作者为中国石油化工集团公司总工程师。
在近期举办的第六届中国石油化工重大工程仪表控制技术高峰论坛，中国石油化工集团公司原信息中心副主任兼总工程师张志檩主任就中国版工业4.0 与过程安全发表了精彩的演讲报告。
本次演讲详细说明了能源工业大环境、工业4.0、流程工业智能化、自动化创新四个方面我国的行业现状。
能源工业大环境
习总书记在主持的主持召开中央财经领导小组第六次会议中强调现在我国的能源处于能源消费革命时代。美国著名的能源专家罗伯特海夫纳提出现在是能源的气体时代。
石油行业遇到发展严冬时期，石油巨头纷纷削减资本开支。目前，石油价格已跌至每桶50美元以 下，自去年夏天高位下跌超50%。 早在去年12月，康菲公司就曾表示要削减2015年20%开支至135亿美元，如今再次表示进一步缩减15%至115亿美 元。 西方石油公司表示将今年开支大幅削减33%，至58亿美元。 油价下跌，英国石油损失惨重，不得 已采取压缩开支、减少开采项目、裁减员工,甚至冻结员工薪酬等。 傅成玉表示，新常态下，中石化要过 紧日子，过去的投资方式不可取，未 来要改变公司的产业结构，提升产业价值链靠创新驱动。同时炼油化工板块出现严峻的态势。
阿里在美交所上市，和石油化工产业合作打开了石油化工产业的互联网思维。石油行业面临的跨界融合的威胁也是前所未有的。互联网巨头可以在短时间内完成与工业的跨界融合，但是在工业向互联网经济发展需要更长的时间。互联网产业能过更快、更广的了解客户资源，能够把工业资源集聚起来。
如何打造在新常态下的工业升级就成为现在首要问题
打造新常态下的工业升级具有新使命，工业是支撑经济平稳运行的主要力量、是经济结构调整的主要战场、同时也是实施创新驱动发展战略的主要领域。新路径：优化产业结构、发展培育工业领域新增长点，实施创新驱动、重塑工业转型发展新引擎，发挥智能制造、探索信心化条件下的生产新方式。加快绿色发展，推动形成低碳循环发展新模式。全面深化改革，释放工业转型升级新活力。扩大对外开放。开辟工业持续发展新空间。也会面临新的挑战：企业创新能力不足、产业结构不合理、发展环境亟待优化、国际竞争目标激烈。
中国石化认识新常态、适应新常态下提出了五个“势在必行”。从市场需求总量上看走内涵发展之路势在必行，从产业结构上优化上看去产能、调结构势在必行。从市场开放程度上看，加快提高竞争能力势在必行，从资源环境约束上看，加快绿色低碳发展势在必行。从科技革命上影响上看依靠创新驱动发展势在必行。未来中石化是发展方式可以简化为：研发+制造+服务。现在是公司转型升级的最佳时间，公司的成长与挑战抓住工业4.0的机遇，公司的成长周期都会成为由起步、成长、顶峰、下降、消亡这个周而复使得周期规律，公司转型一定要抓住成长周期转型机遇。
工业4.0源于大国之间的博弈和战略
美日中德四国工业企业实力500强企业数：美国第一，中国第二，日本第三，德国第五。中国是全球制造大国，在2012年我国制造业增加值为20792.62亿美元，在全球的制造业占比约为20%，与美国相比成为世界制造大国。我国的企业成长速度很快，但是存在着大而不强的问题。在世界五百强的企业排行中，中国企业数量大，企业盈利能力稍差。中国的核心竞争力不足，使之中国就成为了世界工厂。
四个大国纷纷抢占先机.
