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《中国化工报》:智能制造刷新流程工业面貌

——华东理工大学副校长、中国工程院院士钱锋一席谈

  稿件来源: 中国化工报  |   作者:虞仲义 张婷  |  摄影:  |  编辑:媒体华理组  |  访问量:3592

经过数十年,我国已成为世界规模最大的流程工业制造国家。然而,我国在流程工业生产制造总体效能上仍与国际先进水平存在差距。怎样尽快缩短我国与国际先进水平的差距,积极推进流程工业迈向智能制造时代?

日前在上海召开的流程工业智能优化制造国际研讨会上,华东理工大学副校长、中国工程院院士钱锋表达了他的观点。

以智造推进转型发展

根据统计局发布的数据,2016年,我国石油和化学工业规模以上企业有29624家,实现主营业务收入13.29万亿元, 主营收入利润率为4.85%,同比下降0.08个百分点,全行业亏损面13.6%。钱锋院士直言,目前石油和化工行业产能过剩情况基本没有改变,价格上涨、效益回升的基础仍不牢固, 行业还没有完全走出困境。另外,还存在资源和能源的利用效率急需提升、安全和环保问题日益突出等问题。

“就国际流程工业总体发展而言,其目前正处在历史的转型发展关键时期。如积极开展企业生产的精准运营、制造过程的高效化和智能化、绿色安全导向的系统优化设计与集成等。如何积极应对全球化制造新形势带来的机遇和挑战,有效利用现代信息技术,解决目前流程工业在经营决策层面、生产运行层面、能效安环层面以及信息集成层面存在的瓶颈问题,推进以高效化、绿色化和智能化制造为目标的流程工业稳步发展,实现全局生产、管理以及营销模式的变革,是流程工业实现高端制造的关键所在。钱锋说。

钱锋院士分析说,当今时代,信息化与工业化呈现加速融合趋势,一些发达国家和发展中国家正在加快智能制造战略规划和布局。例如美国智能制造领导联盟提出了实施21 世纪智能过程制造的技术框架和路线;德国提出了以智能制造为主导的第四次工业革命发展战略,即工业4.0”。在这一大背景下,我国提出了中国制造2025”战略,并提出了创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念。流程工业必须利用现代信息技术,以企业生产全局及经营全过程的高效化与绿色化为目标,从工艺流程优化和生产、管理以及营销模式的变革出发,推进智能优化制造、绿色制造和高端制造。这对促进中国制造业,特别是流程工业提质增效、转型发展具有重要意义。

实现系统集成和高效调控

针对石化等流程制造行业智能优化制造目前存在的主要难点和问题,包括资金流、物质流、能量流和信息流的集成和高效调控,钱锋院士分别从信息感知、管理决策、生产运行、能效安环等4个层面,谈了自己的观点和建议。

首先,在信息感知层面,流程工业企业生产过程优化调控和经营管理优化决策需要大量的实时信息,目前所面临的难点是如何实现从原料供应、生产运行到产品销售全流程与全生命周期资源属性和特殊参量的快速获取与信息集成。因此,原材料与产品属性的快速检测、物流流通轨迹的监测以及部分关键过程参量的在线检测是实现流程工业智能优化制造的前提和基础。

其次,在管理决策层面,核心是要解决如何深度融合市场和装置运行特性知识,进行管理模式的变革。由于企业生产计划的不确定因素众多,原料采购价格和市场需求多变,给企业生产运行和经营管理的决策带来难题。同时目前企业的原料采购与装置运行特性关联度不高、产品生产与市场需求脱节。以大数据、知识型工作自动化为代表的现代信息技术为制造过程计划和管理的优化决策带来了契机。

再次,在生产运行层面,流程工业制造过程通常采用由经济优化层、计划调度层、先进控制层、基础控制层等不同功能层组成的分层递阶结构,这虽然解决了部分产销、管控衔接等关键技术难题,然而在现有分层模式下进行操作优化的前提是稳态假设,如何根据实际过程的动态实时运行情况,从全局出发协调系统各部分的操作,成为生产过程优化调控的核心。解决该问题需要将物质转化机理与装置运行信息进行深度融合,建立过程价值链的表征关系,实现生产过程全流程的协同控制与优化。

最后,在能效安环层面,流程行业产生大量化学污染物,以废水、废气、废渣甚至危化品等形式排放到环境中。然而,目前中国在危化品监管方面的措施落实不到位,导致危化品事故频发,其核心就是缺乏生产制造全生命周期安全环境足迹监控与风险控制的有效手段。鉴于此,如何通过传感、检测、控制以及溯源分析等新方法和新技术,突破流程工业安全环境足迹监控与溯源分析及控制的基础理论与关键技术,是实现绿色制造的迫切需求。钱锋院士说。

工程技术要四化

钱锋院士强调,流程工业智能优化制造最终要在工程技术层面实现四化,即数字化、智能化、网络化和自动化。同时,在企业生产制造层面也要实现四化,即敏捷化、高效化、绿色化和安全化。

鉴于此,钱锋院士提出流程工业智能优化制造的愿景目标:在已有的物理制造系统基础上,充分融合人的知识,应用大数据、云计算、网络通讯和人机交互的知识型工作自动化以及虚拟制造等现代信息技术,从生产、管理以及营销全过程优化出发,推进以高效化、绿色化和智能化为目标的流程工业智能优化制造。不仅要实现制造过程的装备智能化,而且制造流程、操作方式、管理模式也要实现自适应智能优化,使得企业经济效益和社会效益最大化。

“我们必须充分认识到,智能优化制造对流程工业的转型发展具有重要意义。实现流程工业智能优化制造,不仅能够增加企业效益与社会效益,更能够提升整个行业的资源配置与运行效率,助力我国在流程工业赶超其他国家,提升国家的整体竞争力。依靠国家的政策支持,加之行业自身的努力发展,我国的流程工业将会顺利进入智能制造时代。钱锋院士表示。

 



  原文来源: 中国化工报  |  发表时间:2017-05-10  |  作者:虞仲义 张婷
  原文链接: http://ipaper.ccin.com.cn/papers/ccin/2017-05-10/page_5B.html

发布日期:2017年05月19日14时47分
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