摘要：在全球数字化转型浪潮下，氯碱化工企业传统生产管理模式面临效率瓶颈与安全挑战。本文聚焦氯碱化工生产全流程，探讨数字化技术在生产计划、工艺控制、设备运维、安全管理等环节的深度应用，研究构建覆盖“ 计划—执行—监控—优化” 的精细化管理模式。通过分析数字化转型的核心要素与实施路径，揭示数据驱动的生产流程重构对提升企业运营效率、降低能耗成本、强化安全管控的作用机理，为氯碱化工行业的高质量发展提供理论参考与实践指导。

关键词：数字化转型；氯碱化工；全流程管理；精细化；生产优化

一、引言

氯碱化工是基础化工的重要分支，主要产品包括烧碱、氯气、氢气等，广泛应用于造纸、纺织、医药、新能源等领域。随着全球化工行业竞争加剧与“ 双碳” 目标的推进，氯碱化工企业面临原料价格波动、环保标准升级、安全生产压力增大等多重挑战。传统生产管理模式依赖人工经验与粗放式控制，存在生产计划灵活性不足、工艺参数波动大、设备运维滞后、安全风险预警能力薄弱等问题，难以满足新时代对高效、低碳、安全生产的要求。

数字化转型通过信息技术与生产流程的深度融合，为氯碱化工企业突破管理瓶颈提供了新路径。利用物联网、大数据、人工智能等技术，对生产全流程的数据进行实时采集、分析与决策，可实现从原料采购到产品输出的全链条精细化管理，提升企业的敏捷性与竞争力。本文结合氯碱化工生产特点，探讨数字化技术在各关键环节的创新应用，构建适应行业特性的精细化管理模式。

二、氯碱化工生产全流程数字化转型的核心要素

（一）生产数据的全面感知与集成

氯碱化工生产过程涉及电解、蒸发、氯化等多个工序，产生大量实时数据，如电解槽电压、电流效率、氯气纯度、蒸汽消耗量等。通过部署智能传感器、变送器等物联网设备，实现对关键工艺参数、设备运行状态、能源消耗数据的毫秒级采集。建立统一的数据中台，整合生产执行系统（MES）、企业资源计划系统（ERP）、实验室信息管理系统（LIMS）等多源数据，打破信息孤岛，形成覆盖全流程的数字化镜像，为精细化管理提供数据基础。

（二）生产流程的智能建模与优化

基于氯碱化工工艺原理与历史生产数据，构建涵盖电解过程动力学、传热传质规律、设备生命周期模型的数字化仿真平台。通过模拟不同工况下的生产指标变化，优化工艺参数组合，如电解槽最佳运行温度、电流密度与烧碱浓度的匹配关系等。利用遗传算法、粒子群优化算法等智能算法，对生产计划、物料平衡、能源调度进行全局优化，实现产能最大化与能耗最小化的平衡。

（三）人机协同的智能决策体系

开发集成大数据分析与人工智能的生产决策支持系统，通过数据挖掘技术识别生产异常模式，如电解槽漏液前的电压波动特征、设备故障前的振动频谱变化等。结合专家经验库，自动生成故障诊断报告与调控建议，辅助操作人员快速响应。建立可视化驾驶舱，以图表、仪表盘等形式实时展示关键绩效指标（KPI），如单位产品能耗、设备综合效率（OEE）、安全生产指数等，为管理层提供战略决策依据。

三、生产全流程精细化管理模式的创新实践

（一）数字化生产计划与调度管理

1.需求驱动的动态排产

基于市场需求预测模型，结合企业产能、库存水平与原料供应情况，生成滚动式生产计划。通过智能排产系统自动优化订单与产线的匹配关系，考虑设备检修周期、工艺切换时间等约束条件，最大限度减少生产中断，提升计划执行率。

2.物料与能源的协同调度

建立物料平衡数字化模型，实时跟踪烧碱、氯气、氢气的产量与消耗量，通过闭环控制实现氯气的“ 即产即用” ，减少储存环节的安全风险。优化蒸汽、电力等能源的调度策略，利用峰谷电价机制调整高耗能工序的运行时段，降低能源成本。

