线，将正确的时间、以正确的方式、向正确的人提供正确的信息
实现数据驱动的运营一体化。在传统信息化建设过程中，以流程驱动作为信息化管理模式，主要强调“业务流程化，流程信息化”。以数据驱动运营一体化，主要利用数据聚合、挖掘、分析等技术实现对企业业务和数据的深度洞察，通过数据触发企业的业务活动和决策流程，加快业务运作和数据流转速度，提升运营和决策效率，最终实现运营的一体化。
让数据说话。数据作为企业的核心资产，数据治理成为挖掘数据价值的重要手段和工具，数据治理是对数据的全生命周期进行管理，通过数据治理，能够消除数据的不一致性，建立规范的数据应用标准，提高数据质量，实现数据内外部共享，并能够将数据作为组织的宝贵资产应用于业务、管理、战略决策中，发挥数据资产价值。
3 炼化企业数字化转型建设内容
3.1 炼化企业数字化转型目标
炼化企业始终瞄准高质量发展制约性难题，在战略层面，围绕打造高质量发展企业愿景，突出建立以效益最大化为核心的“智能价值链”、以精益高效为核心的“智能产品链”、以可靠运行为核心的“智能资产链”、以协同共享为核心的“智能创新链”，着力打造企业数字化转型赋能体系。在管理层面，推动业务数字化向数字化业务创新转型，发挥双轮驱动效应，构建以“大部制”“扁平化”为重点的高效组织体系；在技术层面，坚持以新一代信息技术为有效抓手，加速与生产运营模式的深度融合，以数字化转型全面激活数据要素潜能，逐步形成数据资产化体系。
图1 炼化企业数字化转型蓝图
3.2 炼化企业数字化转型重点方向
建立以效益最大化为核心的智能价值链。以市场为导向，深度挖掘核心业务价值链，强化市场感知和预判能力，加快成本、指标、运营、市场、产品调整和转型升级，提升经营质量效益。
建立以精益高效为核心的智能产品链。推进业务“计划-调度-监控-优化-分析”一体化转型，全面提升异常感知预测、报警分析和生产全过程精益化水平。
建立以可靠运行为核心的智能资产链。基于“可靠性-健康-维修”策略，对“动静电仪”设备进行全面状态监控预警、故障诊断、根原因分析及维修建议，优化资产利用率和维护成本，大幅提升设备可靠性。
建立以协同共享为核心的智能创新链。以工业互联网平台为抓手，推动业务与技术双轮迭代驱动，点上赋能、线上优化、面上转型、体上再造，打造高效、透明、协同的数字化工作文化、思维与环境。
3.3 炼化企业数字化转型实施内容
建设生产经营一体化。紧盯 “事前算赢、事后算准”目标，聚焦全链条经营计划管理，全面集成成本、指标、运营、市场、产品全链条数据，推动资源、产品、市场、营销一体化运营分析及转型升级，支撑财务管理从核算及监督职能向业务支持及战略职能转变，为生产、销售、研发等环节提供财务预算、监控、分析、绩效评价等高价值服务，堵住出血点、激活贡献点，助推公司由“生产型”向“经营型”转型。
建设计划调度一体化。以公司整体效益最大化为目标，建立原油调合调度、生产调度、成品油调合调度，做好资源选择、产品结构、加工路线、操作运行、产运销等过程的全流程优化，落实“财务-计划-生产-营销”全链条的业务转型升级，实现基于数据驱动的敏捷响应、动态优化、全局协同和智能决策。
建设化工销售一体化。以敏捷响应市场需求与提升用户服务为目标，坚持市场向导，建立化工品市场需求分析预测模型，整合优化市场销售、产品价格、原料价格、生产成本、客户、相关政策等各类相关数据，实现化工品资源配置、买断分割、调拨调运、营销战略、价格政策等上下游等各业务环节的统一管理协调，构建一体化的大营销格局。
