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巨變時(shí)代前瞻：數字化將改變流程工業(yè)命運
——訪(fǎng)上海萬(wàn)方博通石油化工工程有限公司長(cháng)嶺煉化岳陽(yáng)工程設計有限公司副董事長(cháng)張旭之
作者：薛冠璞 《閥門(mén)世界亞洲》2020年2月刊
日前，閥門(mén)世界亞洲編輯一行有幸去到前中石化集團公司發(fā)展戰略研究小組組長(cháng)、現長(cháng)嶺煉化岳陽(yáng)工程設計有限公司副董事長(cháng)張旭之先生的家中拜訪(fǎng)，與他進(jìn)行了一次別開(kāi)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(huì )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(gè)世紀以來(lái)中國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展以及他對工業(yè)領(lǐng)域數字化的精彩觀(guān)點(diǎn)。
現已83歲高齡的張旭之曾擔任過(guò)中國石化集團發(fā)展戰略研究小組組長(cháng)、齊魯石化總工程師。對于直到現在還奮斗在工作崗位上的他來(lái)說(shuō)，退休從來(lái)都不是終點(diǎn)線(xiàn)。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、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(gè)百廢待興的年代里，他從天津大學(xué)畢業(yè)后，直接分配去了大西北，投入石油化學(xué)工業(yè)建設的激情歲月中，至今已有接近60個(gè)年頭。“三十年的工廠(chǎng)生產(chǎn)、八年的院長(cháng)生涯我基本都是做化工廠(chǎng)設計，就是給我一個(gè)設計類(lèi)的任務(wù)然后去完成，比如說(shuō)設計一個(gè)乙烯廠(chǎng)、或者聚乙烯聚丙烯工廠(chǎng)之類(lèi)的。”
說(shuō)起往日，張旭之對很多細節依然記憶猶新。“我逢一調動(dòng)，1961年天津大學(xué)畢業(yè)，1971年調動(dòng)到齊魯石化橡膠廠(chǎng)，1981年又轉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(xué)畢業(yè)之后一開(kāi)始在蘭州石化干了10年，在車(chē)間里面當操作工、技術(shù)員，后來(lái)轉到了齊魯石化公司從副總工程師做到總工程師、副經(jīng)理，后又調到北京石化工程建設公司（SEI）任總經(jīng)理，1998年到中石化擔任發(fā)展戰略研究小組組長(cháng)一直到退休。”
經(jīng)歷過(guò)幾番工作上的調配和遷徙，張旭之坦言再回首時(shí)發(fā)現，對自己最有益處的還是最初幾年的一線(xiàn)工廠(chǎng)生涯。“其實(shí)后來(lái)我想，我最苦的確實(shí)是那幾年做操作工的時(shí)候，但后來(lái)覺(jué)得那段是最愉快的、對我幫助最大的。這段日子為我后來(lái)思考問(wèn)題打下了良好的基礎，讓我對化工廠(chǎng)的基礎運作和一線(xiàn)工作了解得非常深入。沒(méi)那個(gè)基礎，可能我后來(lái)的進(jìn)步就沒(méi)那么快。而后來(lái)五年中石化發(fā)展戰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(yíng)企業(yè)與中石化之間的壁壘、中石化的發(fā)展等等，這些內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(chǎng)管理生涯中，張旭之經(jīng)歷過(guò)、處理過(guò)一樁又一樁高危突發(fā)事件。“化工廠(chǎng)泄漏的問(wèn)題一直是一個(gè)大難題。因為泄漏就會(huì )導致爆炸，會(huì )對人的生存產(chǎn)生威脅，危險性太高，所以一直都是化工廠(chǎng)非常注意的問(wèn)題。其實(shí)真正預防泄漏，其中一個(gè)重要因素是檢修水平，另一個(gè)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(zhuān)區技術(shù)員的時(shí)候，304廠(chǎng)發(fā)生過(guò)一次碳四泄漏爆炸。一共50多個(gè)人，爆炸死了23個(gè)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(zhù)火引起爆炸。此時(shí)候正好工廠(chǎng)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。”
張旭之繼續解釋說(shuō)，“過(guò)去的密封材料可以說(shuō)比較簡(jiǎn)陋，而現在泄漏相對來(lái)說(shuō)比過(guò)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(lái)用的墊片是石棉墊，后來(lái)變成了纏繞墊。原來(lái)是一個(gè)平板石棉，后來(lái)改良成螺旋石棉墊，強度比較好，這樣就不太會(huì )泄漏。除了材料之外，人工操作水平也是一個(gè)很重要的因素，就像數字化和非數字化，凡是人工干預的操作想不犯錯誤是不可能的。所以為什么要數字化和智能化？某種程度上說(shuō)就是“去人工干預化”?，F在EPC使用的設計和施工程序和軟件都相當先進(jìn)，為什么要數字化交付，凡是數字化交付的設計，錯誤率就是低。”
