大而不強是中國作為世界石化大國的一個軟肋，這主要體現(xiàn)在企業(yè)盈利能力差、能源和資源利用效率低、產品質量問題突出、產業(yè)結構不合理、生產性服務業(yè)發(fā)展滯后等多個方面。在互聯(lián)網(wǎng)時代到來之際，在《中國制造2025》行動綱領引導下，借助新型信息化和互聯(lián)網(wǎng)技術，提升企業(yè)的智能制造水平，這些問題有望一一破解。盡快提升石化行業(yè)智能化水平，是中國由石化大國向強國跨越的必由之路。

煉化行業(yè)開啟智能之門

☆智能制造能形成新的制造和商業(yè)模式

☆“十二五”后期力推智能試點工程

☆中石化是智能制造的先行者和排頭兵

去年5月國務院提出《中國制造2025》行動綱領，全面部署推進我國實施由制造大國向制造強國轉變戰(zhàn)略，目的是要實現(xiàn)中國制造向中國創(chuàng)造的轉變，中國速度向中國質量的轉變，中國產品向中國品牌的轉變，完成中國制造由大變強的戰(zhàn)略任務。按照規(guī)劃，到2020年，制造業(yè)重點領域智能化水平將顯著提升，試點示范項目運營成本降低30%，產品生產周期縮短30%，不良品率降低30%。

與國際先進水平相比，我國石油和化工行業(yè)總體智能化水平還處在初級階段，但中石化、中石油等企業(yè)經(jīng)過近10年的發(fā)展，其中一些企業(yè)已經(jīng)向智能化邁出了一大步，個別企業(yè)也取得了與國際先進水平比肩的成果。

化工智能制造是面向生產的全產業(yè)鏈環(huán)節(jié)，將新一代信息技術與現(xiàn)有石化生產過程的工藝和設備運行技術以及管理和操作人員進行深度融合，實現(xiàn)工廠橫向、縱向和端對端的高度集成，能提升4項關鍵能力：實時感知能力、機理分析能力、模型預測能力和優(yōu)化協(xié)同能力，以更加精細和動態(tài)的方式提升工廠運營管理水平，并推動形成新的制造和商業(yè)模式創(chuàng)新。而上述4項能力分別代表了智能制造的基礎、關鍵、手段和目的。

我國石油和化工行業(yè)從“十二五”的后半期開始加大力度進行智能化試點工程。

作為國內石化龍頭企業(yè)，中石化當之無愧地屬于智能制造的先行者和排頭兵。2012年中石化啟動了智能工廠總體規(guī)劃，提出了智能工廠的目標和愿景;2014年中石化完成了智能工廠系統(tǒng)設計，制定了包含技術、數(shù)據(jù)和應用的標準化體系，并全面啟動燕山石化、鎮(zhèn)海煉化、茂名石化、九江石化4個試點的建設工作。2015年5月，九江石化入選工信部全國第一批46家智能制造試點示范單位。

中石化將智能制造分為3個業(yè)務主線：一是從采購、制造、銷售到配送的企業(yè)供應鏈流程，包括從原油采購、原油配送、煉油加工、化工生產、成品油配送、化工產品配送及銷售的供應鏈全過程;二是從經(jīng)營管理、生產管理到自動化控制的企業(yè)管控一體化，覆蓋工廠中多個專業(yè)管理領域;三是從設計、工程到運營的工廠全生命周期，涵蓋整個工程項目全生命周期。

九江石化、金陵石化圍繞效益最大化建成了煉化一體化全流程優(yōu)化平臺，實現(xiàn)了采購、計劃、調度、操作的全過程優(yōu)化，形成了自上而下、由下到上的協(xié)同生產新模式。其中，九江石化通過運行新智能化系統(tǒng)，員工總數(shù)減少12%、班組數(shù)量減少13%、外操室數(shù)量削減35%，2014年綜合增效2.2億元。