建设生产运行一体化。以精准执行与平稳运行为目标，建立生产计划-生产调度-运行监控-统计分析业务协同平台，强化以调度为中心生产运行指挥体系，实现生产运行过程的实时可视，异常状况的预警报警及处置；建立全厂综合报警平台，实现各类异常的预测预警，支撑安全仪表、连锁、报警等重点管理。
建设工艺技术一体化。以装置优化运行为目标，基于MES、流程模拟等系统，开展“全厂-装置-单体设备”生产及工艺数据的深度挖掘，分析工作操作瓶颈，模拟工艺解决方案。通过建立原油预测模型、过程质量模型等，快速预测混合原油性质，中间产品和最终产品性质；对重点生产装置的工艺进行在线分析、在线操作指导。
建设用能优化一体化。以节能降耗为目标，落实公司“双碳”目标，对能源产、供、转、输、耗的实时监测和优化，清晰掌握能流全过程信息，合理配置能源结构，实现对能源生产、运行、调度各关键业务环节准确调优，合理利用能源、深化节能降耗。
建设设备管理一体化。以设备可靠性和完整性为目标，持续提升设备管理功能和现场设备状态信息采集能力，利用设备机理模型以及各类故障模型库，实现动、静、电、仪全面状态监测和故障预测诊断；基于“可靠性管理-健康管理-维修管理”策略，加强装置及设备实施完好性、精细化管理，强化设备专业化维护，降低维护成本，提高设备运行可靠性。
建设安全环保一体化。以“安全压倒一切、一切服从安全”为指导思想，通过感知与集成技术对各类风险及报警进行及时提醒、跟踪、落实、考核，重点建立环保地图、应急指挥系统，对VOCs布点及泄漏监测，环保的网格化监控与管理（包括装置污水排放、水质、排气的在线监测），现场作业实时动态监控管理，支撑安全生产固牢基础，守牢安全生产底线。
4 炼化企业数字化转型实施方法
实现IIOT赋能是目标。重点突出整体提升和局部优化，持续提升感知层和OT层的数据监控和预测、预警、分析，保绿色安全稳定运行；优化IT层的价值链、能源、资产管理，挖掘效益进一步提升公司盈利能力，重点建设专业化一体化的业务协同。形成基于ET、OT层的实时控制与基于IIOT的决策控制的双环管控模式。
形成云-边-端的决策模式，并指导装置进行管控执行。边缘数据采集方面，安装智能传感器、工业摄像头、可穿戴设备、等数据采集工具，利用泛在感知技术，采集企业的动静电仪设备、异构数据、运营环境、人员等数据，实现企业运行状态的全面感知。边缘数据分析方面，在重点装置、关键设备或者在设备管理、质量管控、智能巡检等场景下，部署机器学习和深度学习算法，在边缘控制器上集成分析引擎，实现对装置的自动调整和优化，实现模型、数据、服务三方面的边云协同。
构建企业级数字孪生，打造物理空间与数字空间的双模运行模式。利用动态建模软件和实时采集数据为企业建立虚拟模型，并实现企业运营的实时分析、诊断与预测以及供应链上下游的协作。基于经验和知识的混合模型应用创造新的价值，如设备、或业务的运行状态分析，开展异常监测。
以数据为驱动、模型为核心，实现 “数据+模型+平台”的需求-应用服务新模式。基于生产装置与工艺流程，建立各个生产装置、公用工程等生产系统基础模型，并在此基础上，梳理炼化工艺知识，研发工业模型，根据不同业务管理的要求，形成派生模型，从而支撑上层应用服务。
应用工业互联网平台支撑，实现由传统的流程驱动业务过程向数据驱动的运营一体化转变。通过数字化技术与传统工业技术的深度融合为基础，打造边缘层、资源层、平台层、和应用层构成的技术支撑体系，汇聚数据、知识、工具等技术资源，解决企业内部从生产设备、生产执行、生产计划到企业运营管理之间的数据流转和传递问题，利用数据聚合、挖掘、分析等技术实现对企业业务和数据的深度洞察，通过数据触发企业的业务活动和决策流程，加快业务运作和数据流转速度，提升运营和决策效率，操作的安全，最终实现运营的一体化。
