煉油化工作為我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在國家的建設(shè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。近幾年，國內(nèi)煉油化工產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，先后有15個(gè)大型石化基地投入了規(guī)劃與建設(shè)，一系列按照國際標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格設(shè)計(jì)的現(xiàn)代化裝置拔地而起。與此同時(shí)，隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的新技術(shù)正在應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域，在幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與技術(shù)、效益提升方面起到了關(guān)鍵的作用。在眾多新技術(shù)中，大數(shù)據(jù)在石油石化領(lǐng)域的應(yīng)用尤其受到矚目。

　　煉化行業(yè)大數(shù)據(jù)特點(diǎn)

　　石油石化工業(yè)相比較于礦山、冶金等行業(yè)，具有易燃易爆、流程工藝復(fù)雜、控制要求精細(xì)、信息高度集成等特點(diǎn)。在煉油化工的加工過程中，從原料到中間餾分與產(chǎn)品，物性分析數(shù)據(jù)紛繁多樣；在生產(chǎn)控制中，各裝置單元的流量、溫度、壓力、液位數(shù)據(jù)每秒都在發(fā)生變化，按平均每套裝置采集1000個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，每10秒存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)計(jì)算，即使經(jīng)過數(shù)據(jù)壓縮之后，一個(gè)大規(guī)模煉化集團(tuán)每年也將產(chǎn)生幾十TB的海量數(shù)據(jù)。煉化行業(yè)產(chǎn)生的大數(shù)據(jù)，除了數(shù)量龐大外，同時(shí)還帶有明顯的行業(yè)特點(diǎn)，具體表現(xiàn)在：

　　第一，數(shù)據(jù)來源復(fù)雜。煉化行業(yè)大數(shù)據(jù)，一方面來自原料、中間產(chǎn)品、成品的物性分析，另一方面也來自于中間控制過程和生產(chǎn)管理過程。單就原料中的原油而言，每種原油的詳細(xì)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)就多達(dá)兩三百個(gè)。對(duì)于生產(chǎn)過程而言則更為復(fù)雜，各種不同類型的數(shù)據(jù)來自于分布于煉化裝置現(xiàn)場(chǎng)的各類檢測(cè)儀器。對(duì)于這種多源的數(shù)據(jù)如何進(jìn)行分析、處理和存儲(chǔ)，成為煉化大數(shù)據(jù)應(yīng)用首要面臨的問題。

　　第二，數(shù)據(jù)種類多樣。站在數(shù)據(jù)治理的角度，煉化企業(yè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式種類繁多，既有由DCS系統(tǒng)、RTDB系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，也有由工業(yè)電視或監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)生的視頻、音頻、圖像數(shù)據(jù)，同時(shí)還有由各個(gè)專業(yè)單元產(chǎn)生的大量文檔資料數(shù)據(jù)，這些異構(gòu)化數(shù)據(jù)往往在某一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景中同時(shí)被解析和利用，需要按照數(shù)據(jù)治理要求對(duì)各類異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

　　第三，數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊。由于煉油化工生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境相對(duì)比較苛刻，由此導(dǎo)致產(chǎn)生的各類現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊。在煉化工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用當(dāng)中，這類數(shù)據(jù)的甄別和分析，往往占用了分析人員大量的時(shí)間和精力，成為影響大數(shù)據(jù)分析結(jié)果和效率的關(guān)鍵因素。

　　第四，與業(yè)務(wù)的緊密結(jié)合。不同于金融及消費(fèi)類大數(shù)據(jù)，石油石化行業(yè)由于有著特殊的行業(yè)技術(shù)門檻。一方面大數(shù)據(jù)從業(yè)人員需要對(duì)所分析的裝置或業(yè)務(wù)目標(biāo)有充分的認(rèn)知，由此才能在數(shù)據(jù)分析過程中規(guī)避各種干擾因素，發(fā)現(xiàn)潛在的優(yōu)化路徑。同時(shí)作為煉化從業(yè)人員，也需要充分接受大數(shù)據(jù)分析這一新型的優(yōu)化工具，在確定優(yōu)化方案之后不折不扣的執(zhí)行，確保優(yōu)化的目標(biāo)能夠達(dá)成。

