物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)今的石化/化工廠發(fā)展，承襲了以往工廠自動化生產(chǎn)與應(yīng)用的方向，從生產(chǎn)過程的檢測、實時參數(shù)采集、生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理、原料/材料消耗監(jiān)測、生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控，朝向原料運輸控制、倉儲管理、生產(chǎn)優(yōu)化與流程安全監(jiān)控等整合型方向進(jìn)行應(yīng)用。而大型石化公司具有初級能源的探勘、油品/化學(xué)品生產(chǎn)、油品/化學(xué)品銷售等體系，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮與提升這些體系內(nèi)信息相互鏈接的程度，創(chuàng)造出新型態(tài)的商業(yè)生產(chǎn)與銷售應(yīng)用模式。

物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)智能生產(chǎn)環(huán)境的應(yīng)用，在全球的石化業(yè)界制程自動化的發(fā)展進(jìn)程中，自很早期就開始發(fā)展現(xiàn)今物聯(lián)網(wǎng)的部分應(yīng)用技術(shù)。由于石化產(chǎn)品常常在高溫、高壓、高噪音、有機揮發(fā)物濃度高的環(huán)境下進(jìn)行生產(chǎn)，且每小時生產(chǎn)的化學(xué)品動輒以百噸計，稍有控制不慎或無法及時操控都將造成現(xiàn)場操作人員與原物料的重大損失，在生產(chǎn)安全與成本控管的需求下，不須現(xiàn)場操控人員的全自動化操控一直是石化與化工生產(chǎn)業(yè)界追求的目標(biāo)。

以往石化/化工工廠的自動化生產(chǎn)發(fā)展與應(yīng)用方向主要集中于生產(chǎn)制造的監(jiān)測與管控，包括：(1) 生產(chǎn)過程的檢測 (2) 實時參數(shù)采集 (3)生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理 (4) 原料/材料消耗監(jiān)測 (5) 生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等，讓操作人員可以在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等等的參數(shù)，并經(jīng)由收集各個參數(shù)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)經(jīng)程序包計算后回饋控制生產(chǎn)制程的參數(shù)，借以達(dá)到精準(zhǔn)控制產(chǎn)品的質(zhì)量與優(yōu)化生產(chǎn)流程的目的。

因此石化/化工工廠在自動化生產(chǎn)的發(fā)展進(jìn)程與目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的感知技術(shù)多所相似，都是利用傳感器監(jiān)測環(huán)境的變化，之后通過通過傳感器、KFID、多媒體信息采集、二維碼等多種傳感和編碼技術(shù)，實現(xiàn)對物理世界的認(rèn)知。下面文章將從石化/化工工廠的原料運輸、倉儲管理、生產(chǎn)管理與流程安全四個面向來觀察物聯(lián)網(wǎng)目前在其中的主要發(fā)展趨勢與發(fā)展方向。

智能監(jiān)控于原料運輸管理之應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)的智能監(jiān)控技術(shù)在石化原料運輸管理的應(yīng)用，目前以原油、天然氣與其它化學(xué)品的生產(chǎn)監(jiān)測與運輸為主。原油的生產(chǎn)一般都是散布在廣闊的區(qū)域，從開采出地表至輸送到石油公司須經(jīng)歷采油井、計量站、聯(lián)合站、采油廠等設(shè)施，其中需要大批人力在現(xiàn)場操控、抄表，加上采油現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，造成工作人員的沉重負(fù)荷;建立智能遠(yuǎn)程測控系統(tǒng)，對石油生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行智能測控和管理為廠商應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在原料生產(chǎn)端的改善方式。

石化/化工生產(chǎn)廠商需要經(jīng)由管路運輸?shù)脑?，包括原油、乙烯、丙烯、丁二烯、天然氣、蒸氣、氫氣等，這些原料通常具有特殊的性質(zhì)，需要通過監(jiān)測系統(tǒng)來確認(rèn)與維護(hù)運輸經(jīng)過地區(qū)的安全。例如原油與天然氣的運輸，通常自荒僻無人的產(chǎn)地輸送至工業(yè)區(qū)的工廠中使用，須經(jīng)過相當(dāng)長距離的輸送;原油運輸又需額外考慮寒冷天候造成結(jié)凍情況，采用輸送管外纏加熱帶方式改善，因此加熱帶的加熱控制、安全監(jiān)測等，為原油運輸上的重要考慮。在天然氣的運輸上，由于天然氣易燃且易滲漏，輸送安全、滲漏的實時監(jiān)測與防堵為重要考慮。以往是經(jīng)由安裝監(jiān)測/監(jiān)測器于管路上，再經(jīng)實體線路匯集信息至節(jié)點控制中心的方式，近期在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下，已有廠商開始考慮改采無線訊號傳輸?shù)姆绞剑梢源蠓?jié)省架設(shè)實體線路的成本費用，但需要避免數(shù)字無線通信在易燃?xì)怏w泄漏時因訊號傳輸引發(fā)火星而釀成火災(zāi)的風(fēng)險。