計劃生產協(xié)同優(yōu)化平臺的核心包括生產計劃優(yōu)化和調度優(yōu)化，而這兩方面都需要用全流程模擬來做支撐。生產計劃優(yōu)化根據(jù)自己裝置和生產任務，按原油評價系統(tǒng)提供的信息通過線性規(guī)劃優(yōu)化計算最佳原料油品的選取，這一環(huán)節(jié)可增效上億元。之后按照選購好的原油來計算最佳加工方案，這就需要用全流程模擬軟件(桌面煉油廠)來計算不同加工方案的效益，優(yōu)選利潤最大化的加工方案。有了全流程加工方案和年度生產計劃，就可以將此信息傳給調度優(yōu)化，將其分解到每個裝置每周、每天的生產調度計劃中。

中國石油集團公司也高度重視信息化工作，早在十幾年前就提出數(shù)字油田的概念。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，中國石油集團在數(shù)字化油田建設方面取得了可喜的成就，現(xiàn)在已經(jīng)并開始向智能油田邁進。

轉型離不開智能制造

☆大規(guī)模生產轉向小量多種是潮流

☆互聯(lián)網(wǎng)時代來臨奠定物質基礎

☆精細化工智能制造模式適合創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新

未來10年是我國化工行業(yè)實現(xiàn)由大變強的關鍵時期。只有完成好由大變強的戰(zhàn)略轉型，我們才能在面向兩個市場、利用兩種資源的全球競爭中立于不敗之地。

不僅是中國，其實在經(jīng)濟發(fā)達國家的工業(yè)化過程中，都不可避免地要面對規(guī)模經(jīng)濟和范圍經(jīng)濟兩種模式的基本矛盾。所謂規(guī)模經(jīng)濟指的是品種少、規(guī)模越大成本越低的經(jīng)濟，它以裝備規(guī)模大型化為基礎，只有做大才可能強;而范圍經(jīng)濟指的是企業(yè)(或園區(qū))規(guī)模達到一定階段，利用現(xiàn)有設備、渠道共享，增加一些產品種類，在沒有顯著增加成本的條件下，在一定范圍內共享資源，降低產品平均成本，進而實現(xiàn)業(yè)務的多元化，更好地滿足消費者個性化的需求，也即所謂的長尾經(jīng)濟?；ヂ?lián)網(wǎng)時代的來臨，讓范圍經(jīng)濟的重要性凸顯出來。

長期以來，規(guī)模經(jīng)濟都處于主導地位，這是因為在蒸汽機/電力革命的時代，主導的生產力是以分工和專業(yè)化為取向的，尚不存在以協(xié)調為取向的信息技術革命，多品種個性化生產是不符合成本原則的。但是隨著信息革命改變了游戲規(guī)則，范圍經(jīng)濟逐步上升到主導地位。托夫勒的第三次浪潮理論指出，單一品種大規(guī)模生產轉向小批量、多品種生產是今后的發(fā)展潮流。

對于化學工業(yè)來說，這種范圍經(jīng)濟也就是精細化工。我國所說的精細化工包括了功能化學品和特種化學品，這類產品在化學工業(yè)的價值鏈中處于后端，具有專用性強、功能性強、技術密集、附加價值高、經(jīng)濟效益好的特點。而且越是接近終端用戶，其價值越高，其科研開發(fā)費用也越高，技術密集程度越高。以燃料電池功能膜材料價格鏈為例，我們就可以清楚地看到從大宗原料到特種化學品的增值過程：如果合成高分子膜的單體價格為1美元，制成合成材料后為6美元，加工成高分子膜價值就提升為56美元，制成膜電極裝配成品(包括催化劑)就可以賣到152美元。產品價格的增值顯而易見。

長期以來，我國化工品制造業(yè)的轉型升級一直沒有解決精細化工發(fā)展問題，這與我國實力最強的三大石油公司將自己定位于能源化工公司有關。由于其主要的業(yè)務和精力放在了通用能源和大宗原材料上，致使國內急需的高端石油化工產品長期大量進口。以高密度聚乙烯(HDPE)為例，2014年我國HDPE消費量為950萬噸，其中進口量為410萬噸，占消費總量的43.2%。盡管國內的HDPE生產能力已達到855萬噸/年，但是品牌少、低水平產能重復建設，開工率只有60%，高壓電纜用的HDPE全部進口，高強度棚膜用料80%進口。