图2 炼化企业数字化转型实施方法
5 炼化企业数字化转型实现路径
坚持愿景引领。以生产全过程、资源全要素、管理全方位的价值创造为中心，制定推动端到端的产业链、价值链优化的转型愿景。
坚持双轮驱动。业务部门和技术部门要紧密协同，一体化推进，强化业务场景和技术解决方案的双轮驱动作用。业务部门在数字化转型智能化应用场景的设计与实施中发挥主动作用，技术部门为各专业应用场景提供先进使用的技术支撑。
推进数据治理。建立统一数据湖等技术平台，汇聚全局数据，构建数据源、数据底座、数据应用三层数据技术体系，推进数据治理工作，健全数据管理组织，明确数据管理机制，完善数据管理制度，推进数据管理考核。以业务主体负责，技术提供支撑，在数据产生源头治理的工作模式，推动数据架构、数据标准、数据质量、数据全责等全面落地见效，实现数据治理和数据入湖，为不同企业不同层级提供数据共享应用服务。
打造企业云平台。部署企业云计算平台，基于平台沉淀、封装各业务领域模型、数据、知识、组件等技术资源，构建可复用的中台服务能力，推动数据融合贯通和充分共享，为企业战略执行、业务运营、经营管理、风险管控提供动态监控、预警和预测分析能力，提升决策能力和决策水平。
构建稳态和敏态双模IT应用模式。结合现有系统运行模式，要把双模IT应用模式作为传统系统全面入云、解耦、重构的过渡架构，最终目标是实现全面云原生的开发、治理和应用架构。
6 结论与展望
通过对炼化企业数字化转型重点方向和建设内容研究，探索数字化转型实现路径，企业以数字化为根本，标准化为基础，信息共享，数据驱动为重点，取得效益为目标。企业通过构建智能生产管控和协同工作模式，以数字化助推扁平化管理，压缩管理层级，以加快信息、人员在组织和岗位间的流动和利用效率。利用数字化转型推动运营模式变革，数字化转型承载的数据、模型、软件将代替人员的经验和判断，通过感知、分析、预测、决策、控制等运行模式实现企业转型升级。通过建立双向培养模式，提高各类业务人员的数字素养和创新意识，精准开展员工配置、培训、绩效提升等工作，实现人才的精准培养、使用和考核。现场操作人员，通过现场无线感知仪表的广泛使用，以及设备、仪表、电气数字化、智能化的深化应用，推动例行巡检向事件型、辅助巡检转变，现场作业由经验型向知识自动推送转变。工艺操作人员，通过实施APC、RTO、报警管理等系统，装置运行的平稳性、可靠性、优化性大幅提升，推动员工由繁杂的操作向操作规程优化、常态化专业培训转变。专业技术人员，利用数据分析与机理模型技术，推动员工由数据收集、公式计算、报表生成向数据深度挖掘、工艺及能耗优化的研究转变。设备运维人员，利用智能化的动、静、电、仪诊断系统，由以前的图谱分析、经验分析向人机协同、自动诊断转变。生产经营人员，利用计划优化、调度优化及ERP等系统，开展供应链与价值链研究，推动经营分析由局部向全局优化、月核算向日核算的转变，大幅提升生产运营的柔性与及时性。
参考文献：
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作者介绍：高杨（1983-），女 ，大学本科，工程硕士，高级工程师，兰州石化公司自动化研究院，主要研究方向为中国石油炼化业务信息系统设计实施，主要包括中国石油炼油与化工与运行系统2.0、1.0项目、炼化装置技术分析项目；2017年以来，主要从事炼化企业智能工厂规划和建设实践、炼化业务数字化转型方案设计、兰州石化公司数字化转型方案设计和建设实施。
