巨变时代前瞻：数字化将改变流程工业命运

——访上海万方博通石油化工工程有限公司长岭炼化岳阳工程设计有限公司副董事长张旭之

作者：薛冠璞  《阀门世界亚洲》2020年2月刊

       日前，阀门世界亚洲编辑一行有幸去到前中石化集团公司发展战略研究小组组长、现长岭炼化岳阳工程设计有限公司副董事长张旭之先生的家中拜访，与他进行了一次别开生面的对谈。这位耄耋之年的教授级高级工程师每天依旧会坚持参与工作和课题的研究，他神采飞扬地与我们谈起了半个世纪以来中国工业领域的发展以及他对工业领域数字化的精彩观点。

忆往昔峥嵘岁月

       现已83岁高龄的张旭之曾担任过中国石化集团发展战略研究小组组长、齐鲁石化总工程师。对于直到现在还奋斗在工作岗位上的他来说，退休从来都不是终点线。2002年退休后，他先后在南方石化公司、三聚公司、惠生工程任技术总监、工程公司总经理及高级副总裁。今年，张旭之更是被中共中央、国务院、中央军委授予庆祝中华人民共和国成立70周年纪念章。

张旭之的工作生涯要追溯到上世纪五十年代末期，正是在那个百废待兴的年代里，他从天津大学毕业后，直接分配去了大西北，投入石油化学工业建设的激情岁月中，至今已有接近60个年头。“三十年的工厂生产、八年的院长生涯我基本都是做化工厂设计，就是给我一个设计类的任务然后去完成，比如说设计一个乙烯厂、或者聚乙烯聚丙烯工厂之类的。”

       说起往日，张旭之对很多细节依然记忆犹新。“我逢一调动，1961年天津大学毕业，1971年调动到齐鲁石化橡胶厂，1981年又转到了齐鲁石化的乙烯指挥部，1991年到了中国石化北京石化工程公司（BPEC）。大学毕业之后一开始在兰州石化干了10年，在车间里面当操作工、技术员，后来转到了齐鲁石化公司从副总工程师做到总工程师、副经理，后又调到北京石化工程建设公司（SEI）任总经理，1998年到中石化担任发展战略研究小组组长一直到退休。”

       经历过几番工作上的调配和迁徙，张旭之坦言再回首时发现，对自己最有益处的还是最初几年的一线工厂生涯。“其实后来我想，我最苦的确实是那几年做操作工的时候，但后来觉得那段是最愉快的、对我帮助最大的。这段日子为我后来思考问题打下了良好的基础，让我对化工厂的基础运作和一线工作了解得非常深入。没那个基础，可能我后来的进步就没那么快。而后来五年中石化发展战略研究小组的工作主要是研究一些比较大的课题，比如民营企业与中石化之间的壁垒、中石化的发展等等，这些内容的研究对我影响也是比较大，因为中石化集团站的高度不一样。”

逸散泄漏和老旧工厂维护为何值得关注

       几十年的工厂管理生涯中，张旭之经历过、处理过一桩又一桩高危突发事件。“化工厂泄漏的问题一直是一个大难题。因为泄漏就会导致爆炸，会对人的生存产生威胁，危险性太高，所以一直都是化工厂非常注意的问题。其实真正预防泄漏，其中一个重要因素是检修水平，另一个因素则是跟泄漏相关的材质。1963年我在兰州石化技术科做专区技术员的时候，304厂发生过一次碳四泄漏爆炸。一共50多个人，爆炸死了23个人。起因是急于检修，储罐残存液化气直接排入大气，产生静电，着火引起爆炸。此时候正好工厂大检修，到处堆放了一些易燃易爆的化工物品，事故相当严重。”

       张旭之继续解释说，“过去的密封材料可以说比较简陋，而现在泄漏相对来说比过去少多了，因为这些年化工行业用的材料都改良得比较好，原来用的垫片是石棉垫，后来变成了缠绕垫。原来是一个平板石棉，后来改良成螺旋石棉垫，强度比较好，这样就不太会泄漏。除了材料之外，人工操作水平也是一个很重要的因素，就像数字化和非数字化，凡是人工干预的操作想不犯错误是不可能的。所以为什么要数字化和智能化？某种程度上说就是“去人工干预化”。现在EPC使用的设计和施工程序和软件都相当先进，为什么要数字化交付，凡是数字化交付的设计，错误率就是低。”

