溫姍姍

(山西省煤炭安全執(zhí)法總隊，山西 太原 030012)

1 現(xiàn)有數(shù)據(jù)平臺的現(xiàn)狀與功能簡述

目前，煤焦化數(shù)據(jù)平臺總體分為4類，一類為煤焦化電子商務(wù)平臺，二類為煤焦化電子信息平臺，三類為企業(yè)自用煤焦化生產(chǎn)、經(jīng)營分析平臺，四類為政府或其他組織為加強(qiáng)安全監(jiān)管以及掌握當(dāng)?shù)仄髽I(yè)整體運(yùn)行情況建立的綜合平臺。還有一類是化工企業(yè)運(yùn)用居多的DCS控制系統(tǒng),但此類系統(tǒng)重監(jiān)控、報警與自動化操作，不具備數(shù)據(jù)分析功能。

1) 煤焦化電子商務(wù)平臺，主要目的是為企業(yè)進(jìn)行線上線下交易提供便利平臺，同時提供物流、金融等的支持。目前煤焦化電子商務(wù)平臺處于集中興起階段，如山西焦煤的煤焦化電子商務(wù)平臺，攀鋼重金投建的電子商務(wù)平臺等。

2) 煤焦化電子信息平臺，主要目的是幫助企業(yè)了解行業(yè)信息與市場情況，同時為企業(yè)提供咨詢與市場調(diào)研等支持。目前煤焦化電子信息平臺處于多頭爭艷階段，各色網(wǎng)站平臺較多，較有影響力的是中國煤焦化工網(wǎng)、卓越咨詢等。

3) 企業(yè)自用煤焦化生產(chǎn)、經(jīng)營分析平臺，此類平臺主要是企業(yè)為促進(jìn)安全管理，提高辦公效率，為領(lǐng)導(dǎo)經(jīng)營決策提供及時數(shù)據(jù)支持。主要功能涵蓋有生產(chǎn)、經(jīng)營數(shù)據(jù)及時報送，生產(chǎn)、經(jīng)營數(shù)據(jù)及時分析總結(jié)，同時具有對結(jié)果技術(shù)指標(biāo)、生產(chǎn)成本指標(biāo)等的分析報告等。目前國內(nèi)有大型企業(yè)建立了此類平臺。

4) 政府或其他組織建立的綜合平臺。此類平臺主要是為加強(qiáng)對企業(yè)的安全監(jiān)管與整體運(yùn)行情況的掌握，便于整體安全防控以及行業(yè)政策等的制定。為加強(qiáng)管理效率，提升管理效果，目前一些工業(yè)大省正在建設(shè)此類平臺。

2 新型煤焦化數(shù)據(jù)分析平臺建立的必要性

2.1 生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)分析缺失

目前，現(xiàn)有煤焦化數(shù)據(jù)平臺主要針對經(jīng)營和安全進(jìn)行管理和監(jiān)控，對于企業(yè)生產(chǎn)指導(dǎo)意義并不大。企業(yè)對生產(chǎn)的掌握以及生產(chǎn)工藝的改造工作等仍主要以生產(chǎn)技術(shù)人員的工作為主，而生產(chǎn)技術(shù)人員開展的工作往往以結(jié)果作為導(dǎo)向，比如生產(chǎn)產(chǎn)品不合格，某些指標(biāo)持續(xù)出現(xiàn)報警等，然后再尋找問題原因和解決辦法與途徑，屬于被動生產(chǎn)控制。但是對于生產(chǎn)過程來說，結(jié)果的出現(xiàn)必然體現(xiàn)在過程中，那么對于過程的合理科學(xué)監(jiān)控與分析，進(jìn)而操作，必然會大大降低結(jié)果的出現(xiàn)，源頭上防治將有效避免“事后管理”。目前，對于過程的調(diào)控，我們往往根據(jù)自動化操作系統(tǒng)的報警等功能實現(xiàn)，但缺失對于報警前的數(shù)據(jù)變化分析。如果我們能夠?qū)ふ业揭痪€的第一手?jǐn)?shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，以及數(shù)據(jù)的變化性進(jìn)而形成分析，那么對于企業(yè)來說，安全管理和生產(chǎn)調(diào)控以及技術(shù)改造能力將大大提升。

