文｜黄洁  王雪红  康健

关键词：卡奥斯   工业互联网   园区OS＋工业APP   海尔   化工行业

        基于工业互联网平台建设智慧化工园区，成为化工行业绿色安全和高质量发展的重要途径。卡奥斯化智物联科技（青岛）有限公司（简称卡奥斯化智物联）成立于2017年，是海尔数字科技（青岛）有限公司全资子公司，公司运营的海智化云平台是卡奥斯旗下化工行业工业互联网平台。近年来，卡奥斯化智物联始终坚持化工行业工业互联网平台技术的研发、应用和推广，旨在构建以市场为导向的绿色化工技术创新体系，为政府、化工园区、化工企业数字化转型提供定制服务。

需求背景

        石化和化学工业是国民经济的重要支柱产业，经济总量大、产业关联度高，在我国工业经济体系中占有重要地位。作为石化工业企业的集聚地，化工园区的发展一直是大家密切关注的话题。“十四五”规划指出，化工园区是当前世界石化产业集聚发展的重要方向，应当实现土地和资源的集约利用、环境集中治理、安全统一监管，以及事故应急响应和上下游产业协同发展。

        目前，我国化工园区管理运营方式仍然较为粗放，可持续发展面临瓶颈。一方面，园区通常以提供基础设施建设为主，缺乏智能化、自动化设施规划，传统的技术手段和管理模式已经不能适应现代化工园区管理需要，区内外数据共享与业务协作较为困难。另一方面，安全环保与应急管理缺乏统一规划，化工园区自身对于安全生产、应急监管需求较大，但大部分园区对安全环保缺乏统一规划与体系分析，风险态势整体把握不足。在国家政策、数字技术和转型需求的多重驱动下，化工园区亟须向一体化、低碳化、智能化方向不断演进。

打造“园区OS+工业APP”解决方案

        工业互联网平台架构具有开放、安全、松耦合、可迭代的特点，有助于实现化工园区人、机、物、法、环等的全面链接，促进园区数字化、智能化、绿色化发展。基于卡奥斯工业互联网平台打造的“园区OS+工业APP”智慧化工园区解决方案，通过数据整合与信息平台建设，实现了园区一体化智慧管控与智慧服务。

1. 共建共享的生态化服务模式

        基于开放式平台架构，促进园区企业共建、生态合作伙伴共享，打造低成本、轻量化的SaaS产品。解决方案支持业务快速开发、功能灵活拓展、运维高效便捷，有效解决分期建设带来的数据和系统割裂问题。依托卡奥斯工业互联网平台，建设云计算、物联网、工业大数据、工业机理模型、应用开发和微服务组件等一系列前沿技术能力，同时将化工行业知识、工艺、机理、算法等最佳实践沉淀为BaaS引擎，构建专业的化工园区操作系统（以下简称园区OS）。持续提炼、沉淀、迭代和拓展丰富平台能力，更好地赋能自身和生态合作伙伴快速构建优质的工业APP，构建园区平台生态，赋能园区和园区内企业。

        不断建设和沉淀算法模型、机理模型，持续迭代园区产品，实现一体化监管应用。基于GIS +大数据分析，建设多维度分析模型，建设数据资源中心，实现多维多源数据融合共享统一应用入口，实现多场景一体化监管与服务。推动工业互联网与化工模型深度融合，对园区安全、环保、运营等各场景、各维度数据收集整理，重组建模，挖掘业务之间深层次关联性，通过机器学习将专家经验数据化，支持园区智慧化管理，做到提前预警、快速反馈、精准处置。建设园区产业大脑，通过产业知识图谱、产业大数据支撑园区化工产业优化升级。

2. 深度赋能9类园区场景

        园区平台主要实现智慧安全、智慧运营、智慧应急、智慧环保、智慧管廊、智慧能源、智慧服务、智慧识别、智慧决策等9个功能应用场景，能够显著提升园区安全环保应急水平、监管效率和处置能力。

（1）安全生产智能监测。通过建设化工园区的安全风险数据模型与分级评估管理模型，围绕“人机环物”四方面要素，监管生产人员的操作行为、生产设备运行状况、工作环境状态、物料属性变化，开展安全风险动态感知、事故隐患及时告警，实现安全生产的智能监管全覆盖。

（2）园区闭环运营管理。通过人脸识别、智能分析、系统联动等技术应用，对园区关键卡口、企业厂区周界、建筑物的关键区域进行全方位管控，实现全态感知、全域监控、端到端识别，第一时间发现问题、解决问题。