在張旭之看來(lái)，工業(yè)領(lǐng)域數字化對于泄漏這個(gè)問(wèn)題來(lái)說(shuō)僅僅是一種輔助手段，本質(zhì)問(wèn)題并非在此。“泄漏的問(wèn)題本質(zhì)還得靠材料和人工操作的提升，真正的數字化可以增加一些檢測手段，比如說(shuō)一開(kāi)始管壁是4mm厚，如果數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(jìn)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(mén)填料及密封材料這些因素導致的。”
而對于為何要關(guān)注逸散泄漏及老舊工廠(chǎng)維護這個(gè)話(huà)題，張旭之給出了一個(gè)非常有說(shuō)服力的答案：“我們去關(guān)注這一塊的話(huà)題，很大程度上會(huì )帶來(lái)效益上的優(yōu)化和事故率的降低?，F在的檢修一般是兩到三年，檢修一般要停產(chǎn)一個(gè)月。一套裝置生產(chǎn)十二個(gè)月和生產(chǎn)十一個(gè)月，本身就有10%的效益差，而這一個(gè)月內不但不能生產(chǎn)，人工成本也要計算在內。如果十年不停產(chǎn)，那么效益就會(huì )非?？捎^(guān)。另外，事故多半都發(fā)生在停車(chē)和開(kāi)車(chē)的時(shí)候。就跟飛機起飛和降落的時(shí)候一樣，從完全靜止狀態(tài)去啟動(dòng)起來(lái)，再從運轉狀態(tài)停止下來(lái)，屬于事故高發(fā)期。工廠(chǎng)一直追求的都是長(cháng)周期、高效安全穩定生產(chǎn)。這要靠數字化交付去實(shí)現。”
研究了半生的工廠(chǎng)設計，張旭之對工業(yè)領(lǐng)域數字化這個(gè)話(huà)題有著(zhù)濃厚的興趣，也做了許多研究。他對所有新鮮的行業(yè)話(huà)題依然保持著(zhù)熱情，而豐厚的閱歷讓他在數字化這個(gè)問(wèn)題的理解上比行業(yè)中的后輩更為透徹。
“其實(shí)數字化最早起源于數碼相機的推出，代替了彩色膠卷，數字化是從那時(shí)候開(kāi)始的。在數字化這個(gè)領(lǐng)域，美國和日本是兩個(gè)路線(xiàn)。日本是靠模擬信號發(fā)展起來(lái)的，而美國走的是真正的數字化。”張旭之侃侃而談。
張旭之告訴我們，他理想中的數字化工廠(chǎng)是所有的工廠(chǎng)基礎都是數字化。“圖像是數字化的、記錄是數字化的，所謂數字化也就是可編的嘛，就像word和pdf一樣。從這些東西的數字化做起，一直到所有東西全部自動(dòng)控制，這是我理想中的數字化工廠(chǎng)。
張旭之認為現階段工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展還未達到真正的數字化。“因為模擬信號太多，工廠(chǎng)控制的一次儀表很大程度是模擬信號再轉成數字信號，這也叫數字化，但是模擬信號轉數字信號的時(shí)候，模擬本身假信號太多。如果你去工廠(chǎng)就能看出來(lái)，現在這些模擬信號報警特別多，但有些并不是真實(shí)的，比方說(shuō)假液位，而真正的數字化完全是真實(shí)的。像這樣的流程工業(yè)變成全真實(shí)的數字化，我覺(jué)得那可能還得10年甚至20年。”
對于國內化工行業(yè)的宏觀(guān)發(fā)展狀況，張旭之這樣說(shuō)道：“個(gè)人認為我們中國化工廠(chǎng)的數字化做得不差，不比德國或美國的數字化落后多少，他們有的我們都有。我們差距主要在基礎研究上，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(zhù)賺第一桶金了，而不是踏踏實(shí)實(shí)把錢(qián)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(gè)億就變成十個(gè)億了，發(fā)展速度令人驚嘆，可是快的背后可以看出來(lái)還是不牢固。”
數字化的概念自然而然會(huì )讓人聯(lián)系到以智能制造為主導的工業(yè)4.0理念，工業(yè)4.0旨在通過(guò)充分利用信息通訊技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )空間虛擬系統相結合的手段，將制造業(yè)向智能化轉型。
作為一位在中國半個(gè)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(gè)概念：“工業(yè)4.0的問(wèn)題，是改變流程工業(yè)命運、改變世界的問(wèn)題。真正的數字化的意義確實(shí)是值得探討，可能真的不只是一點(diǎn)點(diǎn)，也許是劃時(shí)代的東西，就像社會(huì )性質(zhì)的進(jìn)步一樣，現在是自動(dòng)化時(shí)代，下一個(gè)時(shí)代會(huì )不會(huì )就是智能化時(shí)代呢？我們可以拭目以待。”
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