另外由于油管通常穿越天氣嚴(yán)峻區(qū)域，甚至極地區(qū)域，如何克服惡劣天候?qū)o線訊號傳輸造成的影響及維持訊號的穩(wěn)定度也是未來亟需克服的難題。

智能監(jiān)控于原料倉儲管理之應(yīng)用

石化原料的倉儲管理對于需進(jìn)口原物料來生產(chǎn)的廠商至關(guān)重要，各項倉儲設(shè)備對原物料儲存量的掌控，以及倉儲的可調(diào)度空間往往影響到生產(chǎn)設(shè)備的產(chǎn)能利用率、原物料的購買時機、批次量與價格，因此倉儲的感測組件設(shè)備、部署環(huán)境鏈接與無線數(shù)據(jù)傳輸已成為石化/化工廠商精準(zhǔn)掌控原料余量水平，調(diào)度與進(jìn)貨時機的重要判斷信息來源。通過物聯(lián)網(wǎng)的連結(jié)，管理人員對于工廠整體原料余量與產(chǎn)品銷售的狀況可以立即性的掌控，縮短以往倚賴人工匯總數(shù)據(jù)的時間差距，降低時間引起購買原物料/銷售產(chǎn)品價格損失的風(fēng)險。

智能監(jiān)控于生產(chǎn)管理之應(yīng)用

石化/化工工廠的生產(chǎn)管理應(yīng)用主要集中于生產(chǎn)制造的監(jiān)測與管控，包括：(1) 生產(chǎn)過程的檢測 (2) 實時參數(shù)采集 (3) 生產(chǎn)設(shè)備與產(chǎn)品監(jiān)控管理 (4) 原料/材料消耗監(jiān)測 (5) 生產(chǎn)環(huán)境因子的調(diào)控等，廠商可以在生產(chǎn)過程中實時監(jiān)控產(chǎn)品生產(chǎn)的溫度、壓力、酸堿度等等的參數(shù)，并經(jīng)由收集各個參數(shù)監(jiān)控設(shè)備的數(shù)據(jù)經(jīng)程序包計算后回饋控制生產(chǎn)制程的參數(shù)，藉以達(dá)到精準(zhǔn)控制產(chǎn)品的質(zhì)量與優(yōu)化生產(chǎn)流程的目的。物聯(lián)網(wǎng)提供了一個連結(jié)各個生產(chǎn)管控系統(tǒng)的環(huán)境，以往對產(chǎn)線的控制可能局限于單一產(chǎn)品、單一產(chǎn)線的控制，物聯(lián)網(wǎng)加大加深了智慧監(jiān)控、控制、診斷、決策的運作范疇，對于產(chǎn)能日益增大，產(chǎn)線數(shù)量眾多的國際型公司來說，物聯(lián)網(wǎng)在生產(chǎn)制程上的應(yīng)用提供了極佳的監(jiān)控決策平臺。

GE Oil &Gas 集團即在全球建立了 13 個面向不同產(chǎn)品的 i-Center(綜合服務(wù)中心)，通過傳感器和網(wǎng)絡(luò)對設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測和實時監(jiān)控，并提供設(shè)備維護(hù)和故障診斷的解決方案。

智能監(jiān)控于節(jié)能減排之應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)保設(shè)備的結(jié)合實現(xiàn)了對工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各種污染源及污染治理各環(huán)節(jié)關(guān)鍵指標(biāo)的實時監(jiān)控，在重度污染物排放企業(yè)的排放口安裝無線傳感設(shè)備，可以對企業(yè)污染排放進(jìn)行實時監(jiān)測，并且可以遠(yuǎn)程關(guān)閉排放口，防止突發(fā)性環(huán)境污染事故發(fā)生，也可以通過回饋控制系統(tǒng)，調(diào)整生產(chǎn)制程中的相關(guān)控制參數(shù)，有效降低污染物的排放量。

目前國際上將物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用至石化/化工產(chǎn)業(yè)以中國最為積極，一來由于中國是目前全球石化/化工產(chǎn)業(yè)成長最為快速的區(qū)域，新廠設(shè)立的量多且建造速度極快，許多新型的科技大量應(yīng)用至這些新建設(shè)的工廠當(dāng)中;另外，前面文章提到，無線傳輸?shù)陌踩c穩(wěn)定性歐美仍有疑慮的情況下，歐美公司對于物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)大量被應(yīng)用在石化/化工產(chǎn)業(yè)的時程相較于中國為較落后的狀態(tài)。

