1、信息化建設的意義
當前以信息化技術(shù)為代表的高新技術(shù)迅猛發(fā)展,正在有力地推動(dòng)著(zhù)經(jīng)濟全球化和全球信息化進(jìn)程,并由此產(chǎn)生了新的經(jīng)濟增長(cháng)模式,加速了世界性的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品結構和組織結構的調整,對社會(huì )經(jīng)濟活動(dòng)產(chǎn)生了難以估量的影響。信息化已經(jīng)成為當今世界經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢。在當今世界經(jīng)濟全球化進(jìn)程不斷加快的趨勢下,特別是我國加入WTO以后,我們的企業(yè)將在全球范圍內獲得更大的發(fā)展機遇,但同時(shí)也面臨著(zhù)巨大的挑戰。這就要求我們通過(guò)信息化來(lái)提升企業(yè)的技術(shù)創(chuàng )新、管理創(chuàng )新和體制創(chuàng )新的能力,增強企業(yè)的核心競爭力,以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的發(fā)展。以計算機技術(shù)為核心的信息技術(shù)導致了一次新的工業(yè)革命——制造業(yè)信息化,以制造業(yè)信息化為標志的科學(xué)管理才稱(chēng)得上是現代化管理。因此,企業(yè)要生存、要發(fā)展,當務(wù)之急就是要進(jìn)行信息化建設。
2、化工流程特點(diǎn)和信息化建設現狀
化工流程生產(chǎn)過(guò)程采用的是連續的產(chǎn)品加工方式,作為原料的物料流及能量流持續進(jìn)入由一系列生產(chǎn)裝置序貫組成的固定生產(chǎn)流程后,連續經(jīng)過(guò)反應、換熱、分離、流體輸送等各類(lèi)環(huán)節,直至生成最后產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程除了發(fā)生物理化的過(guò)程還伴隨著(zhù)化學(xué)反應的過(guò)程,生產(chǎn)活動(dòng)一般是在高溫、高壓、高流速、易燃、易爆、有毒的條件下進(jìn)行的。由于高強度的流程生產(chǎn)過(guò)程具有明顯的經(jīng)濟效益倍增特性,不合格的產(chǎn)品以及超量的排放,或者由于控制系統失靈而引起的生產(chǎn)裝置停車(chē),都將產(chǎn)生相當嚴重的經(jīng)濟后果,流程工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)而非產(chǎn)品設計技術(shù)成為企業(yè)贏(yíng)得競爭的最為主要的關(guān)鍵因素,自動(dòng)化系統對企業(yè)生產(chǎn)顯得尤其重要。針對這些特點(diǎn),應用先進(jìn)控制技術(shù)、化學(xué)工程、計算機及計算機網(wǎng)絡(luò )、數據庫等多個(gè)領(lǐng)域內的先進(jìn)技術(shù)成果,實(shí)施生產(chǎn)信息化戰略,追求企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的總體優(yōu)化操作,實(shí)現“安、穩、長(cháng)、優(yōu)、滿(mǎn)”的生產(chǎn)操作模式,將企業(yè)生產(chǎn)從過(guò)去的簡(jiǎn)單、粗放式生產(chǎn)模式向綜合優(yōu)化模式轉變,成為企業(yè)贏(yíng)得市場(chǎng)激烈的競爭的關(guān)鍵因素。
生產(chǎn)自動(dòng)化是企業(yè)信息化建設的重要組成部分,在化工流程行業(yè)要以信息技術(shù)提升傳統的生產(chǎn)模式,關(guān)鍵要在“安、穩、長(cháng)、優(yōu)、滿(mǎn)”五個(gè)字上作文章,“安”是在保證人身和設備安全的基礎上進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)；“穩”是要求生產(chǎn)裝置盡量穩定進(jìn)行,這對延長(cháng)設備使用壽命,減緩催化劑老化都會(huì )帶來(lái)巨大效益?；ο? 特別是一些化學(xué)反應器,本身的特性就可能是不穩定的,稍有波動(dòng)就有可能進(jìn)入正反饋狀態(tài),造成化學(xué)反應出現雪崩效應。這就對控制系統提出了很高的要求來(lái)克服不同擾動(dòng),確保生產(chǎn)穩定進(jìn)行：“長(cháng)”則是指生產(chǎn)裝置長(cháng)周期運行的要求。