德国从工业1.0发展到4.0。第一次工业革命是机械化大生产，机械化。第二次工业革命是能源动力革命电气化。第三次工业革命是机提升机器操作能力，自动化。第四次工业革命是智慧革命，智能化。第四次工业革命是通过信息物理的全面融合，实现人、物、信息的全面统一。
美国：工业互联网从制造到服务，重新定义价值链。在美国，GE倡导的“工业互联网”革命正如火如荼。 与工业4.0的基本理念相似，它同样倡导将人、数据和机器连接起来，形成开放而全球化的工业网络。企业内部：从创造价值的角度来看，GE认为工业互联网的价值可以从三方面体现：第一，提高能源的使用效率;第二，提高工业系统与设备的维修和维 护效率;第三，优化并简化运营，提高运营效率。企业外部：相比于工业4.0，工业互联网更加注重 软件、网络、大数据等对于工业领域的服务方式 的颠覆—— 与德国强调的“硬”制造不同，“软”服务恰恰是软件和互联网经济发达的美国经济最为擅 长的。美国政府提出：数字制造与设计创新研究计划。
日本：“工业4.1J” 与 SMART CONSTRUCTION。
工业4.1J由以德国推进的“工业4.0”为代表的可称为“第四次工业革命”的社会革新计划发展而来。“4.1”表示安全级别比工业4.0更高一级，“J”表示源于日本。工业4.1J将分散在世界各地的工厂或办公场所连接起来，以实现一个可综合、安全的资产管理、消耗部件订购管理、远程服务、高级控制技术支持等的环境。比如，利用云上的监控系统，实时模拟世界各地的工厂的最佳生产情况，并将其与现场的生产情况进行对比，就能掌握现场控制系统的异常运行情况。
中国：两化融合是中国特色的工业现代化道路。两化深度融合，四化同步发展。从五化并举，两化融合。2012年，十八大：坚持走中国特色新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化道路，推动信息化和工业化深度融合、工业化和城镇化良性互动、城镇化和农业现代化相互协调，促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展。”2002年，十六大：坚持以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，走出一条科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分发挥的新 型工业化路子。2007年，十七大：五化(工业化、信息化、城镇化、市 场化、国际化)并举，两化融合 (Five simultaneously, the integration of two)2011年，十七届五中全会：推动信息化和工业化深度融合。 2020年，全面建成小康社会：经济持续健康发展。 工业化基本实现，信息化水平大幅提高，城镇化质量明显提高，农业现代化和社会主义新农村建设成效显著。
中国提出两个IT融合，过程系统工程是出发点和归宿。《中国制造2025》的提出为我国的制造业提供了产业规划和发展方向。中国制造2025”重点发展10大领域—传统工业向新型工业靠拢。互联网+工业”将重塑制造业“微笑曲线。虽然四大国的在工业上的政策规划各有不同在实质上是一样的。
工业4.0的目标是智能工厂和智能制造
智能工厂=物联网+服务互联网。高度自动化、信息化和网络化。辐射范围、跨度由车间、工厂到企业间。工业4.0是互联的，核心也是连接。
核心是连接，要把设备、生产线、工厂、供应商、产品、客户紧密地连接在一起。“工业4.0”适应了万物互联的发展趋势，将无处不在的传感器、嵌入式终端系统、智能控制系统、通信设施通过信息物理系统(CPS)形成一个智能网络，使得产品与生产设备之间、不同的生产设备之间以及数字世界和物理世界之间能够互联，使得机器、工作部件、系统以及 人类会通过网络持续地保持数字信息的交流。生产设备之间的互联。工业4.0的核心是单机智能设备的互联，不 同类型和功能的智能单机设备的互联组成智能生产线，不同的智能生 产线间的互联组成智能车间，智能车间的互联组成智能工厂，不同地域、行业、企业的智能工厂的互联组成一个制造能力无所不在的智能 制造系统。
工业4.0是集成
一个智能网络，使人与人、人与机器、机器与机器以及服务与服务之间能够互联，从而实现横向、纵向和端对端的高度集成。
纵向集成。在企业内部实现所有环节信息无缝链接，这是所有智能化的基础。
横向集成。从企业内部的信息集成向产业链信息集成，从企业内部协同研发体系到企业间的研发网络，从企业内部的供应链管理与企业间的协同供应链管理，从企业内部的价值链重构向企业间的价值链重构。
端到端集成。端到端的集成是一个新理念，所谓端到端就是围绕产品全生命周期的价值链创造，通过价值链上不同企业资源的整合，实现从产品设计、生产制造、物流 配送、使用维护的产品全生命周期的管理和服务。
