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巨變時代前瞻：數(shù)字化將改變流程工業(yè)命運
——訪上海萬方博通石油化工工程有限公司長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司副董事長張旭之
作者：薛冠璞 《閥門世界亞洲》2020年2月刊
日前，閥門世界亞洲編輯一行有幸去到前中石化集團公司發(fā)展戰(zhàn)略研究小組組長、現(xiàn)長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司副董事長張旭之先生的家中拜訪，與他進行了一次別開生面的對談。這位耄耋之年的教授級高級工程師每天依舊會堅持參與工作和課題的研究，他神采飛揚地與我們談起了半個世紀以來中國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展以及他對工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化的精彩觀點。
現(xiàn)已83歲高齡的張旭之曾擔任過中國石化集團發(fā)展戰(zhàn)略研究小組組長、齊魯石化總工程師。對于直到現(xiàn)在還奮斗在工作崗位上的他來說，退休從來都不是終點線。2002年退休后，他先后在南方石化公司、三聚公司、惠生工程任技術(shù)總監(jiān)、工程公司總經(jīng)理及高級副總裁。今年，張旭之更是被中共中央、國務(wù)院、中央軍委授予慶祝中華人民共和國成立70周年紀念章。
張旭之的工作生涯要追溯到上世紀五十年代末期，正是在那個百廢待興的年代里，他從天津大學畢業(yè)后，直接分配去了大西北，投入石油化學工業(yè)建設(shè)的激情歲月中，至今已有接近60個年頭。“三十年的工廠生產(chǎn)、八年的院長生涯我基本都是做化工廠設(shè)計，就是給我一個設(shè)計類的任務(wù)然后去完成，比如說設(shè)計一個乙烯廠、或者聚乙烯聚丙烯工廠之類的。”
說起往日，張旭之對很多細節(jié)依然記憶猶新。“我逢一調(diào)動，1961年天津大學畢業(yè)，1971年調(diào)動到齊魯石化橡膠廠，1981年又轉(zhuǎn)到了齊魯石化的乙烯指揮部，1991年到了中國石化北京石化工程公司（BPEC）。大學畢業(yè)之后一開始在蘭州石化干了10年，在車間里面當操作工、技術(shù)員，后來轉(zhuǎn)到了齊魯石化公司從副總工程師做到總工程師、副經(jīng)理，后又調(diào)到北京石化工程建設(shè)公司（SEI）任總經(jīng)理，1998年到中石化擔任發(fā)展戰(zhàn)略研究小組組長一直到退休。”
經(jīng)歷過幾番工作上的調(diào)配和遷徙，張旭之坦言再回首時發(fā)現(xiàn)，對自己最有益處的還是最初幾年的一線工廠生涯。“其實后來我想，我最苦的確實是那幾年做操作工的時候，但后來覺得那段是最愉快的、對我?guī)椭畲蟮?。這段日子為我后來思考問題打下了良好的基礎(chǔ)，讓我對化工廠的基礎(chǔ)運作和一線工作了解得非常深入。沒那個基礎(chǔ)，可能我后來的進步就沒那么快。而后來五年中石化發(fā)展戰(zhàn)略研究小組的工作主要是研究一些比較大的課題，比如民營企業(yè)與中石化之間的壁壘、中石化的發(fā)展等等，這些內(nèi)容的研究對我影響也是比較大，因為中石化集團站的高度不一樣。”
幾十年的工廠管理生涯中，張旭之經(jīng)歷過、處理過一樁又一樁高危突發(fā)事件。“化工廠泄漏的問題一直是一個大難題。因為泄漏就會導(dǎo)致爆炸，會對人的生存產(chǎn)生威脅，危險性太高，所以一直都是化工廠非常注意的問題。其實真正預(yù)防泄漏，其中一個重要因素是檢修水平，另一個因素則是跟泄漏相關(guān)的材質(zhì)。1963年我在蘭州石化技術(shù)科做專區(qū)技術(shù)員的時候，304廠發(fā)生過一次碳四泄漏爆炸。一共50多個人，爆炸死了23個人。起因是急于檢修，儲罐殘存液化氣直接排入大氣，產(chǎn)生靜電，著火引起爆炸。此時候正好工廠大檢修，到處堆放了一些易燃易爆的化工物品，事故相當嚴重。”
張旭之繼續(xù)解釋說，“過去的密封材料可以說比較簡陋，而現(xiàn)在泄漏相對來說比過去少多了，因為這些年化工行業(yè)用的材料都改良得比較好，原來用的墊片是石棉墊，后來變成了纏繞墊。原來是一個平板石棉，后來改良成螺旋石棉墊，強度比較好，這樣就不太會泄漏。除了材料之外，人工操作水平也是一個很重要的因素，就像數(shù)字化和非數(shù)字化，凡是人工干預(yù)的操作想不犯錯誤是不可能的。所以為什么要數(shù)字化和智能化？某種程度上說就是“去人工干預(yù)化”?，F(xiàn)在EPC使用的設(shè)計和施工程序和軟件都相當先進，為什么要數(shù)字化交付，凡是數(shù)字化交付的設(shè)計，錯誤率就是低。”