保證生產(chǎn)流程的長(cháng)周期連續運行,是企業(yè)實(shí)現生產(chǎn)節能降耗、穩產(chǎn)、高產(chǎn)的重要保障。很顯然,裝置運行周期越長(cháng),停產(chǎn)損失越小,檢修費用也就越低,企業(yè)可獲得的經(jīng)濟效益越大。流程過(guò)程客觀(guān)上存在著(zhù)周期性的全局停車(chē)大檢修工作,設備檢修的質(zhì)量及內容對日后的生產(chǎn)裝置的運行狀態(tài)起到至關(guān)重要的作用,如何制定一個(gè)科學(xué)的、經(jīng)濟的設備大修計劃,依賴(lài)于人們對生產(chǎn)裝置的全過(guò)程運行信息的采集、存儲、加工、處理和分析,通過(guò)信息集成,提高生產(chǎn)設備的管理水平,加強設備檢修的針對性、科學(xué)性成為保證設備長(cháng)周期運轉的強烈要求；“優(yōu)”則是企業(yè)優(yōu)化配置資源、 優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的操作條件、保證產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量等目標,要求生產(chǎn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì),實(shí)現生產(chǎn)優(yōu)化,追求生產(chǎn)、管理經(jīng)營(yíng)過(guò)程低耗,提高生產(chǎn)效率,提高企業(yè)的管理工作的精度和效率,降低生產(chǎn)的成本,提高企業(yè)的贏(yíng)利能力；“滿(mǎn)”則是指滿(mǎn)負荷生產(chǎn),化工對象的生產(chǎn)特點(diǎn)在滿(mǎn)負荷生產(chǎn)時(shí),設備效率最高,消耗最低,獲得經(jīng)濟效益最大。
目前,我國化工流程生產(chǎn)與發(fā)達國家相比水平較低,主要體現在產(chǎn)品質(zhì)量不穩定,成本高,在我國加入WTO之后,化工行業(yè)面臨著(zhù)極大地挑戰?；ば袠I(yè)為了迎接國際市場(chǎng)地挑戰,除了產(chǎn)品結構需要調整外,更重要的需要進(jìn)行企業(yè)的內部自身挖潛,提高技術(shù)含量和管理水平。
建立企業(yè)信息化系統是提高企業(yè)生產(chǎn)和管理水平的最有效途徑,其中生產(chǎn)控制系統是整個(gè)信息化系統的核心部分。1975年出現了整體分散控制系統(DCS),隨后在控制領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命,形成了全球范圍的DCS熱。我國企業(yè),尤其是大中型企業(yè)大量地成套引進(jìn)了國外的DCS, 花費了大量的外匯,但因原材料條件、管理水平、操作水平等同國外相比相差甚遠,加之技術(shù)準備不足,先進(jìn)的控制設備不能發(fā)揮其應有的作用。據調查,我國引進(jìn)的DCS只發(fā)揮了25%的功能,而實(shí)際情況是,有些企業(yè)比這個(gè)數字還要低,這種現象在化工流程行業(yè)更為嚴重,這種現狀已嚴重影響了企業(yè)的發(fā)展。如何利用化學(xué)工程、自動(dòng)控制、人工智能以及信息技術(shù)等方面的最新研究成果,在生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現先進(jìn)控制管理策略,進(jìn)一步發(fā)揮DCS的潛能,一直是國內外有關(guān)研究開(kāi)發(fā)機構、工業(yè)界關(guān)心的熱點(diǎn)。
企業(yè)信息化的另一個(gè)主要部分是信息管理系統,在企業(yè)信息管理領(lǐng)域,通過(guò)多年的工作,國內許多企業(yè)已建立起局部計算機信息管理信息系統(MIS),但從這些管理系統的整體性能來(lái)考察,限于當時(shí)的技術(shù)條件,不能完全適應企業(yè)綜合管理的需要:一方面,各個(gè)管理系統是在沒(méi)有考慮企業(yè)整體信息集成目標的情況下獨立進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,沒(méi)有充分考慮信息集成的需要,系統間協(xié)同性能差,基于這種MIS系統的管理工作全局性差,很難進(jìn)一步發(fā)揮管理工作的作用和效率；另一方面大多數MIS 系統基于一些小型數據庫開(kāi)發(fā)的,代碼效率低,開(kāi)放性、安全性差,不易與其他系統兼容,其網(wǎng)絡(luò )功能或者支持的網(wǎng)絡(luò )有限,不利于開(kāi)展系統信息的集成工作。
