物串心聯 網力全開

物聯網在現今的石化／化工廠發展，承襲了以往工廠自動化生產與應用的方向，從「生產過程的檢測」、「即時參數採集」、「生產設備與產品監控管理」、「原料／材料消耗監測」、「生產環境因子的調控」朝向「原料運輸控制」、「倉儲管理」、「生產最佳化」與「製程安全監控」等整合型方向進行應用。而大型石化公司具有初級能源的探勘、油品／化學品生產、油品／化學品銷售等體系，應用物聯網可以發揮與提升這些體系內資訊相互連結的程度，創造出新型態的商業生產與銷售應用模式。

物聯網架構智慧生產環境的應用，在全球的石化業界製程自動化的發展進程中，自很早期就開始發展現今物聯網的部分應用技術。由於石化產品常常在高溫、高壓、高噪音、有機揮發物濃度高的環境下進行生產，且每小時生產的化學品動輒以百噸計，稍有控制不慎或無法及時操控都將造成現場操作人員與原物料的重大損失，在生產安全與成本控管的需求下，不須現場操控人員的全自動化操控一直是石化與化工生產業界追求的目標。

以往石化／化工工廠的自動化生產發展與應用方向主要集中於生產製造的監測與管控，包括：(1) 生產過程的檢測 (2) 即時參數採集 (3)生產設備與產品監控管理 (4) 原料／材料消耗監測 (5) 生產環境因子的調控等，讓操作人員可以在生產過程中即時監控產品生產的溫度、壓力、酸鹼度等等的參數，並經由收集各個參數監控裝置的數據經套裝程式計算後回饋控制生產製程的參數，藉以達到精準控制產品的品質與優化生產流程的目的。

因此石化／化工工廠在自動化生產的發展進程與目前物聯網發展的感知技術多所相似，都是利用感測器偵測環境的變化，之後透過通過傳感器、KFID、多媒體資訊採集、二維碼等多種傳感和編碼技術，實現對物理世界的認知。下面文章將從石化／化工工廠的「原料運輸」、「倉儲管理」、「生產管理」與「製程安全」四個面向來觀察物聯網目前在其中的主要發展趨勢與發展方向。

物聯網的智慧監控技術在石化原料運輸管理的應用，目前以原油、天然氣與其它化學品的生產監測與運輸為主。原油的生產一般都是散佈在廣闊的區域，從開採出地表至輸送到石油公司須經歷採油井、計量站、聯合站、採油廠等設施，其中需要大批人力在現場操控、抄錶，加上採油現場的惡劣環境，造成工作人員的沉重負荷；建立智慧遠端測控系統，對石油生產設備進行智慧測控和管理為廠商應用物聯網技術在原料生產端的改善方式。

石化／化工生產廠商需要經由管路運輸的原料，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，需要透過監測系統來確認與維護運輸經過地區的安全。例如原油與天然氣的運輸，通常自荒僻無人的產地輸送至工業區的工廠中使用，須經過相當長距離的輸送；原油運輸又需額外考量寒冷天候造成結凍情況，採用輸送管外纏加熱帶方式改善，因此加熱帶的加熱控制、安全監測等，為原油運輸上的重要考量。在天然氣的運輸上，由於天然氣易燃且易滲漏，輸送安全、滲漏的即時偵測與防堵為重要考量。以往是經由安裝監測／偵測器於管路上，再經實體線路匯集資訊至節點控制中心的方式，近期在物聯網的發展下，已有廠商開始考量改採無線訊號傳輸的方式，可以大幅節省架設實體線路的成本費用，但需要避免數位無線通訊在易燃氣體洩漏時因訊號傳輸引發火星而釀成火災的風險。

另外由於油管通常穿越天氣嚴峻區域，甚至極地區域，如何克服惡劣天候對無線訊號傳輸造成的影響及維持訊號的穩定度也是未來亟需克服的難題。

石化原料的倉儲管理對於需進口原物料來生產的廠商至關重要，各項倉儲設備對原物料儲存量的掌控，以及倉儲的可調度空間往往影響到生產設備的產能利用率、原物料的購買時機、批次量與價格，因此倉儲的感測元件裝置、部署環境連結與無線資料傳輸已成為石化／化工廠商精準掌控原料餘量水平，調度與進貨時機的重要判斷資訊來源。透過物聯網的連結，管理人員對於工廠整體原料餘量與產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據的時間差距，降低時間引起購買原物料／銷售產品價格損失的風險。

