1、信息化建设的意义
当前以信息化技术为代表的高新技术迅猛发展,正在有力地推动着经济全球化和全球信息化进程,并由此产生了新的经济增长模式,加速了世界性的产业结构、产品结构和组织结构的调整,对社会经济活动产生了难以估量的影响。信息化已经成为当今世界经济发展的必然趋势。在当今世界经济全球化进程不断加快的趋势下,特别是我国加入WTO以后,我们的企业将在全球范围内获得更大的发展机遇,但同时也面临着巨大的挑战。这就要求我们通过信息化来提升企业的技术创新、管理创新和体制创新的能力,增强企业的核心竞争力,以信息化带动工业化的发展。以计算机技术为核心的信息技术导致了一次新的工业革命——制造业信息化,以制造业信息化为标志的科学管理才称得上是现代化管理。因此,企业要生存、要发展,当务之急就是要进行信息化建设。
2、化工流程特点和信息化建设现状
化工流程生产过程采用的是连续的产品加工方式,作为原料的物料流及能量流持续进入由一系列生产装置序贯组成的固定生产流程后,连续经过反应、换热、分离、流体输送等各类环节,直至生成最后产品。生产过程除了发生物理化的过程还伴随着化学反应的过程,生产活动一般是在高温、高压、高流速、易燃、易爆、有毒的条件下进行的。由于高强度的流程生产过程具有明显的经济效益倍增特性,不合格的产品以及超量的排放,或者由于控制系统失灵而引起的生产装置停车,都将产生相当严重的经济后果,流程工业过程控制技术而非产品设计技术成威尼斯城为企业赢得竞争的最为主要的关键因素,自动化系统对企业生产显得尤其重要。针对这些特点,应用先进控制技术、化学工程、计算机及计算机网络、数据库等多个领域内的先进技术成果,实施生产信息化战略,追求企业生产过程的总体优化操作,实现“安、稳、长、优、满”的生产操作模式,将企业生产从过去的简单、粗放式生产模式向综合优化模式转变,成威尼斯城为企业赢得市场激烈的竞争的关键因素。
生产自动化是企业信息化建设的重要组成部分,在化工流程行业要以信息技术提升传统的生产模式,关键要在“安、稳、长、优、满”五个字上作文章,“安”是在保证人身和设备安全的基础上进行生产经营活动；“稳”是要求生产装置尽量稳定进行,这对延长设备使用寿命,减缓催化剂老化都会带来巨大效益。化工对象, 特别是一些化学反应器,本身的特性就可能是不稳定的,稍有波动就有可能进入正反馈状态,造成化学反应出现雪崩效应。这就对控制系统提出了很高的要求来克服不同扰动,确保生产稳定进行：“长”则是指生产装置长周期运行的要求。保证生产流程的长周期连续运行,是企业实现生产节能降耗、稳产、高产的重要保障。很显然,装置运行周期越长,停产损失越小,检修费用也就越低,企业可获得的经济效益越大。流程过程客观上存在着周期性的全局停车大检修工作,设备检修的质量及内容对日后的生产装置的运行状态起到至关重要的作用,如何制定一个科学的、经济的设备大修计划,依赖于人们对生产装置的全过程运行信息的采集、存储、加工、处理和分析,通过信息集成,提高生产设备的管理水平,加强设备检修的针对性、科学性成为保证设备长周期运转的强烈要求；“优”则是企业优化配置资源、 优化生产过程的操作条件、保证产品生产的质量等目标,要求生产产品优质,实现生产优化,追求生产、管理经营过程低耗,提高生产效率,提高企业的管理工作的精度和效率,降低生产的成本,提高企业的赢利能力；“满”则是指满负荷生产,化工对象的生产特点在满负荷生产时,设备效率最高,消耗最低,获得经济效益最大。
目前,我国化工流程生产与发达国家相比水平较低,主要体现在产品质量不稳定,成本高,在我国加入WTO之后,化工行业面临着极大地挑战。化工行业为了迎接国际市场地挑战,除了产品结构需要调整外,更重要的需要进行企业的内部自身挖潜,提高技术含量和管理水平。
