1、信息化建設的意義
當前以信息化技術為代表的高新技術迅猛發展,正在有力地推動著經濟全球化和全球信息化進程,并由此產生了新的經濟增長模式,加速了世界性的產業結構、產品結構和組織結構的調整,對社會經濟活動產生了難以估量的影響。信息化已經成為當今世界經濟發展的必然趨勢。在當今世界經濟全球化進程不斷加快的趨勢下,特別是我國加入WTO以后,我們的企業將在全球范圍內獲得更大的發展機遇,但同時也面臨著巨大的挑戰。這就要求我們通過信息化來提升企業的技術創新、管理創新和體制創新的能力,增強企業的核心競爭力,以信息化帶動工業化的發展。以計算機技術為核心的信息技術導致了一次新的工業革命——制造業信息化,以制造業信息化為標志的科學管理才稱得上是現代化管理。因此,企業要生存、要發展,當務之急就是要進行信息化建設。
2、化工流程特點和信息化建設現狀
化工流程生產過程采用的是連續的產品加工方式,作為原料的物料流及能量流持續進入由一系列生產裝置序貫組成的固定生產流程后,連續經過反應、換熱、分離、流體輸送等各類環節,直至生成最后產品。生產過程除了發生物理化的過程還伴隨著化學反應的過程,生產活動一般是在高溫、高壓、高流速、易燃、易爆、有毒的條件下進行的。由于高強度的流程生產過程具有明顯的經濟效益倍增特性,不合格的產品以及超量的排放,或者由于控制系統失靈而引起的生產裝置停車,都將產生相當嚴重的經濟后果,流程工業過程控制技術而非產品設計技術成為企業贏得競爭的最為主要的關鍵因素,自動化系統對企業生產顯得尤其重要。針對這些特點,應用先進控制技術、化學工程、計算機及計算機網絡、數據庫等多個領域內的先進技術成果,實施生產信息化戰略,追求企業生產過程的總體優化操作,實現“安、穩、長、優、滿”的生產操作模式,將企業生產從過去的簡單、粗放式生產模式向綜合優化模式轉變,成為企業贏得市場激烈的競爭的關鍵因素。
生產自動化是企業信息化建設的重要組成部分,在化工流程行業要以信息技術提升傳統的生產模式,關鍵要在“安、穩、長、優、滿”五個字上作文章,“安”是在保證人身和設備安全的基礎上進行生產經營活動；“穩”是要求生產裝置盡量穩定進行,這對延長設備使用壽命,減緩催化劑老化都會帶來巨大效益。化工對象, 特別是一些化學反應器,本身的特性就可能是不穩定的,稍有波動就有可能進入正反饋狀態,造成化學反應出現雪崩效應。這就對控制系統提出了很高的要求來克服不同擾動,確保生產穩定進行：“長”則是指生產裝置長周期運行的要求。保證生產流程的長周期連續運行,是企業實現生產節能降耗、穩產、高產的重要保障。很顯然,裝置運行周期越長,停產損失越小,檢修費用也就越低,企業可獲得的經濟效益越大。流程過程客觀上存在著周期性的全局停車大檢修工作,設備檢修的質量及內容對日后的生產裝置的運行狀態起到至關重要的作用,如何制定一個科學的、經濟的設備大修計劃,依賴于人們對生產裝置的全過程運行信息的采集、存儲、加工、處理和分析,通過信息集成,提高生產設備的管理水平,加強設備檢修的針對性、科學性成為保證設備長周期運轉的強烈要求；“優”則是企業優化配置資源、 優化生產過程的操作條件、保證產品生產的質量等目標,要求生產產品優質,實現生產優化,追求生產、管理經營過程低耗,提高生產效率,提高企業的管理工作的精度和效率,降低生產的成本,提高企業的贏利能力；“滿”則是指滿負荷生產,化工對象的生產特點在滿負荷生產時,設備效率最高,消耗最低,獲得經濟效益最大。
目前,我國化工流程生產與發達國家相比水平較低,主要體現在產品質量不穩定,成本高,在我國加入WTO之后,化工行業面臨著極大地挑戰。化工行業為了迎接國際市場地挑戰,除了產品結構需要調整外,更重要的需要進行企業的內部自身挖潛,提高技術含量和管理水平。
