中國北京，2021年2月2日——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、生產生活，都和化工行業有著千絲萬縷的聯系。
化工行業是整個制造業的上游環節，是國民經濟的基礎產業之一，其發展水平能夠直接影響下游千行百業的繁榮。因此，用數字化技術武裝化工企業，助力其實現智能、綠色、安全的可持續發展，已經成為了“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、精細化工和工業服務業為一體的大型化工企業。
依靠得天獨厚的區位優勢、資源優勢和管理優勢，50年來，一步一個腳印，三寧化工已經由始建于1969年的枝江縣化肥廠，華麗蛻變為化工行業領先的民族品牌。目前，公司具有年產130萬噸總氨、300萬噸氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥，230萬噸硫酸、磷酸、硝酸、鹽酸，13萬噸己內酰胺、30萬噸雙氧水和環己酮的生產能力，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，總資產近200億元。
過去，一提到化工企業，人們總會聯想到“高排放”、“高能耗”，然而三寧化工卻走出了一條以“資源—產品—廢棄物—再生資源”為閉環的循環經濟路徑。例如：高溫煙氣和廢氣所產生的熱能可以用來建設熱發電機組，碳丙循環過程中的差壓能夠被用以實現能量回收，硫磺制酸副產的蒸汽則可供給煤化工板塊生產合成氨用……未來，三寧化工還計劃將產業鏈進一步延伸到尼龍、拉絲等深加工領域，帶動枝江原有的紡織業發展。
雖然在過去的50年間已經取得了卓越的成就，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。
在化工企業面前，擺放著三重必須要解決的矛盾：其一，是生產工藝裝置復雜性和行業對極致的安全穩定要求之間的矛盾；其二，是同質化的產品和越發激烈的市場競爭之間的矛盾；其三，則是行業本身的高污染、高能耗特性和綠色、可持續發展之間的矛盾。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，施耐德電氣為三寧化工提供了一系列安全和數字化解決方案，包括Triconex安全系統（安全儀表系統SIS+氣體檢測系統GDS+壓縮機控制系統CCS）、中、低壓變頻器（ATV1200、ATV930）、中低壓智能配電系統（PIX中壓配電柜、MTZ數字化空氣斷路器、Compact NSX塑殼斷路器/LC1D系列接觸器、A9系列微型斷路器等）、AVEVA資產信息管理和AVEVA操作員培訓仿真系統（OTS）等，幫助三寧化工建設數字化工廠，并由此實現了項目建設及安全生產的全面升級，開啟了生產管理及項目運維的全生命周期數字化轉型之路。
為智能工廠根植數字化基因
過去，很多企業想要實現數字化轉型，但卻苦于沒有打好數據“地基”，導致數字化的樓盤不穩。在楊文華看來，智能工廠的建設是一項全局工程，涉及到信息技術（IT）和運營技術（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，旨在整合生產層面和經營層面的數據，打通產供銷的全鏈路，為智能制造和數字化的推進奠定基礎。如今回頭來看，這在整個行業里都算是非常前瞻性的決策。
因為有了統一的“指揮處”，所以三寧化工的60萬噸/年乙二醇項目從建設之初就深深根植了數字化的基因。在這個過程中，施耐德電氣幫助三寧化工實現了項目的數字化交付，這也是其構建數字化工廠的第一步。楊文華對此表示：“通過AVEVA資產信息管理軟件，我們可以將項目建設階段所產生的工程信息、生產過程產生的實時數據信息及管理信息在數字孿生中融合使用，從而優化生產及運營管理。”
數字化交付為三寧化工帶來的益處顯而易見：在建設期，數字化交付能夠使工程建設相關的數據得到持續的采集，同時在項目參與方之間基于統一數據進行協作和共享。這樣以來，位于多地的設計院、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，統一的數字化交付平臺為ERP、EAM等運維系統提供了初始的結構化數據。基于此，維修維護、生產部門都可以準確快捷的查詢工程數據，使得將來的新、改、擴都有了工程數據依據。同時，虛擬工廠中集成了靜態/動態數據，也為運維決策提供了準確的數據基礎。
