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大化工行业全价值链优化,赋能产业从规模驱动转向效率驱动

   2026-09-08 中华化工网1990
核心提示:迈入“十五五”新阶段,新型工业化、数智化变革与绿色低碳发展并行推进,也推动着化工产业向高端化、智能化、绿色化深度迭代,承压与机遇并存。一方面,行业肩负着“双碳”目标引领碳减排的重任,又承受着原料价格波动、能源成本上升与市场竞争加剧的多重压力;另一方面,AI、工业大数据等技术的日益成熟,也让以数据驱动优化、以AI赋能工艺成为现实可能。

在支撑国民经济运转的众多产业中,化工行业堪称“工业之母”。它向上承接原油、天然气等基础能源与资源,向下延伸出成品油、乙烯、芳烃、合成树脂、化肥、精细化学品乃至高性能新材料等数以万计的产品,深度嵌入能源、交通、建筑、纺织、农业与高端制造等领域,是现代产业发展的重要基石。

迈入“十五五”新阶段,新型工业化、数智化变革与绿色低碳发展并行推进,也推动着化工产业向高端化、智能化、绿色化深度迭代,承压与机遇并存。一方面,行业肩负着“双碳”目标引领碳减排的重任,又承受着原料价格波动、能源成本上升与市场竞争加剧的多重压力;另一方面,AI、工业大数据等技术的日益成熟,也让以数据驱动优化、以AI赋能工艺成为现实可能。

向数智化要效益、向精细化要空间,从“规模驱动”转向“效率驱动”,从单点数字化改造迈向全价值链智能优化,正成为化工行业转型升级的重要方向。对于企业而言,全价值链优化不仅意味着单套装置或局部生产环节的优化,更是贯通原料采购、生产计划、调度执行、装置运行乃至经营决策等关键环节,在安全、质量、能耗、产量与盈利能力之间实现整体最优。

全价值链挑战:从局部数字化转向全局卓越运营

转型之路并非坦途。大化工行业属于技术密集、资本密集的重资产行业,同时也是对安全、环保、连续生产要求极为苛刻的流程工业。当前行业数字化改造落地速度较快,但转型质量参差不齐,存在“单点改造多、全局优化少,数据上线多、价值落地少”等突出问题,难以匹配行业高质量发展与企业卓越运营的深层需求,具体体现在三个方面。

1. 行业工艺高度复杂,人工经验调控存在局限

大型炼化装置工艺环节可达数十个,变量具备强耦合、大滞后、非线性的特征显著。操作人员依靠人工经验开展调节,很难在复杂工况下持续维持最优运行状态。产品质量波动、能耗居高不下、高附加值产品收率难以稳定提升,成为长期困扰企业的痛点。

2. 工业数据存量充足,但数据资产化能力薄弱

化工厂每日会产生流量、温度、压力、组分分析等海量工业数据,数据链条完整且体量庞大。但这些数据大多沉睡在历史数据库中,未能转化为对装置运行状态的实时洞察和优化决策。数据的“资产化”程度极低,大量潜在效益被无声吞噬。

3. 优化改造碎片化,价值链协同效益难以释放

现阶段企业数智化转型大多聚焦单一单元、单套装置的局部优化,缺乏从原料采购、生产计划、调度执行到装置运行、产品销售的全流程统筹视角。各环节之间信息传递与协同优化能力不足,无法对产能、能耗、质量、成本、安全等核心指标开展动态平衡,制约企业整体盈利能力与运营效率的进一步提升。

因此,数智化转型要真正转化为经营成果,仍需跨越工艺、数据与协同三重挑战。化工企业亟需的是一套能够深度适配工艺场景、以可量化效益为核心的全价值链优化方案

解决方案:以全价值链优化实现“安稳长满优”

深耕工业及能源领域多年,施耐德电气精准把握行业转型痛点与一线生产需求,依托深厚的行业洞察、先进技术以及扎实的工业实践积累,构建起以先进过程控制(APC)、在线实时优化(RTO)以及Spiral Suite一体化供应链管理平台为核心的大化工全价值链优化方案,实现从装置控制、生产优化到供应链协同与经营决策的纵向贯通,推动企业从局部优化走向全局寻优,在实现生产“安稳长满优”的基础上,持续提升整体经营效益和投资回报。