       在张旭之看来，工业领域数字化对于泄漏这个问题来说仅仅是一种辅助手段，本质问题并非在此。“泄漏的问题本质还得靠材料和人工操作的提升，真正的数字化可以增加一些检测手段，比如说一开始管壁是4mm厚，如果数字化可以检测到管壁厚度变薄到3.5mm，可以立刻获知泄漏发生的可能，提醒进行管道替换等，这种辅助手段能做到的是降低这种事故发生的概率。而真正泄露和爆炸是由使用管道以及所有配件材料、阀门填料及密封材料这些因素导致的。”

       而对于为何要关注逸散泄漏及老旧工厂维护这个话题，张旭之给出了一个非常有说服力的答案：“我们去关注这一块的话题，很大程度上会带来效益上的优化和事故率的降低。现在的检修一般是两到三年，检修一般要停产一个月。一套装置生产十二个月和生产十一个月，本身就有10%的效益差，而这一个月内不但不能生产，人工成本也要计算在内。如果十年不停产，那么效益就会非常可观。另外，事故多半都发生在停车和开车的时候。就跟飞机起飞和降落的时候一样，从完全静止状态去启动起来，再从运转状态停止下来，属于事故高发期。工厂一直追求的都是长周期、高效安全稳定生产。这要靠数字化交付去实现。”

工业领域数字化方兴未艾

       研究了半生的工厂设计，张旭之对工业领域数字化这个话题有着浓厚的兴趣，也做了许多研究。他对所有新鲜的行业话题依然保持着热情，而丰厚的阅历让他在数字化这个问题的理解上比行业中的后辈更为透彻。

       “其实数字化最早起源于数码相机的推出，代替了彩色胶卷，数字化是从那时候开始的。在数字化这个领域，美国和日本是两个路线。日本是靠模拟信号发展起来的，而美国走的是真正的数字化。”张旭之侃侃而谈。

       张旭之告诉我们，他理想中的数字化工厂是所有的工厂基础都是数字化。“图像是数字化的、记录是数字化的，所谓数字化也就是可编的嘛，就像word和pdf一样。从这些东西的数字化做起，一直到所有东西全部自动控制，这是我理想中的数字化工厂。

       张旭之认为现阶段工业领域的发展还未达到真正的数字化。“因为模拟信号太多，工厂控制的一次仪表很大程度是模拟信号再转成数字信号，这也叫数字化，但是模拟信号转数字信号的时候，模拟本身假信号太多。如果你去工厂就能看出来，现在这些模拟信号报警特别多，但有些并不是真实的，比方说假液位，而真正的数字化完全是真实的。像这样的流程工业变成全真实的数字化，我觉得那可能还得10年甚至20年。”

       对于国内化工行业的宏观发展状况，张旭之这样说道：“个人认为我们中国化工厂的数字化做得不差，不比德国或美国的数字化落后多少，他们有的我们都有。我们差距主要在基础研究上，我们所研究的概念真的比他们浅得多。一是因为投入少，二是因为这两年光顾着赚第一桶金了，而不是踏踏实实把钱拿去研究。但所有企业的崩塌几乎都是因为膨胀速度太快，一夜之间一个亿就变成十个亿了，发展速度令人惊叹，可是快的背后可以看出来还是不牢固。”

       数字化的概念自然而然会让人联系到以智能制造为主导的工业4.0理念，工业4.0旨在通过充分利用信息通讯技术和网络空间虚拟系统相结合的手段，将制造业向智能化转型。

       作为一位在中国半个多世纪的发展洪流中经历了工业科技巨变的工程师，张旭之这样理解这个概念：“工业4.0的问题，是改变流程工业命运、改变世界的问题。真正的数字化的意义确实是值得探讨，可能真的不只是一点点，也许是划时代的东西，就像社会性质的进步一样，现在是自动化时代，下一个时代会不会就是智能化时代呢？我们可以拭目以待。”