在20世紀80年代以前,工業(yè)自動(dòng)建立在經(jīng)典的控制理論基礎之上,以某一個(gè)或一組生產(chǎn)裝置為對象建立數學(xué)模型,結合化工生產(chǎn)過(guò)程中的條件求解方程,尋求極值或最優(yōu)值,實(shí)現優(yōu)化控制、調度和故障診斷等。由于信息技術(shù)的發(fā)展,綜合自動(dòng)化技術(shù)已成為結合計算機技術(shù)、數據庫技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、專(zhuān)家系統、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )的一門(mén)綜合學(xué)科。工業(yè)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向是利用開(kāi)放系統互連技術(shù)對集散控制系統和企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行集成,對生產(chǎn)實(shí)時(shí)數據庫進(jìn)行信息提取,利用數據庫技術(shù)將生產(chǎn)數據庫和管理數據庫進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接,結合全廠(chǎng)信息以求達到生產(chǎn)的全局優(yōu)化、控制,逐步形成企業(yè)信息概念。
20世紀90年代, 隨著(zhù)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,石油化學(xué)工業(yè)受到幾個(gè)主要發(fā)展趨勢的沖擊。其中一個(gè)沖擊是自動(dòng)控制技術(shù)、計算機技術(shù)和通訊技術(shù)的廣泛應用,導致石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和管理等方面的變革,促使過(guò)程控制技術(shù)向高層次發(fā)展。隨著(zhù)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程向大型化、集成化、復雜化發(fā)展,企業(yè)對生產(chǎn)過(guò)程的控制、調度、優(yōu)化等方面提出了越來(lái)越高的要求,控制的目標已不再局限于對某一變量,或某幾個(gè)變量的平穩操作,而越來(lái)越多地加入了以經(jīng)濟效益為代表的其它控制要求。顯然,傳統的以單變量控制為基礎的控制技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足這些需求,以多變量預測控制與優(yōu)化控制為主要特征的先進(jìn)控制(Advanced Process Control, APC)技術(shù)在一些發(fā)達國家得到廣泛的應用和發(fā)展。美國、英國、法國、加拿大等相繼成立了專(zhuān)門(mén)從事控制與優(yōu)化軟件開(kāi)發(fā)的軟件公司,紛紛推出了自己的APC軟件包,通過(guò)在化工、石油、冶金、建材等企業(yè)的應用,取得了十分可觀(guān)的經(jīng)濟效益。由于生產(chǎn)方式和管理模式等方面的差異,這種技術(shù)在我國沒(méi)有得到廣泛的推廣應用,國外的一些軟件在我國也不能得到很好的應用。
根據我國具體情況,如何把工業(yè)企業(yè)管理與生產(chǎn)裝置實(shí)時(shí)操作信息集成起來(lái),充分發(fā)揮人、計算機系統以及自動(dòng)化裝備的作用,使企業(yè)不斷增強對市場(chǎng)的應變能力,根據市場(chǎng)的需求及時(shí)組織和調整生產(chǎn),充分挖掘生產(chǎn)潛力,根據市場(chǎng)的需求及時(shí)組織和調整生產(chǎn),充分挖掘生產(chǎn)潛力,降低消耗,提高質(zhì)量,確保安全,壓縮庫存,加速資金周轉,實(shí)現生產(chǎn)過(guò)程、管理決策過(guò)程和經(jīng)營(yíng)過(guò)程的整體優(yōu)化,最大限度地提高經(jīng)濟效益,是利用現代信息技術(shù)改造傳統產(chǎn)業(yè)或新興工業(yè)中亟待解決的重大課題?，F在各大企業(yè)主管領(lǐng)導已充分認識到在這方面是有著(zhù)巨大的經(jīng)濟潛力可挖掘,而且,計算機軟硬件的發(fā)展也提供了很好的外部環(huán)境。在這樣的條件下,建立大型流程工業(yè)的綜合信息系統已是必然趨勢。 (黃麗梅)