例如，某焦化廠通過對甲醇合成數(shù)據(jù)實時分析發(fā)現(xiàn)，盡管合成溫度、壓力、氣體成分等實時數(shù)據(jù)運(yùn)行軌跡具有一致性，且均屬于工藝控制要求范圍之內(nèi)，但合成轉(zhuǎn)化率卻并無一致性波動。通過分析，甲醇合成屬多因素影響單元，不同變化條件下，最優(yōu)轉(zhuǎn)化率對應(yīng)著最優(yōu)操作條件，是多種數(shù)據(jù)相關(guān)共同作用的結(jié)果，即使單一條件變化微小，最終結(jié)果卻大不同。通過數(shù)據(jù)分析，該廠進(jìn)一步合理工藝調(diào)控范圍，使全碳單程轉(zhuǎn)化率由40%不穩(wěn)定波動提升到了50%相對穩(wěn)定。

2.2 企業(yè)寶貴財富歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的收集整理分析缺失

據(jù)調(diào)查，目前大多煤焦化工業(yè)企業(yè)，對于生產(chǎn)數(shù)據(jù)的形成基本可以分為2類，一類是自動化程度需求不高，生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控較少，主要靠人工記錄為主指導(dǎo)生產(chǎn)；一類是自動化程度較高，生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控較多，操作系統(tǒng)自帶數(shù)據(jù)監(jiān)控和記錄功能，但記錄的歷史數(shù)據(jù)往往至多1個月，人工記錄為確認(rèn)數(shù)據(jù)以及保存資料分析做準(zhǔn)備。

對第一類企業(yè)來說，對有限數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控即可保證安全生產(chǎn)，那么對應(yīng)的數(shù)據(jù)整理以及分析就顯得不需要或不重要，從而忽略了數(shù)據(jù)是反應(yīng)結(jié)果以及過程變化的第一手資料，掌握了數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)性與變化性，也就掌控了生產(chǎn)。也許這就是第一類企業(yè)在困境中想要創(chuàng)新、想要變革、想要效益而不得法的原因。

對于第二類企業(yè)來說，生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控較多，人腦無法同時對多點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，因此要借助控制系統(tǒng)報警裝置來完成，主要依靠的是人的技術(shù)與經(jīng)驗。而對于記錄報表的歷史數(shù)據(jù)來說，由于數(shù)據(jù)量大，關(guān)聯(lián)分析任務(wù)重，在完成正常生產(chǎn)任務(wù)的同時，沒有精力也沒有個人義務(wù)去完成，因此對于歷史數(shù)據(jù)的分析也幾乎為“零”。

以上兩類共同點(diǎn)在于，首先，企業(yè)對于歷史數(shù)據(jù)的保存僅有幾個月或1到2年的時間，超出期限后進(jìn)行銷毀。在不出大的安全事故或生產(chǎn)事故時，歷史數(shù)據(jù)竟然被當(dāng)做“垃圾”，沒有利用價值。其次，在沒有分析任務(wù)、生產(chǎn)整體運(yùn)行較為正常的情況下，企業(yè)對于這些保存歷史數(shù)據(jù)的分析基本為“零”。此外，處理問題主要依靠有技術(shù)、有經(jīng)驗的技術(shù)人員，往往就事論事，難以防微杜漸，舉一反三。最后，沒有意識到歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的寶貴性，歷史數(shù)據(jù)的記錄與分析恰恰是對生產(chǎn)的靜態(tài)分析，在沒有安全、生產(chǎn)的壓力下，歷史數(shù)據(jù)對于評估生產(chǎn)效果、解決生產(chǎn)難題、尋找調(diào)控關(guān)鍵等都有著“指路明燈”般的作用。

2.3 根據(jù)數(shù)據(jù)庫形成生產(chǎn)評估分析以及對企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行的效果分析缺失