工业4.0的核心是数据
产品数据。运营数据。价值链数据。外部数据。获取数据，传输数据，分析数据，共享数据。数据是资产，数据是资源。过程控制获得的海量实时数据和历史数据有待挖掘。MH370几架飞机的遇难就是证例。
工业4.0真正价值源于数据和流程的深度集成
云框内的创新解决方案给制造业带来全新的制造生产方式把REID射频标签嵌入产品，实现数字产品记忆 传感器的物联支持从供应、制造、存储、运输到交付端到端的产品跟踪和追溯，无线互联和物联网帮助企业实现远程服务管理 基于云平台的大数据系统帮助企业建立预测维修系统， 应用物联网和各种感知技术，使制造业的产品赋予智慧的特征，从而生产智慧产品。
工业4.0是创新
技术创新。一是新型传感器、集成电路、人工智能、移动互联、大数据在信息技术创新体系中不断演进，二是传统工业在信息化创新环境中，不断优化创新流程、创新手段和创新模式，在既有的技术路线上不断演进。三是传 统工业与信息技术的融合发展，它既包括信息物理空间( CPS)、智能工厂整体解决方案等一系综合集成技术，也包括集成工业软硬件的各种嵌入式系统、虚拟制造、工业应 用电子等单项技术突破。
产品创新。工业产品向数字化、智能化方向发展，使产品结构不断优化升级。制造装备从单机智能化向智能生 产线、智能车间到智能工厂演进,提供工厂级的系统化、集成化、成套化的生产装备成为产品创新的重要方向。
模式创新。生产模式、商业模式。从过去的“人脑分析判断+机器生产制造”方式转变为“机器分析判断+机器生产制造”方式。
业态创新。工业云服务、工业大数据应用、物联网应 用都有可能成为或者催生出一些新的产业和新的经济增长点。制造与服务融合的趋势，使得全生命周期管理、总集成总承包、互联网金融、电子商务等加速重构产业价值链 新体系。
组织创新。海尔张瑞敏提出企业无边界、组织无领导、供应链无中心等新的管理理念。华为任正非提出让听见。炮火的人指挥战斗，作战的基本单元要从师一级缩小到旅、团、营、连，一直到班，以后的战争是“班长的战争”虚拟企业或集约化以及精细化。
工业4.0是转型
大规模定制成为了企业模式。大规模生产、个性化定制、生产型制造、要素驱动到创新驱动。结合规模生产和定制生产的优势发展大规模定制生产。
工业4.0五个关键要素
一是垂直集成，是指业务管理系统、MOM制造运营管理系统和PCS生产控制系统的垂直 集成; 二是解决方案全生命周期管理，是指从构思、设计、计划、制造、运营和服务的端到端解决方案集成;三是共享经济，是指建立OEM,研发和创新及多级供应商的合作伙伴生态圈的业务协同; 四是社交网络经济，是指以网络社交关系为基础的新型经济形态.五是创新商业模式，即互联网工业。
工业4.0的发展趋势，生产链环节之间融合，现实物理工厂与虚拟现实环境融合，自组织信息与物理部件设备融合。
工业4.0启示
硬件价值正在被软件价值所共享。商业价值正在从产品向云转变。商业模式从产品转向服务。服务是主要产品。工业4.0将颠覆自动化和信息化的模式。工业4.0目前主要针对离散制造业，流程工业要另下功夫，开拓出一条流程工业的工业4.0道路。信息化已经从怀疑，疏远，观望，经过接触，学习，亲近，过渡到自信，自觉，自主，自力。信息技术已经由特有、辅助技术变为通用、主流技术。信息化建设开始进入常态化，并驶入快车道。
流程工业智能化
流程工业化智能化的实践。用机器代替人—机器人;用计算机代替大脑—电脑。体力劳动和脑力劳动的进步，用人工智能延伸和替代人的自然智能) 六个层次 1、智能设备(电子化，仪表化，信息化，自动化，设备 电脑化，设备操作系统OS) 2、智能检测和分析(感知，测量，诊断，分析，变送， 采集) 3、智能控制(基本控制与优化，高级先进控制与优化)4、智能操作(操作诊断，操作仿真，操作指导，操作约 束，操作优化) 5、智能运营(生产运行，企业经营智能化)6、智能决策(BI,OI;预测，决策)。
工厂运行控制系统精细化管理。PlantTriage是当前国际上比较领先和成 熟的CPM系统，是一套完善的生产过程控制实时监测、故障诊断、优化和持续 改进的综合性自动化管理平台。
工厂安全防护层—八层圆葱模型。过程与设计、基本过程控制系统、安全仪表功能、警报及操作处理、物理防护(机械防护系统如压力释放，安全仪表系统)、缓和，第二道物理防护(机械防护如防液堤、安全仪表系统的操作处理)、工厂紧急对应措、社会区域性的紧急应对措施。
自动化创新
自动化领域的创新的十三个关键词。关键词一：物联网，传感器网。传感器和物联网是基础。CPS触发了工业自动化模式的转变。关键词二：自动化。自动化前提。关键词三：大数据 Big data。大数据是工业领域核心生产经营要素。大数据不仅仅是一种可以长期的财富。而且是生产过程中不可或缺的生产要素。