　　圖： 方正集團物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式

方正集團：以物聯(lián)網(wǎng)改變石化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

底下將介紹兩個目前正在積極發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用至石化/化工產(chǎn)業(yè)的廠商案例，一是中國的方正集團在石油設(shè)備管理、石油產(chǎn)品管理、石油化工產(chǎn)品管理、化工廠數(shù)字化逐步進(jìn)入應(yīng)用階段的案例，另一是中國三大油品集團的中石化公司，利用管道儲運分公司既有信息與系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)通過優(yōu)化程序進(jìn)行交換共享、移動應(yīng)用分析，建立以優(yōu)化節(jié)能、HSE 預(yù)警的原油物流管理集成平臺，打造綠色低碳、高效的原油物流應(yīng)用。

方正集團是為北京大學(xué)在 1986 年出資 40萬元人民幣所創(chuàng)辦，最初是以營銷該集團創(chuàng)辦人王選發(fā)明的漢字雷射照排技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品起家，現(xiàn)已發(fā)展成為一個多元投資控股集團。方正集團擁有 6 家在上海、深圳及香港交易所上市的公眾公司，共有員工 3.5 萬人，2013 年，方正集團總收入為 680 億元人民幣，總資產(chǎn)則高達(dá) 960 億元人民幣，北京大學(xué)是該集團的第一大股東，持股 70%，另外 30% 股份則由管理層持有。方正集團現(xiàn)已發(fā)展成為旗下?lián)碛行女a(chǎn)、醫(yī)療、資源、金融、物產(chǎn)集團的投資控股公司，公司定位為投資控股集團，主要進(jìn)行投資組織者、關(guān)注產(chǎn)業(yè)發(fā)展和經(jīng)營盈利。

目前方正集團在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用發(fā)展主要以石油產(chǎn)品智能化管理系統(tǒng)為主，借助無線通信與云端控管的技術(shù)克服天氣、地形障礙對常態(tài)性數(shù)據(jù)收集的困難度，降低管理的人力成本。

中石化公司為了順利發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)業(yè)務(wù)，利用公司重新混改方式引入外部資金提高公司加油站板塊的經(jīng)營績效，推動非油業(yè)務(wù)的快速發(fā)展。

2014 年 2 月中石化與 25 家境內(nèi)外投資者簽署了《關(guān)于中國石化銷售有限公司之增資協(xié)議》，由全體投資者以現(xiàn)金共計人民幣 10

2014 年 2 月中石化與 25 家境內(nèi)外投資者簽署了《關(guān)于中國石化銷售有限公司之增資協(xié)議》，由全體投資者以現(xiàn)金共計人民幣 1070.94億元(含等值美元)認(rèn)購銷售公司 29.99% 的股權(quán)。

中石化的加油站將變成為消費者服務(wù)的集散地，保險公司、修車公司、洗車公司都將聚集在加油站為消費者提供延伸服務(wù)，消費者則可以通過這些非油品消費積累積分，用積分消費或者折成油或現(xiàn)金，實現(xiàn)不花錢加油。

業(yè)務(wù)發(fā)展將發(fā)揮平臺優(yōu)勢，拓展便利店、汽車服務(wù)、O2O(Online to Offline)、車聯(lián)網(wǎng)、金融服務(wù)、廣告等新興業(yè)務(wù)，逐步提供全方位的綜合性服務(wù)，打造讓消費者信賴、使用者滿意的生活驛站。

另外中石化公司利用管道儲運分公司既有的信息與系統(tǒng)，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)將采擷數(shù)據(jù)通過優(yōu)化程序進(jìn)行交換共享、移動應(yīng)用分析，建立以優(yōu)化節(jié)能、HSE 預(yù)警的原油物流管理集成平臺，打造綠色低碳、高效的原油物流。

2012 年 7 月通過原油物流優(yōu)化項目可行性研究評審，選定管道公司大榭島碼頭(油庫)、日照首站、日儀管道作為物聯(lián)網(wǎng)項目試點。2013 年 3 月技術(shù)人員在大榭島油庫，進(jìn)行了功能應(yīng)用、功能數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)集成、感知設(shè)備以及部署環(huán)境等連結(jié)工作，就感測設(shè)備的安裝、輸油設(shè)備的選取、辦公業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化、無線網(wǎng)絡(luò)對油庫生產(chǎn)輸油設(shè)備是否造成影響等方面進(jìn)行分析研究。

整體來說，石化/化工產(chǎn)業(yè)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用未來應(yīng)從大型石化公司開始進(jìn)行，由于大型石化公司具有初級能源的探勘、油品/化學(xué)品生產(chǎn)、油品/化學(xué)品銷售等體系，這些龐大的生產(chǎn)與銷售體系以往均儲存相當(dāng)大量的資料，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)可以發(fā)揮與提升這些信息相互鏈接的程度，創(chuàng)造新型態(tài)的商業(yè)生產(chǎn)與銷售應(yīng)用模式的開展。