喚醒沉睡數(shù)據(jù) 打造石化“智能+”

4月2~3日，第二屆中國(guó)煉油石化科技智能化大會(huì)在寧波召開(kāi)。來(lái)自石油石化、設(shè)備制造、信息技術(shù)等行業(yè)的院士、*、企業(yè)代表濟(jì)濟(jì)一堂，探討如何借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等信息技術(shù)，推動(dòng)石化行業(yè)“智能+”發(fā)展。
　　“智能生產(chǎn)，就是面向工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和系統(tǒng)，基于智能感知、人機(jī)交互，構(gòu)建智能化和綠色化的柔性制造模式，重塑產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈，實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化和生產(chǎn)全流程整體優(yōu)化。”中國(guó)工程院院士、過(guò)程控制和過(guò)程系統(tǒng)工程*錢鋒表示。

　　石化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，借助信息技術(shù)可以強(qiáng)化生產(chǎn)監(jiān)控、優(yōu)化生產(chǎn)計(jì)劃，為企業(yè)管理者提供輔助。

　　開(kāi)采數(shù)據(jù)“礦山”

　　石化反應(yīng)機(jī)理復(fù)雜，影響過(guò)程的因素多，難以用常規(guī)方式分析。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以從中發(fā)現(xiàn)某些異常，或事故模式，對(duì)安全生產(chǎn)具有重大意義

　　“智能工廠的數(shù)據(jù)來(lái)源包括企業(yè)信息化數(shù)據(jù)、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，以及外部跨界數(shù)據(jù)三大類，數(shù)據(jù)量大、種類多、來(lái)源廣，統(tǒng)計(jì)和使用難度大。”中國(guó)石化信息化管理部副主任李劍峰表示。

　　據(jù)《自動(dòng)化博覽》雜志刊載文章，乙烯生產(chǎn)裝置需要監(jiān)控的參數(shù)5000余點(diǎn)，一個(gè)中等規(guī)模的石化企業(yè)需要監(jiān)控的生產(chǎn)參數(shù)約10萬(wàn)點(diǎn)。DCS或SCADA系統(tǒng)的采樣周期為秒級(jí)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)保存數(shù)據(jù)的周期通常為1分鐘。按照這樣計(jì)算，一個(gè)星期內(nèi)，中型石化企業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)累積的生產(chǎn)參數(shù)可達(dá)10億條。

　　大數(shù)據(jù)分析可以用于優(yōu)化生產(chǎn)，以及企業(yè)管理的各個(gè)領(lǐng)域。與傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析相比，大數(shù)據(jù)技術(shù)注重關(guān)聯(lián)性分析。大數(shù)據(jù)重在眾多的因素中研究事物之間的關(guān)聯(lián)性，試圖發(fā)現(xiàn)一些有價(jià)值的新現(xiàn)象和新規(guī)律，而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析方法限于某個(gè)局部，造成了數(shù)據(jù)之間的斷裂，數(shù)據(jù)中的規(guī)律無(wú)法充分挖掘。

　　石化行業(yè)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用多分布于供應(yīng)鏈優(yōu)化、庫(kù)存管理、資金統(tǒng)一管理和生產(chǎn)監(jiān)管優(yōu)化四個(gè)模塊。石化企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程是復(fù)雜的物理化學(xué)變化過(guò)程，影響過(guò)程的因素多，機(jī)理*復(fù)雜，難以用線性手段描述和*方程表達(dá)。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以從中發(fā)現(xiàn)某些異常，或事故模式，對(duì)安全生產(chǎn)具有重大意義。

　　推動(dòng)大數(shù)據(jù)工業(yè)應(yīng)用

　　借助大數(shù)據(jù)建模，不僅可以強(qiáng)化企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控，而且可以優(yōu)化，甚至預(yù)測(cè)運(yùn)行狀況

　　未經(jīng)過(guò)梳理的數(shù)據(jù)*雜亂，經(jīng)過(guò)梳理、統(tǒng)計(jì)后，得到初步的信息；將信息的規(guī)律分析、總結(jié)出來(lái)，即獲得知識(shí)；將知識(shí)進(jìn)一步應(yīng)用，利用數(shù)據(jù)做出決策，這一階段為“智慧”。因此，數(shù)據(jù)的應(yīng)用分4個(gè)階段：搜集數(shù)據(jù)、提取信息、獲得知識(shí)、進(jìn)階智慧。