正是由于缺失對現(xiàn)有生產(chǎn)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的總結(jié)分析，才造成了諸如生產(chǎn)效果不理想、工藝出問題前未能及時發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)運(yùn)行狀態(tài)不能準(zhǔn)確評估等問題，進(jìn)而造成企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行效果難以提升和及時改進(jìn)。

2.4 大數(shù)據(jù)分析生產(chǎn)的重要性

大數(shù)據(jù)分析生產(chǎn)，可以逐步實現(xiàn)企業(yè)的程序化、標(biāo)準(zhǔn)化操作，達(dá)到技術(shù)和操作兩個層面的生產(chǎn)優(yōu)化，提升裝置經(jīng)濟(jì)效益和穩(wěn)定性。

大數(shù)據(jù)分析是行業(yè)趨勢，2013年諾貝爾化學(xué)獎得主就是將看似不相干的大數(shù)據(jù)信息化處理方法比較完美地運(yùn)用于化學(xué)研究之中，從而摘取了化學(xué)科學(xué)研究的王冠。

大數(shù)據(jù)具有體量大、種類多、價值密度低、速度快等一系列特點(diǎn)。業(yè)內(nèi)人士指出，企業(yè)最應(yīng)該重視的是，把日常生產(chǎn)運(yùn)行中積累的經(jīng)驗、教訓(xùn)，統(tǒng)計成大量的數(shù)據(jù)分析，并形成可量化的標(biāo)準(zhǔn)，從而把無形的經(jīng)驗轉(zhuǎn)化成大數(shù)據(jù)，讓更多的人在遇到同樣問題時知道如何解決。目前，部分企業(yè)也正是通過大數(shù)據(jù)及時分析解決了企業(yè)生產(chǎn)難題，如兗礦魯南化工對煤氣化爐工藝控制做了大量工程操作數(shù)據(jù)分析和趨勢圖研究，實現(xiàn)了多噴嘴氣化裝置年運(yùn)行開工率達(dá)到97%以上，運(yùn)行周期和穩(wěn)定性不斷提高。索普集團(tuán)的水煤漿氣化中煤漿濃度控制，正是通過大數(shù)據(jù)分析確定了氣化爐溫度和氧氣量的用量、調(diào)整時間和調(diào)整幅度等，保證了生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定運(yùn)行。

金陵石化在技術(shù)和操作培訓(xùn)中，突出了巧用裝置的大數(shù)據(jù)尋求優(yōu)化措施的內(nèi)容，通過在浩瀚的生產(chǎn)數(shù)據(jù)中，分析重點(diǎn)數(shù)據(jù)尋求生產(chǎn)規(guī)律，實現(xiàn)了焦化裝置的生產(chǎn)優(yōu)化，不僅3個碳以上組分比例降低了1%，而且提升了汽油、柴油、液態(tài)烴的出產(chǎn)率。青海鹽湖集團(tuán)HAZOP(危險與可操作性分析)是尋找隱患與事故產(chǎn)生原因及尋求解決問題的好辦法，但仍然需要通過工藝參數(shù)的變化作出預(yù)判，提前作出處理，防止故障發(fā)生。

3 新型煤焦化數(shù)據(jù)分析平臺的功能展望

德勤在發(fā)布的題為《原料棱鏡：在動蕩而復(fù)雜的石化行業(yè)中揭示價值》的研究報告中指出，化工企業(yè)已無法再依靠削減成本和清理資產(chǎn)負(fù)債表等傳統(tǒng)手段提升業(yè)績，而是需要應(yīng)用高級分析方法等大數(shù)據(jù)分析方式進(jìn)入“工業(yè)4.0”。

研究報告指出，大多數(shù)化工企業(yè)仍然認(rèn)為僅靠傳統(tǒng)策略就能做出成績。而事實卻是，他們在過去25年中所采用的策略導(dǎo)致業(yè)績持續(xù)低迷。為了在發(fā)展的道路上走得更遠(yuǎn)，企業(yè)必須學(xué)會多維度思考，實施積極的戰(zhàn)略性結(jié)構(gòu)改革，并充分關(guān)注大趨勢。實現(xiàn)企業(yè)卓越運(yùn)營還有賴于“數(shù)字化應(yīng)用”——數(shù)據(jù)捕捉與管理、分析與數(shù)據(jù)科學(xué)、通過機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行技術(shù)與流程優(yōu)化，以及“物聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展。最基本的，可通過數(shù)字化應(yīng)用進(jìn)行廣泛而深入的復(fù)雜數(shù)據(jù)分析。