在張旭之看來，工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化對于泄漏這個問題來說僅僅是一種輔助手段，本質(zhì)問題并非在此。“泄漏的問題本質(zhì)還得靠材料和人工操作的提升，真正的數(shù)字化可以增加一些檢測手段，比如說一開始管壁是4mm厚，如果數(shù)字化可以檢測到管壁厚度變薄到3.5mm，可以立刻獲知泄漏發(fā)生的可能，提醒進行管道替換等，這種輔助手段能做到的是降低這種事故發(fā)生的概率。而真正泄露和爆炸是由使用管道以及所有配件材料、閥門填料及密封材料這些因素導(dǎo)致的。”
而對于為何要關(guān)注逸散泄漏及老舊工廠維護這個話題，張旭之給出了一個非常有說服力的答案：“我們?nèi)リP(guān)注這一塊的話題，很大程度上會帶來效益上的優(yōu)化和事故率的降低?，F(xiàn)在的檢修一般是兩到三年，檢修一般要停產(chǎn)一個月。一套裝置生產(chǎn)十二個月和生產(chǎn)十一個月，本身就有10%的效益差，而這一個月內(nèi)不但不能生產(chǎn)，人工成本也要計算在內(nèi)。如果十年不停產(chǎn)，那么效益就會非常可觀。另外，事故多半都發(fā)生在停車和開車的時候。就跟飛機起飛和降落的時候一樣，從完全靜止狀態(tài)去啟動起來，再從運轉(zhuǎn)狀態(tài)停止下來，屬于事故高發(fā)期。工廠一直追求的都是長周期、高效安全穩(wěn)定生產(chǎn)。這要靠數(shù)字化交付去實現(xiàn)。”
研究了半生的工廠設(shè)計，張旭之對工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化這個話題有著濃厚的興趣，也做了許多研究。他對所有新鮮的行業(yè)話題依然保持著熱情，而豐厚的閱歷讓他在數(shù)字化這個問題的理解上比行業(yè)中的后輩更為透徹。
“其實數(shù)字化最早起源于數(shù)碼相機的推出，代替了彩色膠卷，數(shù)字化是從那時候開始的。在數(shù)字化這個領(lǐng)域，美國和日本是兩個路線。日本是靠模擬信號發(fā)展起來的，而美國走的是真正的數(shù)字化。”張旭之侃侃而談。
張旭之告訴我們，他理想中的數(shù)字化工廠是所有的工廠基礎(chǔ)都是數(shù)字化。“圖像是數(shù)字化的、記錄是數(shù)字化的，所謂數(shù)字化也就是可編的嘛，就像word和pdf一樣。從這些東西的數(shù)字化做起，一直到所有東西全部自動控制，這是我理想中的數(shù)字化工廠。
張旭之認為現(xiàn)階段工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展還未達到真正的數(shù)字化。“因為模擬信號太多，工廠控制的一次儀表很大程度是模擬信號再轉(zhuǎn)成數(shù)字信號，這也叫數(shù)字化，但是模擬信號轉(zhuǎn)數(shù)字信號的時候，模擬本身假信號太多。如果你去工廠就能看出來，現(xiàn)在這些模擬信號報警特別多，但有些并不是真實的，比方說假液位，而真正的數(shù)字化完全是真實的。像這樣的流程工業(yè)變成全真實的數(shù)字化，我覺得那可能還得10年甚至20年。”
對于國內(nèi)化工行業(yè)的宏觀發(fā)展狀況，張旭之這樣說道：“個人認為我們中國化工廠的數(shù)字化做得不差，不比德國或美國的數(shù)字化落后多少，他們有的我們都有。我們差距主要在基礎(chǔ)研究上，我們所研究的概念真的比他們淺得多。一是因為投入少，二是因為這兩年光顧著賺第一桶金了，而不是踏踏實實把錢拿去研究。但所有企業(yè)的崩塌幾乎都是因為膨脹速度太快，一夜之間一個億就變成十個億了，發(fā)展速度令人驚嘆，可是快的背后可以看出來還是不牢固。”
數(shù)字化的概念自然而然會讓人聯(lián)系到以智能制造為主導(dǎo)的工業(yè)4.0理念，工業(yè)4.0旨在通過充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)空間虛擬系統(tǒng)相結(jié)合的手段，將制造業(yè)向智能化轉(zhuǎn)型。
作為一位在中國半個多世紀的發(fā)展洪流中經(jīng)歷了工業(yè)科技巨變的工程師，張旭之這樣理解這個概念：“工業(yè)4.0的問題，是改變流程工業(yè)命運、改變世界的問題。真正的數(shù)字化的意義確實是值得探討，可能真的不只是一點點，也許是劃時代的東西，就像社會性質(zhì)的進步一樣，現(xiàn)在是自動化時代，下一個時代會不會就是智能化時代呢？我們可以拭目以待。”
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