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数字化:化工厂的前景和需求

Written by Lenz Kroeck | 十一月 24, 2020

在过去的几个月,Navigance与化工制造领域的专业人士进行了广泛的探讨——尤其是在连续运行的工艺技术领域,以了解他们日常工厂运作的实际情况,需求和目标,以及任何会带来影响的总体趋势。

我们的综合研究探索了工厂的当务之急,他们为了实现这些当务之急所面临的挑战,以及所有这些因素如何影响他们走向数字化的进程。至关重要的是,我们不仅询问了他们正在做什么,还询问了他们认为“数字化”可以在哪些方面进一步提供帮助。

要点

本文总结了我们的发现,包括化工生产商在数字化旅程中每个阶段的各种需求和投资选择,包括:

而在下一篇文章中,我们将分享一些常见的步骤,帮助他们以正确的方式和节奏驾驭实施数字化:

化工生产商的真实需求和想法

为了了解最新情况,我们最近花时间采访了近40位在欧洲、中东、非洲、印度和北美开展业务的专家。他们的职责涉及工艺工程师、工厂经理、企业数字化和高级管理团队成员。

这些经验丰富的专业人员从事合成氨、甲醇、环氧乙烷、顺酐、脂肪醇、甲醛、添加剂以及炼油厂等的生产。我们还与各种技术供应商进行了交流。

这项研究对于重新审视和验证化工厂日常运作的现状、他们面临的挑战、运营者关心的优先事项、他们的想法和顾虑,以及为解决这类问题而设计的方案的适用性,都至关重要。

那么,我们发现了什么?

共同的优先事项

所有受访者最关心的优先事项毫无悬念并惊人地一致,那就是安全。当今化工运营的这一重要的基石,仍然依靠个人的责任感和完善的工艺。


100%

- 对每个人来说,运营安全性是第一要务。

 

工艺安全性通常是非常完善的。但改进活动往往集中在与人相关的议题上,对数字技术的作用却很小 - 至少目前情况如此。

安全也是实现业内通用的其他优先事项的先决条件:比如实现计划的产量,并控制在预算成本内。

如果没有安全,这些目标也将面临风险。通过尽可能降低损失工时事件率(一种常见的衡量工厂安全性的指标),最好降到零,运营负责人不仅可以保持工厂运作,还可以关注如何达成控制成本的目标。

在运行需求方面,这些额外的优先事项变成“设备利用率”和“工艺效率”。在这里,化工生产商可以更清楚地看到数字化为运营带来的附加值。

多数人认为数字技术可以提高工厂数据的可视性和利用率。这样可以帮助他们作出更明智、更主动、更有协作性和有效的决策。同时这也创造了一个他们所需的提高工厂利用率和效率的平台。

但生产商对这种潜力的重视程度、他们对运行获益的认识程度,以及目前对他们来说最重要的事项,可能差别迥异。

化工行业的数字化前景

同样是化工制造业,生产的化学品、生产作业的规模、数字化成熟度、最迫切的需求,往往各不相同。

有些化工厂,其往往隶属于规模较大的纯化工企业和全球性的综合性厂商,已经走在了前面。他们已经开始定期投资设备,通过DCS1或MES2系统获取运营数据。

现在,他们正在拥抱人工智能、云服务和其他先进的数字技术,以帮助实现运营目标,即在目标成本内达成既定产量目标。这些技术可以挖掘现有系统那些无法捕捉的机会,其单靠肉眼很难发现和实现。

与此同时,规模较小的化工企业也开始向数字化工作方式迈出第一步。由于每天的运营,难以在有限的时间用有限的资金取得更好的结果。

阶段不同,需求也不同

历史上,处于数字化早期阶段的工厂很少投入设备和数字技术。他们可能只是最近才开始收集和存储运营数据。

在大多数情况下,他们在最近开始安装过程控制系统(PCS),有的还安装了数据记录系统。如果他们要分析数据,通常是使用基础工具,如Excel。此外我们发现,一般来说,他们尚未看到使用云服务的好处。

