张江科技评论 发布于：2023年5月6日 09:43
人工智能技术赋能流程制造业，可以助力探索尚未发掘的生产价值增长点，为流程制造业转型升级提供新的动力。
文 / 李福沛 博士，上海流程智造科技创新研究院有限公司研发部高级工程师
流程制造业是衡量一个国家工业基础水平的重要标志，以石油、化工、钢铁、建材等产业为代表的流程制造业构成了国民经济发展的支柱。我国逐渐成为流程制造业世界领先的国家，建成了广泛且全面的流程工业制造体系和强壮的供应链。在制造业数字化转型升级的过程中，传统的流程制造生产运行和管理方法也面临数字孪生、大数据、人工智能和工业互联网等先进制造业技术带来的冲击与挑战。虽然流程制造业在产业规模和基础生产技术水平上已经做到世界领先，但是如何追赶数字化转型的浪潮和人工智能等技术带来的机遇，是流程制造业近年来不断追寻的方向。
近年来，人工智能技术逐渐在机器视觉、自动驾驶、自然语言处理等多种应用中占据核心位置，并随着硬件和算法等的升级迭代，广泛而深刻地推进着互联网领域和智能制造领域的行业发展。反观流程制造业，多数人工智能技术的应用还停留在诸如人员管理、园区运营等生产制造的边缘环节，尚未深入先进控制、实时优化、计划调度和供应链管理等生产制造的关键环节。
当前，虽然流程制造业的信息化和自动化程度已经较高，但仍然需要依靠技术人员和管理者的经验进行优化和决策。人工智能技术用于流程制造领域可以对复杂过程进行建模和模拟，配合现有的仪表检测等基础，构造流程制造业生产过程的数字孪生模型，使操作人员、技术人员及管理者能够更好地了解当前生产过程所处的状态。
此外，依靠深度神经网络技术，结合生产过程中的实时过程数据，可以实现对生产过程中装置收率和装置能耗等关键参数的预测，利用强化学习等方法可以对流程制造业的生产经营活动进行优化决策。这些人工智能方法还可用于基于视觉的生产环境监测和基于报警事件的安全管理等场景，为流程制造业实现智能化提供更多优秀的解决方案。与流程制造业中目前使用较多的依赖过程机理模型和最优化方法的生产过程控制和优化解决方案相比，人工智能技术可以突破传统依赖人的经验的生产管理运行优化的区间，探索尚未发掘的生产价值增长点，为流程制造业转型升级提供新的动力。
安全生产
首先，安全生产是流程制造业的生命线，任何技术都需要建立在安全生产这一牢不可破的根基之上，一方面是因为诸多流程制造业处在高温、高压、易燃、易爆等危险环境，另一方面是因为流程制造业的生产连续性特点，任一环节的计划外停工停产都会导致企业的经济损失和上下游生产环节的停滞。人工智能技术需要在保障流程制造安全生产上下足功夫，这样才能为企业和社会增加一层保障。
人是最终的决策者
其次，人工智能技术是人类的辅助工具，流程制造业必须把握生产过程的基本原理，人工智能技术只能模拟生产过程的基本原理，不能做出与基本原理相反的判断，人是最终的决策者。人工智能在多数领域的应用存在黑箱环节，不能完全反映生产过程的基本原理，需要遵循生产过程机理和接受人为监督，最终为人的决策提供辅助。
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