最后，基于PI的實時數據庫，打通了從設計階段到建設階段再到運維階段的實時數據，無縫連接了生產控制系統與信息管理系統，大大提升了數據實時性，進而提高了管理者的決策效率。
1+1＞2的一體化系統
安全生產是化工企業的第一要務，而安全本身則具有多種內涵:比如供電要保證穩定，生產要保持連續，設備不能出現意外故障，人員不能出現安全事故，緊急情況時要有安全的應對措施等等……只有在機器、設備、資產和人員安全得到充分保障的基礎上，工廠才能沒有“后顧之憂”地生產符合市場需求的各種產品。
施耐德電氣質量過硬且久經考驗的硬件產品是三寧化工最忠誠的“安全衛士”。在安全儀表方面，Triconex安全系統（SIS+GDS+CCS）囊括了網絡、系統和管理安全的三級防御體系，保障了裝置的精準控制和安全穩定運行；在配電方面，智能中壓開關柜PIX和空氣斷路器MTZ等中低壓配電系統，幫助三寧化工提高了供電連續性及可靠性。
傳統項目中，企業往往會選擇不同的自動化系統供應商和電氣設備供應商，由此導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，將過程自動化系統和配電系統相集成，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，供配電系統和過程自動化系統的融合能夠創造巨大的收益。首先，在項目設計階段，一體化的供應商省去了三寧化工跟不同供應商溝通的麻煩，提高溝通效率，降低溝通成本；第二，在項目建設和調試階段，一體化的系統使得客戶在部署設備的過程中減少了不必要的數據接口，進而減少了數據傳輸過程中的丟失，保證數據的準確性及安全性；第三，在項目運維階段，一體化的系統還能幫助中控室操作員工同時了解配電和控制系統的全部實時信息，提高了不同專業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：“當自動化系統和配電系統走向融合的時候，我們所需要的人才也在向復合型發展，這也是我們未來在人才培養上努力的方向。”
如果說高質量的機器是保證化工廠安全穩定運行的“硬實力”，那么高素質的人員就是保障化工廠長期高效運營的“軟實力”。如今，隨著化工廠的生產自動化程度越來越高，工藝原理越來越復雜，裝置工程師和生產操作員也面臨著越來越多的挑戰。
在三寧化工最新的60萬噸/年乙二醇項目中，其應用了六個國家的先進工藝、技術和設備，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以及大型低壓氨合成生產工藝，旨在一次性建成智能工廠，從而實現煤化工多聯產和產業升級。然而，先進的工藝的智慧的工廠也意味著對人員素質的要求更高。
操作人員的工藝知識、經驗和技能水平是工廠安全、順利開工的前提，也是保證安全生產的必要條件。因此，三寧化工的領導層一直十分關心相關人員的培訓問題。
施耐德電氣的OTS則讓三寧化工的煩惱迎刃而解，AVEVA操作員培訓仿真系統能夠模擬工廠現場的裝置及控制情況，并在虛擬環境中對操作員進行離線或者在線的培訓。具體來說，在項目投產前，操作員就可以通過OTS提前了解和掌握工程現場情況；在項目投產后，OTS還可以對故障發生的原因進行模擬，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培訓和操作，這在全國煤化工行業都尚屬首例。
楊文華對于這套操作員培訓仿真系統給予了高度評價：“OTS幫助我們優化了工藝過程控制，降低了誤操作率,滿足了我們定制化培訓和考核的要求，最后的效果遠遠超出了我們的預期。”
結語
“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“審慎決策，穩步發展”的美好希冀。打造智能工廠并邁上數字化轉型的征程，則是其為了實現“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的進一步發展壯大貢獻一份力量，而施耐德電氣將持續用智能、綠色和安全，為以三寧化工為代表的化工企業的轉型升級一路保駕護航。
