新型煤焦化数据分析平台建立的探讨与设想

温姗姗

(山西省煤炭安全执法总队，山西 太原 030012)

1 现有数据平台的现状与功能简述

目前，煤焦化数据平台总体分为4类，一类为煤焦化电子商务平台，二类为煤焦化电子信息平台，三类为企业自用煤焦化生产、经营分析平台，四类为政府或其他组织为加强安全监管以及掌握当地企业整体运行情况建立的综合平台。还有一类是化工企业运用居多的DCS控制系统,但此类系统重监控、报警与自动化操作，不具备数据分析功能。

1) 煤焦化电子商务平台，主要目的是为企业进行线上线下交易提供便利平台，同时提供物流、金融等的支持。目前煤焦化电子商务平台处于集中兴起阶段，如山西焦煤的煤焦化电子商务平台，攀钢重金投建的电子商务平台等。

2) 煤焦化电子信息平台，主要目的是帮助企业了解行业信息与市场情况，同时为企业提供咨询与市场调研等支持。目前煤焦化电子信息平台处于多头争艳阶段，各色网站平台较多，较有影响力的是中国煤焦化工网、卓越咨询等。

3) 企业自用煤焦化生产、经营分析平台，此类平台主要是企业为促进安全管理，提高办公效率，为领导经营决策提供及时数据支持。主要功能涵盖有生产、经营数据及时报送，生产、经营数据及时分析总结，同时具有对结果技术指标、生产成本指标等的分析报告等。目前国内有大型企业建立了此类平台。

4) 政府或其他组织建立的综合平台。此类平台主要是为加强对企业的安全监管与整体运行情况的掌握，便于整体安全防控以及行业政策等的制定。为加强管理效率，提升管理效果，目前一些工业大省正在建设此类平台。

2 新型煤焦化数据分析平台建立的必要性

2.1 生产运行数据分析缺失

目前，现有煤焦化数据平台主要针对经营和安全进行管理和监控，对于企业生产指导意义并不大。企业对生产的掌握以及生产工艺的改造工作等仍主要以生产技术人员的工作为主，而生产技术人员开展的工作往往以结果作为导向，比如生产产品不合格，某些指标持续出现报警等，然后再寻找问题原因和解决办法与途径，属于被动生产控制。但是对于生产过程来说，结果的出现必然体现在过程中，那么对于过程的合理科学监控与分析，进而操作，必然会大大降低结果的出现，源头上防治将有效避免“事后管理”。目前，对于过程的调控，我们往往根据自动化操作系统的报警等功能实现，但缺失对于报警前的数据变化分析。如果我们能够寻找到一线的第一手数据之间的关联性，以及数据的变化性进而形成分析，那么对于企业来说，安全管理和生产调控以及技术改造能力将大大提升。

例如，某焦化厂通过对甲醇合成数据实时分析发现，尽管合成温度、压力、气体成分等实时数据运行轨迹具有一致性，且均属于工艺控制要求范围之内，但合成转化率却并无一致性波动。通过分析，甲醇合成属多因素影响单元，不同变化条件下，最优转化率对应着最优操作条件，是多种数据相关共同作用的结果，即使单一条件变化微小，最终结果却大不同。通过数据分析，该厂进一步合理工艺调控范围，使全碳单程转化率由40%不稳定波动提升到了50%相对稳定。

2.2 企业宝贵财富历史生产数据的收集整理分析缺失

据调查，目前大多煤焦化工业企业，对于生产数据的形成基本可以分为2类，一类是自动化程度需求不高，生产数据监控较少，主要靠人工记录为主指导生产；一类是自动化程度较高，生产数据监控较多，操作系统自带数据监控和记录功能，但记录的历史数据往往至多1个月，人工记录为确认数据以及保存资料分析做准备。

对第一类企业来说，对有限数据进行监控即可保证安全生产，那么对应的数据整理以及分析就显得不需要或不重要，从而忽略了数据是反应结果以及过程变化的第一手资料，掌握了数据关联性与变化性，也就掌控了生产。也许这就是第一类企业在困境中想要创新、想要变革、想要效益而不得法的原因。

对于第二类企业来说，生产数据监控较多，人脑无法同时对多点数据进行分析，因此要借助控制系统报警装置来完成，主要依靠的是人的技术与经验。而对于记录报表的历史数据来说，由于数据量大，关联分析任务重，在完成正常生产任务的同时，没有精力也没有个人义务去完成，因此对于历史数据的分析也几乎为“零”。

以上两类共同点在于，首先，企业对于历史数据的保存仅有几个月或1到2年的时间，超出期限后进行销毁。在不出大的安全事故或生产事故时，历史数据竟然被当做“垃圾”，没有利用价值。其次，在没有分析任务、生产整体运行较为正常的情况下，企业对于这些保存历史数据的分析基本为“零”。此外，处理问题主要依靠有技术、有经验的技术人员，往往就事论事，难以防微杜渐，举一反三。最后，没有意识到历史生产数据的宝贵性，历史数据的记录与分析恰恰是对生产的静态分析，在没有安全、生产的压力下，历史数据对于评估生产效果、解决生产难题、寻找调控关键等都有着“指路明灯”般的作用。