这个群体此刻最需要的是提高设备利用率,这在很大程度上是因为他们在工厂设备上的投资很少。将其提升到一个足够的并可持续的水平,这样就可以满足既定的产量和成本控制目标。通常,工厂设备利用率用设备综合效率(OEE)来表示。在数字成熟度相对落后的工厂中,典型的绩效指标OEE<90%。

在我们的研究中,82%的参与者认为,充足的设备利用率是提高效率的基础。

 

我们的研究表明,如今大多数化工生产商的步伐已经走得更远。他们的工厂已经采用本地数据记录系统有段时间了,运行设备综合效率OEE>90%,现在使用优于Excel的本地软件从收集的数据中获得一些有用的见解。对于大多数人来说,关键的需求不仅是保持高利用率水平,还要降低维护成本。

这个群体中较先进的工厂或公司看到了引入云服务的好处,可以借助数据产出更多价值。事实上,许多广泛使用的化工工艺已经发展了几十年,而今正在使用大致相似的技术。他们是基于云技术运行的理想候选者,而且我们发现大多数公司都非常愿意采用第三方的支持。造成这一结果普遍原因是,他们希望获得超越自身能力的见解和专家支持,最终从工厂运营的改善中获益。

虽然对第三方支持的接受度很高,但我们也发现,那些工艺具有商业敏感性,需要非常专门的专业技术的生产商例外。对于这类工艺,生产商不太愿意对外分享业务关键数据,至少目前情况如此。

50%的受访专家认为,将工厂数据置于云端会带来显著获益。

 

最后,说一说在数字化进程中走得最远的运营商——让我们称他们为革新者。随着高水平的数字化成熟度和可靠的设备利用率得到保证,他们已经转向基于云的企业数据记录系统和软件服务。 在他们看来,接下来就是持续优化工艺效率的能力。

决策,还是决策

因此,无论化工生产商处在数字化进程的哪个阶段,他们都要面对不同的投资决策,以满足他们“此时此地”的现实需求。

那些最需要提高设备利用率的企业可能会考虑投资物理设备而非数字技术,以提高可靠性,增加在线运行时间,并通过机械手段将故障造成的停车时间降至最低。

相比之下,那些渴望削减维护成本的企业可能会利用数字化手段来补充物理层面,引入自助故障排除工具,或者实施联网服务以获得第三方支持。那些已经拥有稳定维护费用的企业现在可能会更进一步,增加实时优化工具来提高工艺效率。

76%的受访者认为,人工智能是一种有潜力提高效率、带来增值的技术。

 

让行业变得更加复杂的是,目前涌现出许多不同的数字服务和解决方案提供商,声称要为这些不同的需求提供答案,一些运营商已经在使用他们的工具。

那么,你如何确定你现在所作的投资选择、下一步所采取的措施、以后的选择和措施,真正符合你的需求,以及未来几年行业的变化和挑战的需要?

不同的需求,共同的路线图

尽管我们的研究揭示了业内的不同情况,但我们发现可以遵循一些共通的步骤,以适当的方式和适当的速度实现运营数字化。这三个步骤是:

  1. 高级数据可视化和共享
  2. 通过数字工具支持设备利用率的提高和维持
  3. 持续优化工艺效率

这是基于化工厂工艺数据分析的成功路线图。无论您的起点如何,都可以立即采用。而且有些可选方案不会对您的内部资源产生巨大的需求。

此外,我们可以提供数字技术、专业知识和持续的支持,帮助你在合适的时机顺利而成功地走好每一步。补充、增强你的投资选择和专业工具,让你的通往数字化之旅畅行无阻。

下一篇文章中,我们将具体介绍这 三个步骤,以充分发挥数字化在您工厂中的潜力

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1 DCS =分布式控制系统
2 MES =制造执行系统

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