流程行業(yè)舉足輕重 智能化之路需要模型、數(shù)據(jù)來支撐

今年雖有新冠肺炎疫情突襲，國內(nèi)智能工廠的發(fā)展依然如火如荼。據(jù)報道，10月27日，上汽大眾總投資170億元的新能源汽車智能工廠投產(chǎn)。除了汽車，家電、數(shù)碼電子等領(lǐng)域的智能工廠也不斷涌現(xiàn)。不過專家認(rèn)為，目前的智能工廠主要集中在離散行業(yè)，流程行業(yè)內(nèi)的智能工廠依然比較少。

“現(xiàn)在工業(yè)4.0所反映的內(nèi)容大多與離散行業(yè)有關(guān)，很少涉及流程行業(yè)，流程行業(yè)有自己的規(guī)律。”日前，香山科學(xué)會議第682次學(xué)術(shù)討論會聚焦制造流程物理系統(tǒng)與智能化，鋼鐵研究總院名譽院長、中國工程院院士殷瑞鈺在會議期間接受科技日報記者采訪時如是說。

流程行業(yè)在國民經(jīng)濟中舉足輕重

什么是離散行業(yè)?什么是流程行業(yè)?

“制造工業(yè)可以分為兩大類，一個是離散行業(yè)，一個是流程行業(yè)。” 殷瑞鈺告訴記者。

其中，離散行業(yè)包括裝備加工制造業(yè)，例如汽車制造、飛機制造等，需要對不同部件進行組裝、集成;而流程行業(yè)則包括冶金工業(yè)、化工工業(yè)、建材工業(yè)、制藥工業(yè)等，這種行業(yè)是一個個工序連著進行，往往一頭連著資源和能源，另一頭連著產(chǎn)品，其產(chǎn)品既可以直接用，也可以進一步加工。

殷瑞鈺指出，流程制造業(yè)如化工、冶金、建材等，制造流程動態(tài)運行過程的物理本質(zhì)可以表述為：物質(zhì)流在能量流的驅(qū)動和作用下，按照設(shè)定的“程序”例如生產(chǎn)作業(yè)指令等，沿著特定的“流程網(wǎng)絡(luò)”做動態(tài)有序的運行，并實現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化，不只是生產(chǎn)產(chǎn)品。

“流程行業(yè)里面涉及化學(xué)變化、物理變化、運輸、信息交換，而且大量使用能量。” 殷瑞鈺舉例說，石油化工涉及三四百攝氏度的高溫，煉鋼煉鐵則需要高達1500到1700攝氏度的高溫。

在他看來，流程行業(yè)大多屬于基礎(chǔ)行業(yè)，在國民經(jīng)濟中具有舉足輕重的作用。而且流程行業(yè)涉及物質(zhì)、能量的輸入輸出，對生態(tài)環(huán)境的影響也非常大。

智能化之路需要模型、數(shù)據(jù)來支撐

“為加快推進先進制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合、加快推動流程制造業(yè)不斷向智能化方向發(fā)展，中國工程院設(shè)立了‘面向2035的流程制造業(yè)智能化目標(biāo)、特征和路徑戰(zhàn)略研究’咨詢研究項目，選擇鋼鐵、石化兩個典型流程工業(yè)為研究對象，研究提出了流程制造業(yè)智能化的發(fā)展目標(biāo)和思路。”中國工程院院士、中國石化集團公司科技委顧問袁晴棠介紹。

與會專家告訴記者，國內(nèi)鋼鐵、石化等流程行業(yè)自動化水平比較高，進行智能化有較好的基礎(chǔ)。但流程行業(yè)的智能化依然面臨很多難題。

“物理系統(tǒng)怎么理順，信息系統(tǒng)怎么注入到物理系統(tǒng)中去，都是有科技含量的，都需要模型、數(shù)據(jù)、感知器件等來支撐。”殷瑞鈺仍以鋼鐵行業(yè)舉例說，首先鋼鐵廠的流程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要進一步優(yōu)化，把物質(zhì)流、能量流、信息流的網(wǎng)絡(luò)進一步理順，使這三者協(xié)同起來。同時還要提升建模和軟件的能力，并把各種平臺、網(wǎng)絡(luò)集成起來。這些要反映在工廠的工程設(shè)計、生產(chǎn)運行、管理和決策上，都需要先進技術(shù)做支撐。(記者 劉園園)

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