AI在化工行業(yè)的應用及發(fā)展前景

劉二暢

摘 要：進入二十一世紀以來，人工智能（AI）進入高速發(fā)展階段，并逐步滲透到了各個領域，對人類的生活產生了巨大的影響和沖擊。AI在化工行業(yè)的應用也在發(fā)生日新月異的變化，本文從工藝研發(fā)，工業(yè)生產，安全環(huán)保的角度來簡要概述AI在化工行業(yè)的應用及發(fā)展前景。

關鍵詞：AI;工藝研發(fā);工業(yè)生產;安全環(huán)保

1 AI在化工工藝研發(fā)中的應用

化工工藝的研發(fā)在整個工藝生產中占據重要地位，特別是一些復雜工藝的優(yōu)化。傳統(tǒng)模式是靠人力去不斷的進行試驗，結果分析，調整參數(shù)，最終達到優(yōu)化的目的。這種模式不僅費時耗力，而且成本很高，特別是新產品的開發(fā)，往往一個產品要經歷幾年甚至幾十年的實驗研究才能得以問世。隨著時代的發(fā)展，科技的進步，人們的生活水平不斷提高，對新的物質需求越來越迫切。化工作為與人類生活衣，食，住，行密切關聯(lián)的行業(yè)，急待快速發(fā)展。AI在化工研發(fā)中的應用正是適應了這一需求，近年來，3D打印技術的快速發(fā)展，正是人工智能在多個領域應用的實例。通過3D打印技術的應用，人們希望能在藥物分子的合成研發(fā)中有重大突破。對于一些臨床急需驗證而人類在短期內靠實驗研究無法合成的藥物分子，有望通過3D打印的手段得以實現(xiàn)，并盡早的用到臨床實踐和疾病的治療當中。同時，一些與實驗參數(shù)設計有關的AI軟件的使用，使藥物研發(fā)階段的參數(shù)優(yōu)化變得更加快捷和高效，能在很短的時間內找到最適合的工藝參數(shù)，這無疑是節(jié)省了大量的人力和物力。未來時間里，AI在化工工藝研發(fā)中必定會發(fā)揮越來越重要的作用。

2 AI在化工工業(yè)生產中的應用

近年來，AI在化工工業(yè)生產中的應用更顯突出，化工生產行業(yè)是最早采用自動化控制的工業(yè)之一，AI的影響也是最先觸及的。最明顯的變化是大量的現(xiàn)場操作工人被AI控制的自動化設備所替代！相比于二十年前的情況，同樣的裝置規(guī)模，現(xiàn)在用工數(shù)量相比減少50%以上。實際上，隨著設備自動化程度的不斷提高，化工企業(yè)的操作工人還將持續(xù)減少。隨之而來的不僅是人力成本的大幅降低，而且，由于自動化程度高，物料測量更精準，工藝參數(shù)的控制更精確，使得化工產品質量上也有大幅度提高。這些都是AI在化工生產中帶來的革命性的進步。目前已經在用的先進控制（Advanced Process Control，簡稱“APC”）系統(tǒng)，該技術采用先進的控制理論和控制方法，以工藝過程分析和數(shù)學模型計算為核心，以工廠控制網絡和管理網絡為信息載體，使生產過程控制由原來的常規(guī)PID控制過渡到多變量模型預測控制，承擔大多數(shù)常規(guī)操作任務，而且這個系統(tǒng)還在不斷深化發(fā)展，結合裝置DCS采集的大數(shù)據，配以更多變量的模型，這樣的控制系統(tǒng)將越來越先進，控制精準度越來越高?？梢栽O想，將來智能化系統(tǒng)通過自主學習，可以使裝置始終處于最優(yōu)運行狀態(tài)，甚至可以開發(fā)出新的技術工藝。未來的發(fā)展趨勢是人工智能時代，每個化工廠都是一個高科技公司，生產產品僅僅是一項副業(yè)，其主業(yè)是不斷優(yōu)化技術，不斷研究開發(fā)新技術、新產品，一個產品生命周期會很短，很快就會被更好的產品所取代。速度和效率，更深層次的智能化將成為行業(yè)內競爭的關鍵因素，而隨著科技技術的不斷提高，未來對人才的需求也將發(fā)生根本性的變化。純人工操作的工作崗位將不復存在，企業(yè)需要的是懂知識，懂技術的高科技人才。

3 AI在化工行業(yè)安全環(huán)保中的應用

對于化工行業(yè)來說，安全環(huán)保任務艱巨，重于泰山。特別是不斷持續(xù)發(fā)生的化工安全事故，給人們的生命和財產帶來了巨額損失。AI以其獨特的優(yōu)勢，逐漸在安全環(huán)保中起到越來越重要的作用。日前，燕山石化成功研發(fā)火災智能識別系統(tǒng)，傳統(tǒng)的火災報警系統(tǒng)是通過前端增設傳感器，采集感應到溫度、煙霧等信息后進行報警的，而且需要人工盯屏才能發(fā)現(xiàn)火情。而燕山石化火災智能識別系統(tǒng)則基于原有工業(yè)視頻網絡，不用再添加前端傳感器。它利用計算機視覺，實時采集視頻攝像數(shù)據，運用大數(shù)據分析，第一時間自動識別出火情。不僅為火災應急救援爭取了寶貴時間，還因為無需人工盯屏，而有效避免了傳統(tǒng)的工業(yè)視頻人工巡檢工作的疏漏和延遲應急等問題。而另一方面，伴隨AI的發(fā)展而產生的工業(yè)機器人，正在發(fā)揮越來越重要的作用。利用機器人的優(yōu)勢，可以達到極高的效率、精度和一致性，同時有效降低人工操作及人為錯誤對檢測質量和效率的影響。此外，在勞動強度大，環(huán)境惡劣的情況下，智能機器人的使用顯得尤為重要。例如在集裝箱檢驗檢疫熏蒸處理上，基于智能移動機器人平臺能夠取代人力完成溴甲烷、磷化氫、乙酸乙酯等熏蒸劑的投放、濃度檢測、環(huán)境殘留檢測等工作，把作業(yè)人員從有毒有害危險及惡劣的環(huán)境中解放出來。同時，技術進步和產業(yè)升級導致“機器”成本逐漸降低，“機器換人”已經成為一種新的發(fā)展趨勢。

4 結束語

未來已來，社會的飛速發(fā)展帶動著各行各業(yè)都在發(fā)生著翻天覆地的變化。無論我們接受與否，人工智能必將滲透到人們生活的方方面面。而在化工行業(yè)未來的發(fā)展中，人工智能將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為化工朝向更精尖，更高端，更先進的方向發(fā)展提供有力的技術支持。同時，由于AI技術對工業(yè)發(fā)展所產生的革命性影響，社會對人才的需求也將發(fā)生改變。低端的純人工操作崗位將不復存在，取而代之的將是AI操作系統(tǒng)。而需要人力操作的，將是有更高技術含量要求的工作崗位。

參考文獻：

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