建立企业信息化系统是提高企业生产和管理水平的最有效途径,其中生产控制系统是整个信息化系统的核心部分。1975年出现了整体分散控制系统(DCS),随后在控制领域掀起了一场革命,形成了全球范围的DCS热。我国企业,尤其是大中型企业大量地成套引进了国外的DCS, 花费了大量的外汇,但因原材料条件、管理水平、操作水平等同国外相比相差甚远,加之技术准备不足,先进的控制设备不能发挥其应有的作用。据调查,我国引进的DCS只发挥了25%的功能,而实际情况是,有些企业比这个数字还要低,这种现象在化工流程行业更为严重,这种现状已严重影响了企业的发展。如何利用化学工程、自动控制、人工智能以及信息技术等方面的最新研究成果,在生产过程实现先进控制管理策略,进一步发挥DCS的潜能,一直是国内外有关研究开发机构、工业界关心的热点。
企业信息化的另一个主要部分是信息管理系统,在企业信息管理领域,通过多年的工作,国内许多企业已建立起局部计算机信息管理信息系统(MIS),但从这些管理系统的整体性能来考察,限于当时的技术条件,不能完全适应企业综合管理的需要:一方面,各个管理系统是在没有考虑企业整体信息集成目标的情况下独立进行开发的,没有充分考虑信息集成的需要,系统间协同性能差,基于这种MIS系统的管理工作全局性差,很难进一步发挥管理工作的作用和效率；另一方面大多数MIS 系统基于一些小型数据库开发的,代码效率低,开放性、安全性差,不易与其他系统兼容,其网络功能或者支持的网络有限,不利于开展系统信息的集成工作。
在20世纪80年代以前,工业自动建立在经典的控制理论基础之上,以某一个或一组生产装置为对象建立数学模型,结合化工生产过程中的条件求解方程,寻求极值或最优值,实现优化控制、调度和故障诊断等。由于信息技术的发展,综合自动化技术已成为结合计算机技术、数据库技术、通信技术、人工智能、专家系统、神经网络的一门综合学科。工业综合自动化的发展方向是利用开放系统互连技术对集散控制系统和企业网进行集成,对生产实时数据库进行信息提取,利用数据库技术将生产数据库和管理数据库进行动态链接,结合全厂信息以求达到生产的全局优化、控制,逐步形成企业信息概念。
20世纪90年代, 随着科学技术的发展,石油化学工业受到几个主要发展趋势的冲击。其中一个冲击是自动控制技术、计算机技术和通讯技术的广泛应用,导致石油化学工业生产过程和管理等方面的变革,促使过程控制技术向高层次发展。随着工业生产过程向大型化、集成化、复杂化发展,企业对生产过程的控制、调度、优化等方面提出了越来越高的要求,控制的目标已不再局限于对某一变量,或某几个变量的平稳操作,而越来越多地加入了以经济效益为代表的其它控制要求。显然,传统的以单变量控制为基础的控制技术已无法满足这些需求,以多变量预测控制与优化控制为主要特征的先进控制(Advanced Process Control, APC)技术在一些发达国家得到广泛的应用和发展。美国、英国、法国、加拿大等相继成立了专门从事控制与优化软件开发的软件公司,纷纷推出了自己的APC软件包,通过在化工、石油、冶金、建材等企业的应用,取得了十分可观的经济效益。由于生产方式和管理模式等方面的差异,这种技术在我国没有得到广泛的推广应用,国外的一些软件在我国也不能得到很好的应用。
根据我国具体情况,如何把工业企业管理与生产装置实时操作信息集成起来,充分发挥人、计算机系统以及自动化装备的作用,使企业不断增强对市场的应变能力,根据市场的需求及时组织和调整生产,充分挖掘生产潜力,根据市场的需求及时组织和调整生产,充分挖掘生产潜力,降低消耗,提高质量,确保安全,压缩库存,加速资金周转,实现生产过程、管理决策过程和经营过程的整体优化,最大限度地提高经济效益,是利用现代信息技术改造传统产业或新兴工业中亟待解决的重大课题。现在各大企业主管领导已充分认识到在这方面是有着巨大的经济潜力可挖掘,而且,计算机软硬件的发展也提供了很好的外部环境。在这样的条件下,建立大型流程工业的综合信息系统已是必然趋势。 (黄丽梅)