2.3 根据数据库形成生产评估分析以及对企业生产运行的效果分析缺失

正是由于缺失对现有生产数据和历史数据的总结分析，才造成了诸如生产效果不理想、工艺出问题前未能及时发现，生产运行状态不能准确评估等问题，进而造成企业生产运行效果难以提升和及时改进。

2.4 大数据分析生产的重要性

大数据分析生产，可以逐步实现企业的程序化、标准化操作，达到技术和操作两个层面的生产优化，提升装置经济效益和稳定性。

大数据分析是行业趋势，2013年诺贝尔化学奖得主就是将看似不相干的大数据信息化处理方法比较完美地运用于化学研究之中，从而摘取了化学科学研究的王冠。

大数据具有体量大、种类多、价值密度低、速度快等一系列特点。业内人士指出，企业最应该重视的是，把日常生产运行中积累的经验、教训，统计成大量的数据分析，并形成可量化的标准，从而把无形的经验转化成大数据，让更多的人在遇到同样问题时知道如何解决。目前，部分企业也正是通过大数据及时分析解决了企业生产难题，如兖矿鲁南化工对煤气化炉工艺控制做了大量工程操作数据分析和趋势图研究，实现了多喷嘴气化装置年运行开工率达到97%以上，运行周期和稳定性不断提高。索普集团的水煤浆气化中煤浆浓度控制，正是通过大数据分析确定了气化炉温度和氧气量的用量、调整时间和调整幅度等，保证了生产经济稳定运行。

金陵石化在技术和操作培训中，突出了巧用装置的大数据寻求优化措施的内容，通过在浩瀚的生产数据中，分析重点数据寻求生产规律，实现了焦化装置的生产优化，不仅3个碳以上组分比例降低了1%，而且提升了汽油、柴油、液态烃的出产率。青海盐湖集团HAZOP(危险与可操作性分析)是寻找隐患与事故产生原因及寻求解决问题的好办法，但仍然需要通过工艺参数的变化作出预判，提前作出处理，防止故障发生。

3 新型煤焦化数据分析平台的功能展望

德勤在发布的题为《原料棱镜：在动荡而复杂的石化行业中揭示价值》的研究报告中指出，化工企业已无法再依靠削减成本和清理资产负债表等传统手段提升业绩，而是需要应用高级分析方法等大数据分析方式进入“工业4.0”。

研究报告指出，大多数化工企业仍然认为仅靠传统策略就能做出成绩。而事实却是，他们在过去25年中所采用的策略导致业绩持续低迷。为了在发展的道路上走得更远，企业必须学会多维度思考，实施积极的战略性结构改革，并充分关注大趋势。实现企业卓越运营还有赖于“数字化应用”——数据捕捉与管理、分析与数据科学、通过机器学习进行技术与流程优化，以及“物联网”的发展。最基本的，可通过数字化应用进行广泛而深入的复杂数据分析。

而新型煤焦化数据分析平台建立目的主要是为企业生产提供智能化、快速化操作指南，便于生产企业通过数据分析提前发现问题，解决安全隐患以及加强生产调控。通过历史多方数据存储分析，对比形成自有的某工艺大数据分析平台，为企业提供可靠的技改和生产运行分析支持。这与报告中观念不谋而合。可以说新型煤焦化数据分析平台功能展望就是做到通过数据预知后果；通过数据快速解决问题；通过数据提高生产效率；通过数据最优生产；通过数据防控安全隐患等。

4 新型煤焦化数据分析平台的基础

4.1 一线日常生产数据的重要性

数据分析平台数据来源于生产记录，而生产记录会准确地反应生产运行的现实情况，对于生产运行的好、坏、或较好、较坏就会有一套对应的运行数据，假如生产数据足够全面的话，对应的生产运行将有可能做到一一对应。

4.2 日常生产过程控制与结果控制的倾向性

对于生产过程的控制往往通过结果来评定，真正对过程控制其实乏善可陈，并且缺少对于过程控制的方法和工具，造成了日常生产过程控制与结果控制混淆，过程控制更多的是对于运行状态的实时分析与预控。

4.3 数据平台的提供数据安全性与可靠性

正是由于数据的采集和收录是通过电脑完成首先保证了数据提供的安全可靠，其次对于大量数据的汇总整理电脑也优于人脑，因此保证了数据来源的可靠性，从而为安全提供了保障。只要通过合适的分析方法，建立了数据与数据之间的关系，得出的数据分析也相应是可靠的。

4.4 现场技术人员与数据集成人员的专业性

大型数据的建立需要有专门的数据存储、开发、集成、分析硬件和软件工具，其中最重要是分析软件的开发，需要运用现场专业知识以及数据统计分析使知识调理化，清晰化研发。

5 新型数据分析平台优势

由企业自动化、智能化发展趋势所需及企业长周期安全运行和精细化效益提升所需；新型数据分析平台能够有效解决企业技术人才的缺乏，并为新建企业提供生产数据操控经验与技术，激发企业管理活力，突破管理瓶颈，继而占领生产数据源的制高点后， 形成针对企业优化的一系列生态。