1、信息化建設(shè)的意義
當(dāng)前以信息化技術(shù)為代表的高新技術(shù)迅猛發(fā)展,正在有力地推動(dòng)著經(jīng)濟(jì)全球化和全球信息化進(jìn)程,并由此產(chǎn)生了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式,加速了世界性的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和組織結(jié)構(gòu)的調(diào)整,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)產(chǎn)生了難以估量的影響。信息化已經(jīng)成為當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。在當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程不斷加快的趨勢(shì)下,特別是我國(guó)加入WTO以后,我們的企業(yè)將在全球范圍內(nèi)獲得更大的發(fā)展機(jī)遇,但同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。這就要求我們通過(guò)信息化來(lái)提升企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和體制創(chuàng)新的能力,增強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,以信息化帶動(dòng)工業(yè)化的發(fā)展。以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)導(dǎo)致了一次新的工業(yè)革命——制造業(yè)信息化,以制造業(yè)信息化為標(biāo)志的科學(xué)管理才稱(chēng)得上是現(xiàn)代化管理。因此,企業(yè)要生存、要發(fā)展,當(dāng)務(wù)之急就是要進(jìn)行信息化建設(shè)。

2、化工流程特點(diǎn)和信息化建設(shè)現(xiàn)狀
化工流程生產(chǎn)過(guò)程采用的是連續(xù)的產(chǎn)品加工方式,作為原料的物料流及能量流持續(xù)進(jìn)入由一系列生產(chǎn)裝置序貫組成的固定生產(chǎn)流程后,連續(xù)經(jīng)過(guò)反應(yīng)、換熱、分離、流體輸送等各類(lèi)環(huán)節(jié),直至生成最后產(chǎn)品。生產(chǎn)過(guò)程除了發(fā)生物理化的過(guò)程還伴隨著化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程,生產(chǎn)活動(dòng)一般是在高溫、高壓、高流速、易燃、易爆、有毒的條件下進(jìn)行的。由于高強(qiáng)度的流程生產(chǎn)過(guò)程具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益倍增特性,不合格的產(chǎn)品以及超量的排放,或者由于控制系統(tǒng)失靈而引起的生產(chǎn)裝置停車(chē),都將產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)后果,流程工業(yè)過(guò)程控制技術(shù)而非產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)成為企業(yè)贏得競(jìng)爭(zhēng)的最為主要的關(guān)鍵因素,自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)企業(yè)生產(chǎn)顯得尤其重要。針對(duì)這些特點(diǎn),應(yīng)用先進(jìn)控制技術(shù)、化學(xué)工程、計(jì)算機(jī)及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)等多個(gè)領(lǐng)域內(nèi)的先進(jìn)技術(shù)成果,實(shí)施生產(chǎn)信息化戰(zhàn)略,追求企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的總體優(yōu)化操作,實(shí)現(xiàn)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、優(yōu)、滿(mǎn)”的生產(chǎn)操作模式,將企業(yè)生產(chǎn)從過(guò)去的簡(jiǎn)單、粗放式生產(chǎn)模式向綜合優(yōu)化模式轉(zhuǎn)變,成為企業(yè)贏得市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵因素。