全价值链优化首先始于装置层面的稳定与高效运行,装置平稳运行是一切效益的基石。依托施耐德电气EcoStruxure™ APC先进过程控制系统,以系统算法模块为核心,能够实时预测装置运行轨迹,提前修正操作变量,降低对人工经验调节依赖,实现装置更加稳定、高效的运行。在此基础上,通过“卡边操作”优化技术,让关键被控参数在安全边界内逼近产品质量规格与装置能力极限——既守住安全与质量的底线,又充分挖掘装置的效益空间。

光“稳”还不够,更要“优”。施耐德电气RTO实时在线优化平台基于严格机理模型与在线优化算法,可结合原料性质变化、装置工况以及市场条件变化,持续计算经济最优操作点。同时,RTO与APC深度联动,形成“优化、执行、反馈、再优化”的智能闭环,推动装置从稳定运行迈向持续经济优化,实现生产效益与运营效率同步提升。

从装置最优走向经营最优。如果说APC帮助企业实现生产“稳”,RTO推动企业实现生产“优”,那么Spiral Suite则进一步把优化边界拓展至生产计划、调度执行和供应链协同层面,完成从单装置最优向全厂乃至全价值链最优的跨越。施耐德电气Spiral Suite是一体化供应链管理平台,集成原油原料管理分析、多周期生产计划优化、生产调度排程、供销网络优化及排产模型生成等核心能力。平台打通原油贸易采购、储运、加工、生产执行全链路,统一数据和业务底座,推动跨部门业务高效协同。基于全价值链视角,企业不仅能够快速评估原油价值、优化资源配置和生产计划,还能够在市场波动背景下动态调整经营策略,实现从生产最优向经营最优的延伸,持续释放全价值链协同效益。

实践案例:可量化、可验证的企业数智转型答卷

单套装置优化能够带来局部改善,但真正决定企业竞争力的,是贯穿计划、调度、生产和运营全过程的全价值链协同优化能力。面对不同规模、不同装置类型及不同经营诉求的客户场景,施耐德电气正持续将全价值链优化能力转化为可量化、可验证的经营成果。

山东某头部石化企业通过部署施耐德电气EcoStruxure™ APC系统,有效解决装置强耦合、大滞后的控制难题。并基于卡边精准优化,仅单位产品能耗降低一项,每年可创造直接经济效益约326万元。该项目还搭建APC+RTO闭环调控体系开展动态寻优,充分释放装置产能效益,每年可带来直接经济效益约1170万元。同时,基于Spiral Suite一体化供应链管理平台实现多部门业务协同,企业实现对原油物性的科学管理,支撑全厂生产协同优化与精益化经营落地。

全球某能源公司云端部署Spiral Suite一体化供应链管理平台,有效解决了原油贸易、生产计划、调度系统相互割裂、业务协同困难的痛点。平台落地后,计划模型运算时长由7小时压缩至3.25分钟,大幅提速排产规划、原料分析与调度优化,每吨产品可通过商业优化提升收益35元;同时降低IT部署与运维成本,输出兼顾经营收益与风险可控的智能决策方案。

面向炼化之外的石化能源管理、公用工程优化场景,价值链优化方案同样能发挥至关重要的作用。某大型石化集团汽电共生厂针对机组运行复杂、负荷需求波动以及能源成本变化等情况,引入了施耐德电气基于RTO平台的实时优化解决方案。通过对生产运行与能源利用进行动态优化,提升了运行决策的科学性和设备管理透明度,最终实现全厂运行成本降低1.5%以上。

实现全价值链优化,只是施耐德电气赋能大化工产业高质量发展的重要实践之一。从装置控制到实时优化,从生产运营到供应链协同,化工行业的竞争焦点正在从局部效率提升转向整体价值创造。施耐德电气凭借贯通计划、调度、生产、运营与供应链的一体化优化能力,帮助企业将分散在各环节的改善空间转化为可持续的经营收益,携手共建更加安全、高效、绿色和韧性的产业未来。


 
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