2014年我國進口HDPE460萬噸，花費70億美元。一方面通用產品產能過剩;另一方面高端產品大量進口，石油和化工行業(yè)產品結構向精細化的轉型迫在眉睫。

時下，互聯(lián)網(wǎng)時代的來臨，為范圍經(jīng)濟發(fā)展奠定了社會物質基礎，它使新增加產品的配送、營銷等成本可以降得很低，同時云存儲/云計算為范圍經(jīng)濟提供了信息資源共享的方便條件。云計算可提供SaaS(軟件即服務)、PaaS(平臺即服務)、BPaaS(商務云計算平臺即服務)，使多種化工企業(yè)可以方便地共享化工應用軟件(如流程模擬、分子模擬)，共享應用平臺服務和商務管理服務。例如，SAP的企業(yè)資源管理ERP軟件是很貴的，一個大型石化企業(yè)要購買動則需要幾億元、十幾億元，而用BPaaS則可以將其放在云計算的“云端”，采用按時租用付費，成本就大大下降。

而精細化工生產往往多為間歇過程，這就屬于工件加工型(JobShop)工廠，其智能制造模式和連續(xù)過程有很大不同，可以參照德國工業(yè)4.0的架構來考慮。這類智能制造具有高度靈活性，能夠根據(jù)市場需求，盡快地開發(fā)出符合需要的化學品，而且快速投放市場。另一方面，此類生產科研開發(fā)費用高，但因批量小，所以裝置投資費用低，入門門檻低，正是大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的好題目。

智能化進程尚需凝心聚力

☆制造服務業(yè)服務能力欠缺

☆信息化建設投入比例過低

☆鮮有專業(yè)IT公司深耕行業(yè)

毋庸置疑，智能化轉型是中國石化和化工行業(yè)未來發(fā)展方向。但在具體的實施層面還有許多功課要做。

首先，與世界石化強國相比，我們在化工信息化建設方面資金投入嚴重不足，這是大而不強的重要原因之一。

智能制造的基礎是CPS(虛擬—物理系統(tǒng))，而CPS的建設是需要足夠的投入來打基礎的，沒有CPS的基礎，智能化無從談起。世界排名前50的大型跨國公司每年會拿出總銷售收入的1.5%～2.5%作為信息化建設費用。數(shù)據(jù)顯示，殼牌公司的信息化費用高達總銷售額的4%。而中國石化每年投入信息化建設費用約20億元，僅占其銷售額的0.07%左右。中國石化在國內信息化建設方面是石油化工界的領頭羊，其他化工公司的信息化資金投入可想而知。這樣下去我國在未來制造業(yè)革命中的前景實在堪憂。

其次，目前我國制造服務業(yè)的服務能力十分欠缺，特別是專門針對石油和化工行業(yè)的IT技術服務更是十分薄弱。

目前，我國的網(wǎng)購和電子商務很發(fā)達，但制造業(yè)和IT產業(yè)還是兩張皮，我們還沒有看到有影響力的制造服務商。石油和化工行業(yè)的復雜性讓許多IT公司望而卻步，國內鮮有專業(yè)的軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司愿意深耕石油和化工行業(yè)。我國幾家特大型石油化工公司雖然自己內部有相當強的IT隊伍，如中石化的石化盈科、中石油的瑞飛信息技術、中國化工集團的中國化工信息中心等，但其母公司均沒有想將其徹底進行體制改造，打造成面向行業(yè)提供社會化、專業(yè)化服務的公司。

在這方面，國際上一些知名軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司跨界延伸服務已經(jīng)深入到實體制造業(yè)中，其中美國GE和微軟公司的做法值得我們借鑒。