石化／化工工廠的生產管理應用主要集中於生產製造的監測與管控，包括：(1) 生產過程的檢測 (2) 即時參數採集 (3) 生產設備與產品監控管理 (4) 原料／材料消耗監測 (5) 生產環境因子的調控等，廠商可以在生產過程中即時監控產品生產的溫度、壓力、酸鹼度等等的參數，並經由收集各個參數監控裝置的數據經套裝程式計算後回饋控制生產製程的參數，藉以達到精準控制產品的品質與優化生產流程的目的。物聯網提供了一個連結各個生產管控系統的環境，以往對產線的控制可能局限於單一產品、單一產線的控制，物聯網加大加深了智慧監控、控制、診斷、決策的運作範疇，對於產能日益增大，產線數量眾多的國際型公司來說，物聯網在生產製程上的應用提供了極佳的監控決策平台。

GE Oil & Gas 集團即在全球建立了 13 個面向不同產品的 i-Center（綜合服務中心），通過感測器和網路對設備進行線上監測和即時監控，並提供設備維護和故障診斷的解決方案。

物聯網與環保設備的結合實現了對工業生產過程中產生的各種污染源及污染治理各環節關鍵指標的即時監控，在重度汙染物排放企業的排放口安裝無線傳感設備，可以對企業汙染排放進行即時監測，並且可以遠端關閉排放口，防止突發性環境污染事故發生，也可以透過回饋控制系統，調整生產製程中的相關控制參數，有效降低汙染物的排放量，國內台塑六輕已與環保署合作對其有機汙染物的排放進行線上即時監控。

目前國際上將物聯網應用至石化／化工產業以中國大陸最為積極，一來由於中國大陸是目前全球石化／化工產業成長最為快速的區域，新廠設立的量多且建造速度極快，許多新型的科技大量應用至這些新建設的工廠當中；另外，前面文章提到，無線傳輸的安全與穩定性歐美仍有疑慮的情況下，歐美公司對於物聯網相關技術大量被應用在石化／化工產業的時程相較於中國大陸為較落後的狀態。

底下將介紹兩個目前正在積極發展物聯網技術應用至石化／化工產業的廠商案例，一是中國大陸的方正集團在石油設備管理、石油產品管理、石油化工產品管理、化工廠數位化逐步進入應用階段的案例，另一是中國大陸三大油品集團的中石化公司，利用管道儲運分公司既有資訊與系統，結合物聯網將採擷資料透過優化程式進行交換共用、移動應用分析，建立以優化節能、HSE 預警的原油物流管理集成平臺，打造綠色低碳、高效的原油物流應用。

方正集團是為北京大學在 1986 年出資 40萬元人民幣所創辦，最初是以營銷該集團創辦人王選發明的漢字雷射照排技術的相關產品起家，現已發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，總資產則高達 960 億元人民幣，北京大學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。方正集團現已發展成為旗下擁有信產、醫療、資源、金融、物產集團的投資控股公司，公司定位為投資控股集團，主要進行投資組合管理、關注產業發展和經營盈利。

目前方正集團在物聯網的應用發展主要以石油產品智慧化管理系統為主，藉由無線通訊與雲端控管的技術克服天氣、地形障礙對常態性數據收集的困難度，降低管理的人力成本。

中石化公司為了順利發展物聯網相關業務，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營績效，推動非油業務的快速發展。

2014 年 2 月中石化與 25 家境內外投資者簽署了《關於中國石化銷售有限公司之增資協議》，由全體投資者以現金共計人民幣 1070.94億元（含等值美元）認購銷售公司 29.99% 的股權。

中石化的加油站將變成為消費者服務的集散地，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，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金，實現不花錢加油。

業務發展將發揮平臺優勢，拓展便利店、汽車服務、O2O（Online to Offline）、車聯網、金融服務、廣告等新興業務，逐步提供全方位的綜合性服務，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資訊與系統，結合物聯網將採擷資料透過優化程式進行交換共用、移動應用分析，建立以優化節能、HSE 預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、日儀管道作為物聯網項目試點。2013 年 3 月技術人員在大榭島油庫，進行了功能應用、功能資料獲取、系統集成、感知設備以及部署環境等連結工作，就感測設備的安裝、輸油設備的選取、辦公業務流程的優化、無線網路對油庫生產輸油設備是否造成影響等方面進行分析研究。

整體來說，石化／化工產業的物聯網應用未來應從大型石化公司開始進行，由於大型石化公司具有初級能源的探勘、油品／化學品生產、油品／化學品銷售等體系，這些龐大的生產與銷售體系以往均儲存相當大量的資料，應用物聯網可以發揮與提升這些資訊相互連結的程度，創造新型態的商業生產與銷售應用模式的開展。

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