生產(chǎn)自動(dòng)化是企業(yè)信息化建設(shè)的重要組成部分,在化工流程行業(yè)要以信息技術(shù)提升傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,關(guān)鍵要在“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、優(yōu)、滿(mǎn)”五個(gè)字上作文章,“安”是在保證人身和設(shè)備安全的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)；“穩(wěn)”是要求生產(chǎn)裝置盡量穩(wěn)定進(jìn)行,這對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命,減緩催化劑老化都會(huì)帶來(lái)巨大效益。化工對(duì)象, 特別是一些化學(xué)反應(yīng)器,本身的特性就可能是不穩(wěn)定的,稍有波動(dòng)就有可能進(jìn)入正反饋狀態(tài),造成化學(xué)反應(yīng)出現(xiàn)雪崩效應(yīng)。這就對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高的要求來(lái)克服不同擾動(dòng),確保生產(chǎn)穩(wěn)定進(jìn)行：“長(zhǎng)”則是指生產(chǎn)裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行的要求。保證生產(chǎn)流程的長(zhǎng)周期連續(xù)運(yùn)行,是企業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)節(jié)能降耗、穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)的重要保障。很顯然,裝置運(yùn)行周期越長(zhǎng),停產(chǎn)損失越小,檢修費(fèi)用也就越低,企業(yè)可獲得的經(jīng)濟(jì)效益越大。流程過(guò)程客觀上存在著周期性的全局停車(chē)大檢修工作,設(shè)備檢修的質(zhì)量及內(nèi)容對(duì)日后的生產(chǎn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)起到至關(guān)重要的作用,如何制定一個(gè)科學(xué)的、經(jīng)濟(jì)的設(shè)備大修計(jì)劃,依賴(lài)于人們對(duì)生產(chǎn)裝置的全過(guò)程運(yùn)行信息的采集、存儲(chǔ)、加工、處理和分析,通過(guò)信息集成,提高生產(chǎn)設(shè)備的管理水平,加強(qiáng)設(shè)備檢修的針對(duì)性、科學(xué)性成為保證設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)的強(qiáng)烈要求；“優(yōu)”則是企業(yè)優(yōu)化配置資源、 優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程的操作條件、保證產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量等目標(biāo),要求生產(chǎn)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)優(yōu)化,追求生產(chǎn)、管理經(jīng)營(yíng)過(guò)程低耗,提高生產(chǎn)效率,提高企業(yè)的管理工作的精度和效率,降低生產(chǎn)的成本,提高企業(yè)的贏利能力；“滿(mǎn)”則是指滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn),化工對(duì)象的生產(chǎn)特點(diǎn)在滿(mǎn)負(fù)荷生產(chǎn)時(shí),設(shè)備效率最高,消耗最低,獲得經(jīng)濟(jì)效益最大。

目前,我國(guó)化工流程生產(chǎn)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比水平較低,主要體現(xiàn)在產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定,成本高,在我國(guó)加入WTO之后,化工行業(yè)面臨著極大地挑戰(zhàn)。化工行業(yè)為了迎接國(guó)際市場(chǎng)地挑戰(zhàn),除了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要調(diào)整外,更重要的需要進(jìn)行企業(yè)的內(nèi)部自身挖潛,提高技術(shù)含量和管理水平。

建立企業(yè)信息化系統(tǒng)是提高企業(yè)生產(chǎn)和管理水平的最有效途徑,其中生產(chǎn)控制系統(tǒng)是整個(gè)信息化系統(tǒng)的核心部分。1975年出現(xiàn)了整體分散控制系統(tǒng)(DCS),隨后在控制領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命,形成了全球范圍的DCS熱。我國(guó)企業(yè),尤其是大中型企業(yè)大量地成套引進(jìn)了國(guó)外的DCS, 花費(fèi)了大量的外匯,但因原材料條件、管理水平、操作水平等同國(guó)外相比相差甚遠(yuǎn),加之技術(shù)準(zhǔn)備不足,先進(jìn)的控制設(shè)備不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。據(jù)調(diào)查,我國(guó)引進(jìn)的DCS只發(fā)揮了25%的功能,而實(shí)際情況是,有些企業(yè)比這個(gè)數(shù)字還要低,這種現(xiàn)象在化工流程行業(yè)更為嚴(yán)重,這種現(xiàn)狀已嚴(yán)重影響了企業(yè)的發(fā)展。如何利用化學(xué)工程、自動(dòng)控制、人工智能以及信息技術(shù)等方面的最新研究成果,在生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制管理策略,進(jìn)一步發(fā)揮DCS的潛能,一直是國(guó)內(nèi)外有關(guān)研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)、工業(yè)界關(guān)心的熱點(diǎn)。

企業(yè)信息化的另一個(gè)主要部分是信息管理系統(tǒng),在企業(yè)信息管理領(lǐng)域,通過(guò)多年的工作,國(guó)內(nèi)許多企業(yè)已建立起局部計(jì)算機(jī)信息管理信息系統(tǒng)(MIS),但從這些管理系統(tǒng)的整體性能來(lái)考察,限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,不能完全適應(yīng)企業(yè)綜合管理的需要:一方面,各個(gè)管理系統(tǒng)是在沒(méi)有考慮企業(yè)整體信息集成目標(biāo)的情況下獨(dú)立進(jìn)行開(kāi)發(fā)的,沒(méi)有充分考慮信息集成的需要,系統(tǒng)間協(xié)同性能差,基于這種MIS系統(tǒng)的管理工作全局性差,很難進(jìn)一步發(fā)揮管理工作的作用和效率；另一方面大多數(shù)MIS 系統(tǒng)基于一些小型數(shù)據(jù)庫(kù)開(kāi)發(fā)的,代碼效率低,開(kāi)放性、安全性差,不易與其他系統(tǒng)兼容,其網(wǎng)絡(luò)功能或者支持的網(wǎng)絡(luò)有限,不利于開(kāi)展系統(tǒng)信息的集成工作。