美國總統(tǒng)奧巴馬2012年提出再工業(yè)化后，GE總裁伊梅爾特一方面提出工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的新概念，聯(lián)合IBM、思科等5家美國最大IT企業(yè)成立工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)盟;另一方面GE將自己定義為服務性公司，整合內部IT資源，成立GEDigital集團公司，開發(fā)了基于云計算的管理平臺Predix，目前該平臺已在公司內部上線，管理了橫跨13個行業(yè)的1萬億美元的資產，以及1000萬個傳感器的數(shù)據(jù)。微軟公司則啟動了ChemRA(ChemicalReferenceArchitecture)基于云計算的化工制造智能化平臺。他們在立項調研中發(fā)現(xiàn)大部分化工企業(yè)都存在主業(yè)和IT信息技術“兩層皮”問題，而云計算則是解決這一問題最有力的手段，因為云解決方案就是面向協(xié)作、移動和開放的世界。

國務院在2015年發(fā)布《中國制造2025》，提出大力發(fā)展面向制造業(yè)的信息技術服務，提高重點行業(yè)信息應用系統(tǒng)的方案設計、開發(fā)、綜合集成能力。鼓勵互聯(lián)網(wǎng)等企業(yè)發(fā)展移動電子商務、在線定制、線上到線下等創(chuàng)新模式，積極發(fā)展對產品、市場的動態(tài)監(jiān)控和預測預警等業(yè)務，實現(xiàn)與制造業(yè)企業(yè)的無縫對接，創(chuàng)新業(yè)務協(xié)作流程和價值創(chuàng)造模式。

我們期待更多的國內軟件/互聯(lián)網(wǎng)等IT公司也能深入化工制造業(yè)，實現(xiàn)與制造業(yè)企業(yè)的無縫對接，共同攜手打造好中國石油和化工行業(yè)的智能制造之舟。

背景資料插上智慧的翅膀

一年前，國務院發(fā)布了《中國制造2025》，為我國制造業(yè)描繪了一幅邁向高端的宏偉藍圖，也為受困于產能過剩和需求不振的石油和化工行業(yè)指明了發(fā)展方向——以裝備制造為突破口，以綠色制造為導向，以信息化和自動化技術為支撐，加強自主開發(fā)，提高企業(yè)競爭力。

經(jīng)過半個多世紀的努力，我國石油和化學工業(yè)取得了令人矚目的成就，但是距離國際領先還有不小的差距。在不少人眼里，行業(yè)依然擺脫不了“傻大黑粗”的形象。近期油價低位徘徊、經(jīng)濟下行壓力漸增，也讓行業(yè)發(fā)展的腳步更加沉重。

在這種情況下，《中國制造2025》提出智能制造理念，給行業(yè)帶來了一縷清風。智能制造是基于新一代信息通信技術的新型制造模式，能夠縮短產品研制周期，提高生產效率、產品質量和安全水平。這種新業(yè)態(tài)、新模式，將對傳統(tǒng)石化行業(yè)的管理理念、生產方式、商業(yè)模式帶來革命性、顛覆性影響。加快推進智能制造，是實施《中國制造2025》的主攻方向和戰(zhàn)略舉措，更是石油和化工行業(yè)緊跟世界發(fā)展趨勢、實現(xiàn)轉型升級的必然趨勢和關鍵所在。

目前，美國的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、德國的工業(yè)4.0發(fā)展如火如荼，而我國石化行業(yè)智能制造的推廣才剛剛開始，示范試點屈指可數(shù)。倡導智能制造的先進理念，推廣先進技術和設備，促進行業(yè)與物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、移動通訊等新一代信息技術融合，打造先進制造業(yè)，最終實現(xiàn)智能化、社會化生產的最新形態(tài)，我們責無旁貸。

石化產業(yè)實現(xiàn)智能制造，離不開物理信息系統(tǒng)，也離不開裝備制造業(yè)的升級，離不開儀器儀表與控制系統(tǒng)、關鍵基礎零部件及通用部件、智能專用裝備等的支撐。

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