建立企業信息化系統是提高企業生產和管理水平的最有效途徑,其中生產控制系統是整個信息化系統的核心部分。1975年出現了整體分散控制系統(DCS),隨后在控制領域掀起了一場革命,形成了全球范圍的DCS熱。我國企業,尤其是大中型企業大量地成套引進了國外的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,加之技術準備不足,先進的控制設備不能發揮其應有的作用。據調查,我國引進的DCS只發揮了25%的功能,而實際情況是,有些企業比這個數字還要低,這種現象在化工流程行業更為嚴重,這種現狀已嚴重影響了企業的發展。如何利用化學工程、自動控制、人工智能以及信息技術等方面的最新研究成果,在生產過程實現先進控制管理策略,進一步發揮DCS的潛能,一直是國內外有關研究開發機構、工業界關心的熱點。
企業信息化的另一個主要部分是信息管理系統,在企業信息管理領域,通過多年的工作,國內許多企業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考察,限于當時的技術條件,不能完全適應企業綜合管理的需要:一方面,各個管理系統是在沒有考慮企業整體信息集成目標的情況下獨立進行開發的,沒有充分考慮信息集成的需要,系統間協同性能差,基于這種MIS系統的管理工作全局性差,很難進一步發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發的,代碼效率低,開放性、安全性差,不易與其他系統兼容,其網絡功能或者支持的網絡有限,不利于開展系統信息的集成工作。
在20世紀80年代以前,工業自動建立在經典的控制理論基礎之上,以某一個或一組生產裝置為對象建立數學模型,結合化工生產過程中的條件求解方程,尋求極值或最優值,實現優化控制、調度和故障診斷等。由于信息技術的發展,綜合自動化技術已成為結合計算機技術、數據庫技術、通信技術、人工智能、專家系統、神經網絡的一門綜合學科。工業綜合自動化的發展方向是利用開放系統互連技術對集散控制系統和企業網進行集成,對生產實時數據庫進行信息提取,利用數據庫技術將生產數據庫和管理數據庫進行動態鏈接,結合全廠信息以求達到生產的全局優化、控制,逐步形成企業信息概念。
20世紀90年代, 隨著科學技術的發展,石油化學工業受到幾個主要發展趨勢的沖擊。其中一個沖擊是自動控制技術、計算機技術和通訊技術的廣泛應用,導致石油化學工業生產過程和管理等方面的變革,促使過程控制技術向高層次發展。隨著工業生產過程向大型化、集成化、復雜化發展,企業對生產過程的控制、調度、優化等方面提出了越來越高的要求,控制的目標已不再局限于對某一變量,或某幾個變量的平穩操作,而越來越多地加入了以經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已無法滿足這些需求,以多變量預測控制與優化控制為主要特征的先進控制(Advanced Process Control, APC)技術在一些發達國家得到廣泛的應用和發展。美國、英國、法國、加拿大等相繼成立了專門從事控制與優化軟件開發的軟件公司,紛紛推出了自己的APC軟件包,通過在化工、石油、冶金、建材等企業的應用,取得了十分可觀的經濟效益。由于生產方式和管理模式等方面的差異,這種技術在我國沒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,如何把工業企業管理與生產裝置實時操作信息集成起來,充分發揮人、計算機系統以及自動化裝備的作用,使企業不斷增強對市場的應變能力,根據市場的需求及時組織和調整生產,充分挖掘生產潛力,根據市場的需求及時組織和調整生產,充分挖掘生產潛力,降低消耗,提高質量,確保安全,壓縮庫存,加速資金周轉,實現生產過程、管理決策過程和經營過程的整體優化,最大限度地提高經濟效益,是利用現代信息技術改造傳統產業或新興工業中亟待解決的重大課題。現在各大企業主管領導已充分認識到在這方面是有著巨大的經濟潛力可挖掘,而且,計算機軟硬件的發展也提供了很好的外部環境。在這樣的條件下,建立大型流程工業的綜合信息系統已是必然趨勢。 (黃麗梅)
