從地里茁壯生長的作物到身上繽紛多彩的衣物，從超市里琳瑯滿目的貨品到馬路上川流不息的車輛……人們的衣食住行、生產(chǎn)生活，都和化工行業(yè)有著千絲萬縷的聯(lián)系。

化工行業(yè)是整個制造業(yè)的上游環(huán)節(jié)，是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一，其發(fā)展水平能夠直接影響下游千行百業(yè)的繁榮。因此，用數(shù)字化技術(shù)武裝化工企業(yè)，助力其實現(xiàn)智能、綠色、安全的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)成為了“必選項”。

打造“百年老店”

坐落于三峽沿岸宜昌市的湖北三寧化工股份有限公司（三寧化工），是一家集煤化工、磷化工、精細化工和工業(yè)服務(wù)業(yè)為一體的大型化工企業(yè)。

依靠得天獨厚的區(qū)位優(yōu)勢、資源優(yōu)勢和管理優(yōu)勢，50年來，一步一個腳印，三寧化工已經(jīng)由始建于1969年的枝江縣化肥廠，華麗蛻變?yōu)榛ば袠I(yè)領(lǐng)先的民族品牌。目前，公司具有年產(chǎn)130萬噸總氨、300萬噸氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥，230萬噸硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸，13萬噸己內(nèi)酰胺、30萬噸雙氧水和環(huán)己酮的生產(chǎn)能力，同時擁有六座專用碼頭、危化品碼頭及其配套的危化品運輸專用車隊和大型危化品貯運中心，總資產(chǎn)近200億元。

過去，一提到化工企業(yè)，人們總會聯(lián)想到“高排放”、“高能耗”，然而三寧化工卻走出了一條以“資源—產(chǎn)品—廢棄物—再生資源”為閉環(huán)的循環(huán)經(jīng)濟路徑。例如：高溫?zé)煔夂蛷U氣所產(chǎn)生的熱能可以用來建設(shè)熱發(fā)電機組，碳丙循環(huán)過程中的差壓能夠被用以實現(xiàn)能量回收，硫磺制酸副產(chǎn)的蒸汽則可供給煤化工板塊生產(chǎn)合成氨用……未來，三寧化工還計劃將產(chǎn)業(yè)鏈進一步延伸到尼龍、拉絲等深加工領(lǐng)域，帶動枝江原有的紡織業(yè)發(fā)展。

雖然在過去的50年間已經(jīng)取得了卓越的成就，但致力于打造“百年老店”的三寧化工卻從來沒有停下過腳步。面向下一個50年，三寧化工有著自己的深刻思考。

在化工企業(yè)面前，擺放著三重必須要解決的矛盾：其一，是生產(chǎn)工藝裝置復(fù)雜性和行業(yè)對極致的安全穩(wěn)定要求之間的矛盾；其二，是同質(zhì)化的產(chǎn)品和越發(fā)激烈的市場競爭之間的矛盾；其三，則是行業(yè)本身的高污染、高能耗特性和綠色、可持續(xù)發(fā)展之間的矛盾。對此，三寧化工智能工廠推進辦公室主任楊文華表示：“施耐德電氣用數(shù)字化的解決方案幫助我們交出了一份理想的答卷，得益于此，我們實現(xiàn)了25%-30%的崗位融合，同時能源效率提升了5%。” 

施耐德電氣在化工油氣行業(yè)有著完整的過程自動化及配電解決方案，在三寧化工最新的60萬噸/年乙二醇項目中，成為其主要的自動化和電氣合作伙伴。基于EcoStruxure架構(gòu)，施耐德電氣為三寧化工提供了一系列安全和數(shù)字化解決方案，包括Triconex安全系統(tǒng)（安全儀表系統(tǒng)SIS+氣體檢測系統(tǒng)GDS+壓縮機控制系統(tǒng)CCS）、中、低壓變頻器（ATV1200、ATV930）、中低壓智能配電系統(tǒng)（PIX中壓配電柜、MTZ數(shù)字化空氣斷路器、Compact NSX塑殼斷路器/LC1D系列接觸器、A9系列微型斷路器等）、AVEVA資產(chǎn)信息管理和AVEVA操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)（OTS）等，幫助三寧化工建設(shè)數(shù)字化工廠，并由此實現(xiàn)了項目建設(shè)及安全生產(chǎn)的全面升級，開啟了生產(chǎn)管理及項目運維的全生命周期數(shù)字化轉(zhuǎn)型之路。