　　借助大數(shù)據(jù)建模，不僅可以強(qiáng)化企業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控，而且可以優(yōu)化，甚至預(yù)測(cè)運(yùn)行狀況。中國(guó)石化在智能工廠建設(shè)中，與國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校、研究機(jī)構(gòu)合作開(kāi)展了工業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用的研究和實(shí)踐。“目前，我們?cè)谏a(chǎn)分析、生產(chǎn)操作、設(shè)備運(yùn)行大數(shù)據(jù)應(yīng)用方面取得了階段性進(jìn)展，為裝置安全平穩(wěn)運(yùn)行、精細(xì)化生產(chǎn)提供了科學(xué)指導(dǎo)。”李劍峰介紹。

　　在煉化企業(yè)，因動(dòng)設(shè)備故障引起的非計(jì)劃停工占到裝置非計(jì)劃停工的70%以上。對(duì)于動(dòng)設(shè)備中的關(guān)鍵機(jī)組，如何定義設(shè)備的“不安全狀態(tài)”，確定設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，是否能夠有量化的評(píng)估指標(biāo)，一直是煉化企業(yè)設(shè)備及生產(chǎn)運(yùn)行人員探索的問(wèn)題。

　　在茂名石化，中國(guó)石化利用大數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)組運(yùn)行“健康度”建模，針對(duì)每個(gè)維度的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析，采用梯度加速回歸算法對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)、異常進(jìn)行分析。他們成功提前9個(gè)小時(shí)對(duì)渣油加氫裝置新氫壓縮機(jī)的異常狀況預(yù)警，及時(shí)維修，避免了事故。

　　應(yīng)用數(shù)據(jù)分析方法，對(duì)煉化企業(yè)設(shè)備腐蝕風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)分析，也能為企業(yè)防范腐蝕風(fēng)險(xiǎn)提供及時(shí)、量化的決策信息。

　　應(yīng)用大數(shù)據(jù)仍存挑戰(zhàn)

　　石化企業(yè)數(shù)據(jù)量大且來(lái)源復(fù)雜，當(dāng)前算法、算力等方面仍不足

　　“石化工業(yè)大數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)治理、應(yīng)用方面，仍面臨著來(lái)自數(shù)據(jù)、算力和算法，以及工業(yè)應(yīng)用等方面的挑戰(zhàn)。”李劍峰表示。

　　石化企業(yè)數(shù)據(jù)量大且來(lái)源復(fù)雜。中國(guó)石化煉化生產(chǎn)數(shù)據(jù)超過(guò)960PB（拍字節(jié)），來(lái)源包括ERP、MES等各類信息系統(tǒng)及現(xiàn)場(chǎng)傳感器。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化等多種類型，歷史數(shù)據(jù)量大，處理難度大。

　　相對(duì)于國(guó)外大型石化企業(yè)來(lái)說(shuō)，目前國(guó)內(nèi)石化企業(yè)的高性能數(shù)據(jù)處理中心還在起步階段，存儲(chǔ)資源尚未有效整合。同時(shí)，當(dāng)前學(xué)術(shù)界、科研單位形成的算法偏重于理論，與工業(yè)結(jié)合的深度不足。部分算法實(shí)現(xiàn)了工業(yè)嘗試，但尚未形成規(guī)模化應(yīng)用。

　　工業(yè)大數(shù)據(jù)建模、分析和應(yīng)用，需要員工具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)知識(shí)，能夠?qū)I(yè)務(wù)問(wèn)題模型化，給企業(yè)老員工帶來(lái)挑戰(zhàn)。大數(shù)據(jù)分析算法、機(jī)理模型和*經(jīng)驗(yàn)融合應(yīng)用的工業(yè)軟件偏少，主流工業(yè)軟件往往知識(shí)側(cè)重于單一應(yīng)用，這也為融合應(yīng)用帶來(lái)了機(jī)遇。