化學工業的知識自動化和智能制造到底能做什么呢?生產工藝是一個化工企業的核心,化工行業的生產過程數字化、自動化和智能化程度走在整個工業體系的前列,基本已經實現車間無人化生產,但是中央控制室還是坐著人,通過電腦屏幕觀察和監測著生產過程,隨時準備人工遠程干預甚至去現場干預。實際上,我們的最終的產品質量并非一成不變非常穩定,生產過程的原料利用率和能源利用率也并非達到最佳。一個化工裝置并非做到自動化、無人化就算實現了智能制造的目標,新目標已經不是滿足系統穩定在一個狀態,而是讓裝置系統自動運行在滿足裝置安全、產品質量約束下,原料、能源、資產利用率最優的狀態下。多產品的精細化工工廠還要實現敏捷、柔性以快速應對市場變化和訂單要求。
石油化工行業的“智能制造”的架構早已確定,即在過程控制、生產管理、經營管理這三個層次實現知識自動化和智能化,分別對應過程控制系統(PCS)、生產執行系統(MES)、企業資源計劃(ERP)。
過程控制系統(PCS): 將表征生產過程的參量為被控制量使之接近給定值或保持在給定范圍內的自動控制系統,以DCS和PLC為代表,包括先進過程控制APC。
企業資源計劃( ERP ):是對企業資源進行有效綜合的計劃與管理,功能包括產品定貨、原材料采購、配送、銷售、會計等一系列業務流,以SAP為代表。
生產過程執行管理系統(MES):作為DCS和MES之間的接口,實現生產績效管理和運行數據的集成,功能模塊包括短期生產計劃、作業排產和調度(APS)、維護管理、技術信息管理、在線實時優化RTO、產品質量管理LIMS。
不管在哪個層級,要讓計算機來解決問題,都需要將問題數字化并抽象為數學模型,所以智能化的核心是五個化:"數字化、可視化、模型化、自動化、集成化"。只有將經驗、信息通過檢測技術來數字化,通過數據可視化分析找到規律,然后將規律轉化為數學模型,再通過計算機對數學模型自動求解、自動決策,將決策或結論自動傳輸給上一層或者下一層,從而達到集成化。這個完整的過程就是知識自動化,知識自動化將人從重復性工作中解脫出來,專注于創新和高附加值的活動,顯然它對人才的要求變得更高。