為智能工廠根植數(shù)字化基因

過去，很多企業(yè)想要實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，但卻苦于沒有打好數(shù)據(jù)“地基”，導(dǎo)致數(shù)字化的樓盤不穩(wěn)。在楊文華看來，智能工廠的建設(shè)是一項全局工程，涉及到信息技術(shù)（IT）和運營技術(shù)（OT）之間的融合。為此，三寧化工于2016年12月就成立了智能工廠推進辦公室，旨在整合生產(chǎn)層面和經(jīng)營層面的數(shù)據(jù)，打通產(chǎn)供銷的全鏈路，為智能制造和數(shù)字化的推進奠定基礎(chǔ)。如今回頭來看，這在整個行業(yè)里都算是非常前瞻性的決策。

因為有了統(tǒng)一的“指揮處”，所以三寧化工的60萬噸/年乙二醇項目從建設(shè)之初就深深根植了數(shù)字化的基因。在這個過程中，施耐德電氣幫助三寧化工實現(xiàn)了項目的數(shù)字化交付，這也是其構(gòu)建數(shù)字化工廠的第一步。

楊文華對此表示：“通過AVEVA資產(chǎn)信息管理軟件，我們可以將項目建設(shè)階段所產(chǎn)生的工程信息、生產(chǎn)過程產(chǎn)生的實時數(shù)據(jù)信息及管理信息在數(shù)字孿生中融合使用，從而優(yōu)化生產(chǎn)及運營管理。”

數(shù)字化交付為三寧化工帶來的益處顯而易見：在建設(shè)期，數(shù)字化交付能夠使工程建設(shè)相關(guān)的數(shù)據(jù)得到持續(xù)的采集，同時在項目參與方之間基于統(tǒng)一數(shù)據(jù)進行協(xié)作和共享。這樣以來，位于多地的設(shè)計院、施工方、甲方都可以基于瀏覽器異地進行二三維圖紙審查，并且施工、采購的整個進度還可以進行模擬和可視化，這大大提高了三寧化工的工程效率。

在運維期，統(tǒng)一的數(shù)字化交付平臺為ERP、EAM等運維系統(tǒng)提供了初始的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。基于此，維修維護、生產(chǎn)部門都可以準(zhǔn)確快捷的查詢工程數(shù)據(jù)，使得將來的新、改、擴都有了工程數(shù)據(jù)依據(jù)。同時，虛擬工廠中集成了靜態(tài)/動態(tài)數(shù)據(jù)，也為運維決策提供了準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

最后，基于PI的實時數(shù)據(jù)庫，打通了從設(shè)計階段到建設(shè)階段再到運維階段的實時數(shù)據(jù)，無縫連接了生產(chǎn)控制系統(tǒng)與信息管理系統(tǒng)，大大提升了數(shù)據(jù)實時性，進而提高了管理者的決策效率。

1+1＞2的一體化系統(tǒng)

安全生產(chǎn)是化工企業(yè)的第一要務(wù)，而安全本身則具有多種內(nèi)涵:比如供電要保證穩(wěn)定，生產(chǎn)要保持連續(xù)，設(shè)備不能出現(xiàn)意外故障，人員不能出現(xiàn)安全事故，緊急情況時要有安全的應(yīng)對措施等等……只有在機器、設(shè)備、資產(chǎn)和人員安全得到充分保障的基礎(chǔ)上，工廠才能沒有“后顧之憂”地生產(chǎn)符合市場需求的各種產(chǎn)品。

施耐德電氣質(zhì)量過硬且久經(jīng)考驗的硬件產(chǎn)品是三寧化工最忠誠的“安全衛(wèi)士”。在安全儀表方面，Triconex安全系統(tǒng)（SIS+GDS+CCS）囊括了網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)和管理安全的三級防御體系，保障了裝置的精準(zhǔn)控制和安全穩(wěn)定運行；在配電方面，智能中壓開關(guān)柜PIX和空氣斷路器MTZ等中低壓配電系統(tǒng)，幫助三寧化工提高了供電連續(xù)性及可靠性。

