巨變時(shí)代前瞻：數(shù)字化將改變流程工業(yè)命運(yùn)

——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(jì)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(tuán)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(jì)有限公司副董事長張旭之先生的家中拜訪，與他進(jìn)行了一次別開生面的對(duì)談。這位耄耋之年的教授級(jí)高級(jí)工程師每天依舊會(huì)堅(jiān)持參與工作和課題的研究，他神采飛揚(yáng)地與我們談起了半個(gè)世紀(jì)以來中國工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展以及他對(duì)工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化的精彩觀點(diǎn)。

憶往昔崢嶸歲月

       現(xiàn)已83歲高齡的張旭之曾擔(dān)任過中國石化集團(tuán)發(fā)展戰(zhàn)略研究小組組長、齊魯石化總工程師。對(duì)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(diǎn)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(jí)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(jì)念章。

張旭之的工作生涯要追溯到上世紀(jì)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(shè)的激情歲月中，至今已有接近60個(gè)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(jì)，就是給我一個(gè)設(shè)計(jì)類的任務(wù)然后去完成，比如說設(shè)計(jì)一個(gè)乙烯廠、或者聚乙烯聚丙烯工廠之類的。”

       說起往日，張旭之對(duì)很多細(xì)節(jié)依然記憶猶新。“我逢一調(diào)動(dòng)，1961年天津大學(xué)畢業(yè)，1971年調(diào)動(dòng)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(xué)畢業(yè)之后一開始在蘭州石化干了10年，在車間里面當(dāng)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(dān)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(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)自己最有益處的還是最初幾年的一線工廠生涯。“其實(shí)后來我想，我最苦的確實(shí)是那幾年做操作工的時(shí)候，但后來覺得那段是最愉快的、對(duì)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(duì)化工廠的基礎(chǔ)運(yùn)作和一線工作了解得非常深入。沒那個(gè)基礎(chǔ)，可能我后來的進(jìn)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(duì)我影響也是比較大，因?yàn)橹惺瘓F(tuán)站的高度不一樣。”

逸散泄漏和老舊工廠維護(hù)為何值得關(guān)注

       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(gè)大難題。因?yàn)樾孤┚蜁?huì)導(dǎo)致爆炸，會(huì)對(duì)人的生存產(chǎn)生威脅，危險(xiǎn)性太高，所以一直都是化工廠非常注意的問題。其實(shí)真正預(yù)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)科做專區(qū)技術(shù)員的時(shí)候，304廠發(fā)生過一次碳四泄漏爆炸。一共50多個(gè)人，爆炸死了23個(gè)人。起因是急于檢修，儲(chǔ)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(shí)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(dāng)嚴(yán)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(duì)來說比過去少多了，因?yàn)檫@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(gè)平板石棉，后來改良成螺旋石棉墊，強(qiáng)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(shù)字化和非數(shù)字化，凡是人工干預(yù)的操作想不犯錯(cuò)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(jì)和施工程序和軟件都相當(dāng)先進(jìn)，為什么要數(shù)字化交付，凡是數(shù)字化交付的設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤率就是低。”

       在張旭之看來，工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化對(duì)于泄漏這個(gè)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(cè)手段，比如說一開始管壁是4mm厚，如果數(shù)字化可以檢測(cè)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、閥門填料及密封材料這些因素導(dǎo)致的。”

       而對(duì)于為何要關(guān)注逸散泄漏及老舊工廠維護(hù)這個(gè)話題，張旭之給出了一個(gè)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(huì)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(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(nèi)不但不能生產(chǎn)，人工成本也要計(jì)算在內(nèi)。如果十年不停產(chǎn)，那么效益就會(huì)非?？捎^。另外，事故多半都發(fā)生在停車和開車的時(shí)候。就跟飛機(jī)起飛和降落的時(shí)候一樣，從完全靜止?fàn)顟B(tài)去啟動(dòng)起來，再從運(yùn)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(shí)現(xiàn)。”

工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化方興未艾

       研究了半生的工廠設(shè)計(jì)，張旭之對(duì)工業(yè)領(lǐng)域數(shù)字化這個(gè)話題有著濃厚的興趣，也做了許多研究。他對(duì)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(gè)問題的理解上比行業(yè)中的后輩更為透徹。

       “其實(shí)數(shù)字化最早起源于數(shù)碼相機(jī)的推出，代替了彩色膠卷，數(shù)字化是從那時(shí)候開始的。在數(shù)字化這個(gè)領(lǐng)域，美國和日本是兩個(gè)路線。日本是靠模擬信號(hào)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(dòng)控制，這是我理想中的數(shù)字化工廠。

       張旭之認(rèn)為現(xiàn)階段工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展還未達(dá)到真正的數(shù)字化。“因?yàn)槟M信號(hào)太多，工廠控制的一次儀表很大程度是模擬信號(hào)再轉(zhuǎn)成數(shù)字信號(hào)，這也叫數(shù)字化，但是模擬信號(hào)轉(zhuǎn)數(shù)字信號(hào)的時(shí)候，模擬本身假信號(hào)太多。如果你去工廠就能看出來，現(xiàn)在這些模擬信號(hào)報(bào)警特別多，但有些并不是真實(shí)的，比方說假液位，而真正的數(shù)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(shù)字化，我覺得那可能還得10年甚至20年。”

       對(duì)于國內(nèi)化工行業(yè)的宏觀發(fā)展?fàn)顩r，張旭之這樣說道：“個(gè)人認(rèn)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?yàn)橥度肷?，二是因?yàn)檫@兩年光顧著賺第一桶金了，而不是踏踏實(shí)實(shí)把錢拿去研究。但所有企業(yè)的崩塌幾乎都是因?yàn)榕蛎浰俣忍?，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還是不牢固。”

       數(shù)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(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(gè)多世紀(jì)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的問題，是改變流程工業(yè)命運(yùn)、改變世界的問題。真正的數(shù)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(xiàn)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。”