（二）工艺过程的精细化控制

1.电解工序的精准调控

电解槽作为氯碱生产的核心设备，其运行参数的稳定性直接影响产品质量与能耗。通过神经网络模型建立槽电压与电解液浓度、温度、电流密度的非线性关系，采用自适应 PID 控制算法动态调整盐水流量、蒸汽供应量，将槽电压波动控制在 ±1% 以内，电流效率提升 2‰ 。

2.质量追溯与过程优化

构建从原料检验到成品出厂的全流程质量追溯体系，通过条形码、二维码等标识技术，实现每批次产品的生产参数、检验数据可追溯。利用统计过程控制（SPC）技术分析质量波动原因，如烧碱中氯化钠含量超标时，自动追溯至盐水精制工序的过滤效果异常，触发工艺参数调整指令。

（三）设备全生命周期智能化运维

1.预测性维护体系构建

利用振动传感器、红外测温仪等采集设备运行数据，通过支持向量机（SVM）、长短时记忆网络（LSTM）等算法建立设备健康度模型。提前识别泵类设备的轴承磨损、换热器的管道结垢等潜在故障，将传统的定期维护转变为基于状态的预测性维护，减少非计划停机时间 30% 以上。

2.运维资源的优化配置

基于设备维护历史数据与备件消耗规律，建立备件库存智能管理模型。采用ABC 分类法对备件进行分级管理，对关键备件（如电解槽离子膜）实施动态库存预警，结合供应商协同平台实现紧急备件的快速响应，降低库存成本 20‰

四、数字化转型的实施路径与保障措施

（一）技术基础设施升级

1.工业互联网平台建设

搭建氯碱化工专属的工业互联网平台，集成边缘计算节点与云计算中心，实现生产数据的本地化预处理与云端深度分析。采用5G 技术提升数据传输的可靠性与实时性，满足电解槽控制等对时延敏感的应用场景需求。

2.自动化装备改造

对老旧生产装置进行智能化改造，如加装电动调节阀、智能变送器等执行机构，实现工艺参数的自动调节。引入巡检机器人、智能仓储设备等，替代高危环境下的人工操作，降低劳动强度与安全风险。

（二）管理模式与组织变革

1.扁平化组织架构设计

打破传统层级式管理模式，建立以数据为驱动的跨部门协同机制。设立数字化转型专项小组，统筹生产、技术、管理等部门的资源，推动从“ 职能导向” 向“ 流程导向” 的组织变革。

2.人才能力的数字化重塑

开展全员数字化培训，提升操作人员的数据解读能力与系统操作水平，培养既懂化工工艺又熟悉信息技术的复合型人才。通过校企合作、引进高端人才等方式，充实数字化研发与管理团队。

（三）标准体系与制度保障

1.行业标准与规范制定

参与制定氯碱化工生产数字化标准，如《氯碱生产过程数据采集规范》《化工设备预测性维护技术导则》等，推动行业数据互通与技术协同。

2.数据安全与合规管理

建立覆盖数据采集、存储、传输、使用的全生命周期安全管理体系，采用数据加密、访问控制、区块链存证等技术保障生产数据安全，符合《数据安全法》《个人信息保护法》等法规要求。

五、结语

数字化转型是氯碱化工企业实现生产全流程精细化管理的必由之路。通过数据驱动的生产计划优化、工艺精准控制、设备智能运维与安全环保升级，可显著提升企业的运营效率与抗风险能力。未来，随着数字孪生、数字原生等技术的发展，需进一步深化虚拟世界与物理生产的融合，构建自感知、自决策、自优化的智慧生产体系，推动氯碱化工行业向高端化、智能化、绿色化方向迈进。

参考文献

[1]冯拾松.氯碱工业工艺学[M].北京:化学工业出版社,2018.

[2]孙晓刚.化工企业生产流程优化与数字化管理[J].化工进展,2022.

[3]李群生.氯碱化工行业绿色发展与技术创新[J].中国氯碱,2023.