（3）应急资源优化调度。依托平台能力为应急响应提供支撑，实现对应急监测资源、应急救援物资、应急救援力量等资源的日常管理，同时依托GIS引擎及时掌握区域应急资源的分布情况并提供技术支持。

（4）环保数据监测监管。通过平台对园区、企业周界区域的气体、水质方面进行有效的监管，建设环保预警报警分析模型、环境溯源分析模型，实现对园区、企业环境及污染源的自动监测、预警及治理、污染源的分析溯源。

（5）公共管廊日常运维。平台实现对园区公共管廊基础设施信息管理、管廊监测监控设备管理、监测预警分析处置管理、管廊日常巡检及问题处理跟踪管理等功能，实现园区设施管理数字化、可视化，管廊环境设施的实时监测、风险动态预警分析，全面提升园区设施监管服务效率。

（6）智慧能源管控优化。建立碳排放评价指标，对园区及企业能源数据、碳排放数据进行多维度统计、分析和展示，辅助政府统筹存量优化、增量升级，淘汰落后产能，严抓全过程节能管理，提高资源综合利用效率和能源转化率。

（7）提供多元配套服务。平台为园区企业提供相关政策解读、通知公告、服务指南、事项办理、政企互通、结果公示、行业资讯、培训交流等相关服务。

（8）全景信息动态识别。开展基于 GIS的“综合一张图”“安全一张图”“环保一张图”“应急一张图”“能源一张图”的建设，对园区内的危化品信息、污染源信息、经济能源消耗信息、设备运行信息、安全巡检问题等动态更新比对，及时发现异常变化指标，识别可能潜在的安全环保隐患。

（9）支撑园区科学决策。通过建设化工产业链知识图谱、企业碳排放估算模型，实现对化工园区产业发展规划、产业链优化，为精准招商提供招商对象、招商对象分析、评价等数据和模型支撑及科学决策支撑。

助力园区实现安全、智慧、绿色发展

1. 关键指标实现显著提升

（1）实现对园区安全的全面管控。通过对园区企业危险源数据库的建立，实现对“两重点一重大”数据的实时在线监测，有效地掌控重大危险源实时状态，及时发现并处理异常，每年平均避免两次安全事故次数（见表1）。

（2）全面提高园区环境监管水平。通过整合园区既有环保监测信息系统及环保设施，实现对园区的全方位监管，实现对污染源监测和溯源管理，改善园区环境质量，平均每年减少碳排放44万吨。 

（3）降低园区运营管控成本。通过数据中心分析、风险评估等手段，使园区风险得到规避，区域生态环境、安全得到充分保障，平均每年降低人力成本144万元。

（4）提升园区应对突发环境事件能力。通过对园区应急资源、应急机构、应急队伍等应急基础信息的汇总管理，做到事前保障到位、事发接报及时、事中处理有序、事后总结深刻，全面提高园区应急管理、风险防控和应急处置的工作水平。

2. 以标杆带动规模化应用

        “园区OS+工业APP”智慧化工园区管理平台充分发挥平台产品优势、品牌优势和生态优势，已经将平台推广至山东各地的化工园区（见表2）。从2018年起，企业已在山东省落地了省级智慧化工综合管理平台，提供对山东省内化工园区和化工企业多维度全方位的感知、分析和科学管控，连接84家化工园区和125个重点监控企业。在化工园区智慧平台建设方面，已落地郯城、垦利、宣城宁国、铜陵横港等多个智慧化工园区平台，帮助园区管委会对园区安全、环保、应急场景的精准监管，为园区企业提供“拎包入住”的SaaS软服务，有效提升了园区发展硬实力。

        作为跨行业跨领域工业互联网平台，卡奥斯COSMOPlat正在与各行业、各领域的龙头企业共建平台，并将沉淀的工业机理模型与园区企业、中小企业共享，目前已孕育出模具、化工等诸多行业生态。根据中国石化联合会数据显示，2020年，全国重点化工园区或以石油和化工为主导产业的工业园区共有676家，同比增长12.48%。据测算，全国化工园区智慧化工领域建设约有470亿元市场空间，其中化工园区120亿元，园区内企业350亿元，化智物联将为园区企业的数字化转型创造更多新价值。■

（第四届中国工业互联网大赛全国总决赛

新锐组三等奖）

作者单位

黄洁 王雪红 国家工业信息安全发展研究中心

康健 卡奥斯化智物联科技（青岛）有限公司