　　煉化企業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用

　　在國內(nèi)，煉化企業(yè)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用探索，最早始于中國石化早期的信息化建設(shè)。2007年年底，為更好地對(duì)中國石化全系統(tǒng)內(nèi)的煉油生產(chǎn)裝置和工藝技術(shù)進(jìn)行集中管理，同時(shí)使撫研院、石科院、SEI、LPEC等系統(tǒng)內(nèi)部的科研設(shè)計(jì)單位更便利地服務(wù)于煉化企業(yè)，中國石化煉油事業(yè)部及信息部組織系統(tǒng)內(nèi)部的科研設(shè)計(jì)及IT開發(fā)單位，開始了搭建基于煉油裝置數(shù)據(jù)采集與分析的信息化系統(tǒng)建設(shè)工作。該系統(tǒng)最早從加氫裝置開始進(jìn)行試點(diǎn)，后續(xù)歷經(jīng)十年時(shí)間覆蓋到了整個(gè)中國石化煉油五大類、四小類全部煉油裝置。系統(tǒng)的建設(shè)動(dòng)員了中國石化組織下屬34家企業(yè)以及各專業(yè)公司等數(shù)百人，實(shí)現(xiàn)了對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程、生產(chǎn)管理以及LIMS、MES等系統(tǒng)產(chǎn)生的共16萬點(diǎn)數(shù)據(jù)的綜合管理，每年沉淀數(shù)據(jù)量300多億條，數(shù)據(jù)增量達(dá)到17TB/年。經(jīng)過超過十年的數(shù)據(jù)積累，最終構(gòu)建了國內(nèi)最為龐大的煉油工藝海量數(shù)據(jù)庫，并由此奠定了中國石化大數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用的堅(jiān)實(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。煉油技術(shù)分析及遠(yuǎn)程診斷在平臺(tái)開發(fā)建設(shè)中，技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)近400套煉油主生產(chǎn)裝置開發(fā)了60余類2700多個(gè)工藝數(shù)理模型，平臺(tái)實(shí)時(shí)對(duì)催化劑剩余壽命進(jìn)行預(yù)估，對(duì)產(chǎn)品收率進(jìn)行在線預(yù)測(cè)，評(píng)估裝置的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等；平臺(tái)整合了中國石化專家資源，通過搭建生產(chǎn)營運(yùn)診斷平臺(tái)，進(jìn)行網(wǎng)上巡檢及遠(yuǎn)程事故診斷；同時(shí)建成了煉油知識(shí)管理平臺(tái)，積累專家診斷案例，沉淀專家知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，以此來指導(dǎo)企業(yè)工藝生產(chǎn)操作，提升企業(yè)工藝技術(shù)管理水平。煉油技術(shù)分析及遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)的成功實(shí)施，也為后續(xù)在煉油化工領(lǐng)域開展大數(shù)據(jù)建設(shè)在方法論、模型構(gòu)建和應(yīng)用場(chǎng)景的設(shè)計(jì)方面起到了較好的借鑒作用。

　　煉化企業(yè)的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，在實(shí)踐中往往是從企業(yè)的“痛點(diǎn)”入手。煉化過程中不同的裝置和單元，有著不同的物理和化學(xué)反應(yīng)特征。雖然當(dāng)下已有不少過程模擬軟件或者機(jī)理模型來描述生產(chǎn)的重要過程，但由于煉化的復(fù)雜性，現(xiàn)實(shí)當(dāng)中仍然有大量的現(xiàn)象是機(jī)理模型或模擬軟件所不能解釋的。因此，在面臨此類問題時(shí)，借助大數(shù)據(jù)技術(shù)獨(dú)辟蹊徑，在較短的時(shí)間從眾多的因果變化關(guān)系中找出滿足優(yōu)化目標(biāo)的操作參數(shù)，成為解決許多生產(chǎn)問題的有效手段。