在20世紀(jì)80年代以前,工業(yè)自動(dòng)建立在經(jīng)典的控制理論基礎(chǔ)之上,以某一個(gè)或一組生產(chǎn)裝置為對(duì)象建立數(shù)學(xué)模型,結(jié)合化工生產(chǎn)過(guò)程中的條件求解方程,尋求極值或最優(yōu)值,實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制、調(diào)度和故障診斷等。由于信息技術(shù)的發(fā)展,綜合自動(dòng)化技術(shù)已成為結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、專(zhuān)家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一門(mén)綜合學(xué)科。工業(yè)綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向是利用開(kāi)放系統(tǒng)互連技術(shù)對(duì)集散控制系統(tǒng)和企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行集成,對(duì)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行信息提取,利用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)鏈接,結(jié)合全廠信息以求達(dá)到生產(chǎn)的全局優(yōu)化、控制,逐步形成企業(yè)信息概念。

20世紀(jì)90年代, 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,石油化學(xué)工業(yè)受到幾個(gè)主要發(fā)展趨勢(shì)的沖擊。其中一個(gè)沖擊是自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用,導(dǎo)致石油化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和管理等方面的變革,促使過(guò)程控制技術(shù)向高層次發(fā)展。隨著工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程向大型化、集成化、復(fù)雜化發(fā)展,企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制、調(diào)度、優(yōu)化等方面提出了越來(lái)越高的要求,控制的目標(biāo)已不再局限于對(duì)某一變量,或某幾個(gè)變量的平穩(wěn)操作,而越來(lái)越多地加入了以經(jīng)濟(jì)效益為代表的其它控制要求。顯然,傳統(tǒng)的以單變量控制為基礎(chǔ)的控制技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足這些需求,以多變量預(yù)測(cè)控制與優(yōu)化控制為主要特征的先進(jìn)控制(Advanced Process Control, APC)技術(shù)在一些發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、加拿大等相繼成立了專(zhuān)門(mén)從事控制與優(yōu)化軟件開(kāi)發(fā)的軟件公司,紛紛推出了自己的APC軟件包,通過(guò)在化工、石油、冶金、建材等企業(yè)的應(yīng)用,取得了十分可觀的經(jīng)濟(jì)效益。由于生產(chǎn)方式和管理模式等方面的差異,這種技術(shù)在我國(guó)沒(méi)有得到廣泛的推廣應(yīng)用,國(guó)外的一些軟件在我國(guó)也不能得到很好的應(yīng)用。

根據(jù)我國(guó)具體情況,如何把工業(yè)企業(yè)管理與生產(chǎn)裝置實(shí)時(shí)操作信息集成起來(lái),充分發(fā)揮人、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及自動(dòng)化裝備的作用,使企業(yè)不斷增強(qiáng)對(duì)市場(chǎng)的應(yīng)變能力,根據(jù)市場(chǎng)的需求及時(shí)組織和調(diào)整生產(chǎn),充分挖掘生產(chǎn)潛力,根據(jù)市場(chǎng)的需求及時(shí)組織和調(diào)整生產(chǎn),充分挖掘生產(chǎn)潛力,降低消耗,提高質(zhì)量,確保安全,壓縮庫(kù)存,加速資金周轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程、管理決策過(guò)程和經(jīng)營(yíng)過(guò)程的整體優(yōu)化,最大限度地提高經(jīng)濟(jì)效益,是利用現(xiàn)代信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)或新興工業(yè)中亟待解決的重大課題。現(xiàn)在各大企業(yè)主管領(lǐng)導(dǎo)已充分認(rèn)識(shí)到在這方面是有著巨大的經(jīng)濟(jì)潛力可挖掘,而且,計(jì)算機(jī)軟硬件的發(fā)展也提供了很好的外部環(huán)境。在這樣的條件下,建立大型流程工業(yè)的綜合信息系統(tǒng)已是必然趨勢(shì)。 (黃麗梅)