傳統(tǒng)項目中，企業(yè)往往會選擇不同的自動化系統(tǒng)供應(yīng)商和電氣設(shè)備供應(yīng)商，由此導(dǎo)致了項目支出的增加和項目周期的延長。而在三寧化工60萬噸/年乙二醇的項目中，施耐德電氣作為三寧化工主要自動化和電氣合作伙伴，將過程自動化系統(tǒng)和配電系統(tǒng)相集成，幫助三寧化工提升了整體運維效率。

顯然，在工廠的整個生命周期中，供配電系統(tǒng)和過程自動化系統(tǒng)的融合能夠創(chuàng)造巨大的收益。首先，在項目設(shè)計階段，一體化的供應(yīng)商省去了三寧化工跟不同供應(yīng)商溝通的麻煩，提高溝通效率，降低溝通成本；第二，在項目建設(shè)和調(diào)試階段，一體化的系統(tǒng)使得客戶在部署設(shè)備的過程中減少了不必要的數(shù)據(jù)接口，進而減少了數(shù)據(jù)傳輸過程中的丟失，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及安全性；第三，在項目運維階段，一體化的系統(tǒng)還能幫助中控室操作員工同時了解配電和控制系統(tǒng)的全部實時信息，提高了不同專業(yè)之間的溝通效率并降低了員工的勞動強度。

楊文華對此表示：“當(dāng)自動化系統(tǒng)和配電系統(tǒng)走向融合的時候，我們所需要的人才也在向復(fù)合型發(fā)展，這也是我們未來在人才培養(yǎng)上努力的方向。”

提高化工廠的“軟實力”

如果說高質(zhì)量的機器是保證化工廠安全穩(wěn)定運行的“硬實力”，那么高素質(zhì)的人員就是保障化工廠長期高效運營的“軟實力”。如今，隨著化工廠的生產(chǎn)自動化程度越來越高，工藝原理越來越復(fù)雜，裝置工程師和生產(chǎn)操作員也面臨著越來越多的挑戰(zhàn)。

在三寧化工最新的60萬噸/年乙二醇項目中，其應(yīng)用了六個國家的先進工藝、技術(shù)和設(shè)備，并采用國際先進的加壓煤氣化、耐硫變換和低溫甲醇洗凈化技術(shù)以及大型低壓氨合成生產(chǎn)工藝，旨在一次性建成智能工廠，從而實現(xiàn)煤化工多聯(lián)產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)升級。然而，先進的工藝的智慧的工廠也意味著對人員素質(zhì)的要求更高。

操作人員的工藝知識、經(jīng)驗和技能水平是工廠安全、順利開工的前提，也是保證安全生產(chǎn)的必要條件。因此，三寧化工的領(lǐng)導(dǎo)層一直十分關(guān)心相關(guān)人員的培訓(xùn)問題。

施耐德電氣的OTS則讓三寧化工的煩惱迎刃而解，AVEVA操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)能夠模擬工廠現(xiàn)場的裝置及控制情況，并在虛擬環(huán)境中對操作員進行離線或者在線的培訓(xùn)。具體來說，在項目投產(chǎn)前，操作員就可以通過OTS提前了解和掌握工程現(xiàn)場情況；在項目投產(chǎn)后，OTS還可以對故障發(fā)生的原因進行模擬，模擬精確度可達99.9%；最后，隨著全廠全流程的OTS上云，三寧化工還可以遠程實現(xiàn)培訓(xùn)和操作，這在全國煤化工行業(yè)都尚屬首例。

楊文華對于這套操作員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)給予了高度評價：“OTS幫助我們優(yōu)化了工藝過程控制，降低了誤操作率,滿足了我們定制化培訓(xùn)和考核的要求，最后的效果遠遠超出了我們的預(yù)期。”

結(jié)語

“三思而行、寧靜致遠”，是三寧化工名字的由來，也寄托了三寧人希望企業(yè)“審慎決策，穩(wěn)步發(fā)展”的美好希冀。打造智能工廠并邁上數(shù)字化轉(zhuǎn)型的征程，則是其為了實現(xiàn)“百年三寧”愿景的一次重要決策。未來，三寧化工希望能對中國工業(yè)的進一步發(fā)展壯大貢獻一份力量，而施耐德電氣將持續(xù)用智能、綠色和安全，為以三寧化工為代表的化工企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級一路保駕護航。