　　面向煉化領(lǐng)域的大數(shù)據(jù)應(yīng)用，除了需要專業(yè)的平臺(tái)以及分析工具（算法）之外，專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)以及企業(yè)業(yè)務(wù)部門深度參與也十分必要。海量數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)抽取、轉(zhuǎn)換與加載(ETL)后，需要企業(yè)精通生產(chǎn)、設(shè)備或相關(guān)方向的業(yè)務(wù)專家對(duì)提煉出來的關(guān)聯(lián)關(guān)系進(jìn)行深度分析與確認(rèn)，幫助大數(shù)據(jù)技術(shù)人員對(duì)模型進(jìn)行不斷迭代，確保模型的穩(wěn)定和優(yōu)化結(jié)果的準(zhǔn)確性。煉化大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)踐，要求業(yè)務(wù)人員在生產(chǎn)管理的過程中敢于突破傳統(tǒng)思維，用全局視角來設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)景，幫助企業(yè)解決生產(chǎn)瓶頸、優(yōu)化生產(chǎn)過程、提升經(jīng)濟(jì)效益。例如催化裂化裝置的操作如何調(diào)整，在確保目標(biāo)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最優(yōu)化、高附加值產(chǎn)品收率最大化的同時(shí)，又能將裝置能耗和劑耗維持在較低的水平。再或者加氫裂化裝置中如何通過分析原料性質(zhì)、各床層溫度與溫升、冷氫量的關(guān)系來預(yù)測(cè)催化劑的使用壽命等等。在設(shè)備管理層面，如何通過圖像、視頻和音頻識(shí)別技術(shù)提前對(duì)設(shè)備的異常情況進(jìn)行預(yù)警。再者在整個(gè)煉化集團(tuán)層面，同類型裝置在不同原料和操作狀態(tài)下，裝置的效益和產(chǎn)出區(qū)別有多大？一句話，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，開拓的視野和全局的角度非常重要。

　　聯(lián)想工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用

　　聯(lián)想集團(tuán)自2011年開始將大數(shù)據(jù)技術(shù)與制造行業(yè)的特點(diǎn)進(jìn)行了充分的融合，由此孵化出了聯(lián)想LeapIoT等多個(gè)平臺(tái)型產(chǎn)品。LeapIoT是聯(lián)想面向工業(yè)領(lǐng)域打造的專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，提供了從工業(yè)設(shè)備、傳感器的接入到工業(yè)應(yīng)用服務(wù)的端到端的解決方案，通過終端接入、邊緣計(jì)算、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、時(shí)序存儲(chǔ)、數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)洞察，以設(shè)備、數(shù)據(jù)為核心，為新建或已有的工業(yè)生產(chǎn)線提供全新的工業(yè)智能化改造服務(wù)，解決工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)制造端工業(yè)連接、系統(tǒng)協(xié)同、數(shù)據(jù)分析需求。同時(shí)以強(qiáng)大的技術(shù)和服務(wù)優(yōu)勢(shì)，覆蓋流程制造、離散制造以及泛工業(yè)相關(guān)的行業(yè)。伴隨著聯(lián)想工業(yè)大數(shù)據(jù)多個(gè)重磅產(chǎn)品的推出，聯(lián)想在石化行業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用“落地”層面也有了突破性進(jìn)展。2017年~2018年，聯(lián)想工業(yè)大數(shù)據(jù)團(tuán)隊(duì)成功實(shí)施了中國石化武漢分公司催化裂化輕收提升大數(shù)據(jù)項(xiàng)目，這是繼聯(lián)想在汽車制造領(lǐng)域成功實(shí)施多個(gè)案例之后，又一個(gè)行業(yè)突破。在該項(xiàng)目中，聯(lián)想選擇了煉化領(lǐng)域裝置復(fù)雜度最高、汽油收率貢獻(xiàn)度最大的催化裂化裝置作為試點(diǎn)，分析了近九百多個(gè)工藝數(shù)據(jù)以及一百多個(gè)分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)，每15秒對(duì)工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，每小時(shí)對(duì)操作條件進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算并給出優(yōu)化建議。

　　聯(lián)想工業(yè)大數(shù)據(jù)的系列解決方案，目前已涵蓋煉油化工工藝優(yōu)化、設(shè)備預(yù)防性維護(hù)、安全環(huán)保分析、企業(yè)經(jīng)營管理等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。在為傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)賦能、助力企業(yè)轉(zhuǎn)型方面起到了強(qiáng)有力的推動(dòng)作用。

　　佚名

關(guān)注讀覽天下微信， 100萬篇深度好文， 等你來看……