问题:流程工业装置规模大、流程长、变量多,运行仍高度依赖人员经验;以炼化一体化等大型装置为例,传统模式往往需要大量操作与工艺人员长期监盘、频繁调整与处置,不仅抬升人力和管理成本,也使装置极端工况或突发波动下存在响应不一致的风险。同时,绿色转型要求企业在保障稳定供应的前提下更降低能耗与排放,推动生产组织方式加快升级。 原因:一是工艺过程高度耦合,温度、压力、流量、液位等参数相互牵连,细小偏差也可能触发连锁反应;二是产品质量对参数和配方细节非常敏感,即便原料与设备条件相同,不同的控制策略与窗口管理也会带来明显的品质差异;三是长期以来数据分散在不同装置、系统和企业之间,标准不统一、共享不足,难以沉淀可复用的训练数据与工程知识;四是能源约束与成本压力叠加,使“稳、优、绿”三项目标同时实现的难度增加。 影响:业内人士认为,推动装置从“以人为主的操作”向“以模型为主的运行”转变,将带来多上的外溢效应:其一,安全层面,通过持续监测、预警与自动处置降低人为误操作概率;其二,在质量层面,将工艺控制从“经验调参”升级为“在线优化”,减少批次波动;其三,在成本层面,通过能效寻优与计划协同降低蒸汽、电力与原料损耗;其四,在低碳层面,把节能减排从“事后核算”前移到“过程控制”,以更稳定、可验证的方式实现降耗降排。褚健以日常消费品作类比指出,同类产品的差异往往来自细微工艺与添加比例的变化;而在化工等行业,控制水平哪怕提升一个百分点,也可能带来可观收益。 对策:围绕“自主运行工厂”(AOP)路径,褚健提出以分级能力演进方式推进,目标是像汽车自动驾驶一样,从辅助决策、协同控制逐步迈向更高等级的自主运行。他表示,中控技术依托30多年控制系统装机与工业用户基础,正推动企业共享关键生产数据,构建用于算法训练与模型迭代的数据集;在此基础上,结合工业机理模型与数据驱动模型,开展优化控制、异常诊断、预测性维护等应用,形成可在不同装置、不同工况间复制和迁移的工程能力。涉及的实践已在多个场景落地,并为合作企业带来效率提升与价值增量。 前景:业内判断,流程工业“少人化、智能化、自主化”将成为重要方向。褚健预计,未来三到五年有望在更多装置实现更高水平的协同控制与自主决策,约十年在更大范围推广应用。随着制造业数字化转型深化、工业数据标准逐步完善,以及低碳约束持续强化,自主运行能力将从“可选项”逐步转为“竞争力”。在国际市场层面,他认为海外企业对中国工业技术与工程化能力的关注度提升,中国制造业在规模、场景、经验与迭代速度上具备综合优势,工业智能化解决方案“走出去”空间广阔;但仍需在标准认证、交付体系与长期运维能力上补齐短板,夯实全球化服务能力。
自主运行工厂的出现,意味着流程工业正进入新的阶段;从依赖人力到实现自主运行,不只是生产方式更新,也将重塑制造业的运营理念。在全球绿色低碳转型背景下,率先掌握工业AI并形成可落地的工程能力,将在未来竞争中占据主动。中国在数据、应用场景和产业规模上具备优势,为工业AI创新提供了基础。随着自主运行工厂从试点走向规模化应用,中国制造业的智能化升级将深入提速。