而新型煤焦化數(shù)據(jù)分析平臺建立目的主要是為企業(yè)生產(chǎn)提供智能化、快速化操作指南，便于生產(chǎn)企業(yè)通過數(shù)據(jù)分析提前發(fā)現(xiàn)問題，解決安全隱患以及加強(qiáng)生產(chǎn)調(diào)控。通過歷史多方數(shù)據(jù)存儲分析，對比形成自有的某工藝大數(shù)據(jù)分析平臺，為企業(yè)提供可靠的技改和生產(chǎn)運(yùn)行分析支持。這與報告中觀念不謀而合?？梢哉f新型煤焦化數(shù)據(jù)分析平臺功能展望就是做到通過數(shù)據(jù)預(yù)知后果；通過數(shù)據(jù)快速解決問題；通過數(shù)據(jù)提高生產(chǎn)效率；通過數(shù)據(jù)最優(yōu)生產(chǎn)；通過數(shù)據(jù)防控安全隱患等。

4 新型煤焦化數(shù)據(jù)分析平臺的基礎(chǔ)

4.1 一線日常生產(chǎn)數(shù)據(jù)的重要性

數(shù)據(jù)分析平臺數(shù)據(jù)來源于生產(chǎn)記錄，而生產(chǎn)記錄會準(zhǔn)確地反應(yīng)生產(chǎn)運(yùn)行的現(xiàn)實情況，對于生產(chǎn)運(yùn)行的好、壞、或較好、較壞就會有一套對應(yīng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，假如生產(chǎn)數(shù)據(jù)足夠全面的話，對應(yīng)的生產(chǎn)運(yùn)行將有可能做到一一對應(yīng)。

4.2 日常生產(chǎn)過程控制與結(jié)果控制的傾向性

對于生產(chǎn)過程的控制往往通過結(jié)果來評定，真正對過程控制其實乏善可陳，并且缺少對于過程控制的方法和工具，造成了日常生產(chǎn)過程控制與結(jié)果控制混淆，過程控制更多的是對于運(yùn)行狀態(tài)的實時分析與預(yù)控。

4.3 數(shù)據(jù)平臺的提供數(shù)據(jù)安全性與可靠性

正是由于數(shù)據(jù)的采集和收錄是通過電腦完成首先保證了數(shù)據(jù)提供的安全可靠，其次對于大量數(shù)據(jù)的匯總整理電腦也優(yōu)于人腦，因此保證了數(shù)據(jù)來源的可靠性，從而為安全提供了保障。只要通過合適的分析方法，建立了數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，得出的數(shù)據(jù)分析也相應(yīng)是可靠的。

4.4 現(xiàn)場技術(shù)人員與數(shù)據(jù)集成人員的專業(yè)性

大型數(shù)據(jù)的建立需要有專門的數(shù)據(jù)存儲、開發(fā)、集成、分析硬件和軟件工具，其中最重要是分析軟件的開發(fā)，需要運(yùn)用現(xiàn)場專業(yè)知識以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析使知識調(diào)理化，清晰化研發(fā)。

5 新型數(shù)據(jù)分析平臺優(yōu)勢

由企業(yè)自動化、智能化發(fā)展趨勢所需及企業(yè)長周期安全運(yùn)行和精細(xì)化效益提升所需；新型數(shù)據(jù)分析平臺能夠有效解決企業(yè)技術(shù)人才的缺乏，并為新建企業(yè)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)操控經(jīng)驗與技術(shù)，激發(fā)企業(yè)管理活力，突破管理瓶頸，繼而占領(lǐng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)源的制高點(diǎn)后， 形成針對企業(yè)優(yōu)化的一系列生態(tài)。