基于人工智能技術(shù)在化工智能化生產(chǎn)中的應(yīng)用分析

吳婷

摘要：信息技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了無(wú)數(shù)產(chǎn)業(yè)、行業(yè)與信息技術(shù)、智能化的結(jié)合?；ぎa(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程需要進(jìn)行大量復(fù)雜的計(jì)算、設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，對(duì)于傳統(tǒng)化工行業(yè)來(lái)說(shuō)能夠通過(guò)信息技術(shù)或人工智能技術(shù)來(lái)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)或生產(chǎn)流程，能夠大大提升未來(lái)化工產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)效率。研究針對(duì)化工智能生產(chǎn)與計(jì)算機(jī)、人工智能技術(shù)的結(jié)合進(jìn)行了分析，對(duì)化工生產(chǎn)、控制、運(yùn)營(yíng)的環(huán)節(jié)的智能化應(yīng)用方法進(jìn)行了討論;介紹了化工行業(yè)未來(lái)的數(shù)字化移交方式;展望了化工行業(yè)與人工智能技術(shù)結(jié)合過(guò)程中的障礙和發(fā)展局限性;最后分析了該行業(yè)未來(lái)與信息技術(shù)結(jié)合的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：人工智能;化工;智能化生產(chǎn);應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TM914.4;TQ056 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2019）10-0184-03

隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等信息技術(shù)的發(fā)展，全球經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各領(lǐng)域的生產(chǎn)和生活正逐漸被引發(fā)鏈?zhǔn)酵黄疲蛑悄芑S進(jìn)。國(guó)內(nèi)外的制造行業(yè)，從數(shù)碼產(chǎn)品加工、汽車(chē)制造到基建產(chǎn)業(yè)、國(guó)防工業(yè)，人工智能正以飛快的速度實(shí)現(xiàn)與制造類(lèi)產(chǎn)業(yè)的融合。然而對(duì)于流程工業(yè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，人工智能與之結(jié)合的程度還比較低尚存在較大發(fā)展空間。

以化工產(chǎn)業(yè)為例，流程工業(yè)領(lǐng)域的各類(lèi)型產(chǎn)業(yè)通常要面臨一些相似的難題，如單一項(xiàng)目投資成本高、投資及生產(chǎn)面臨較大風(fēng)險(xiǎn)以及容易在開(kāi)采或生產(chǎn)過(guò)程中造成污染等問(wèn)題。同時(shí)對(duì)于該類(lèi)型產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)，往往要面對(duì)比一般制造類(lèi)產(chǎn)業(yè)更加冗長(zhǎng)和復(fù)雜的設(shè)計(jì)工藝及加工流程，產(chǎn)品的運(yùn)營(yíng)更容易受到市場(chǎng)大環(huán)境或國(guó)家及地方政府的政策影響。因此，文章分析了化工類(lèi)產(chǎn)業(yè)中開(kāi)展人工智能與生產(chǎn)、設(shè)計(jì)的融合的可能性，為化工產(chǎn)業(yè)與人工智能的結(jié)合提供了一些思路，以供同行業(yè)研究人員參考借鑒。

1人工智能在各行業(yè)中的使用

如果人工智能應(yīng)用于化學(xué)工廠，整體的結(jié)構(gòu)應(yīng)該分為3個(gè)級(jí)別，如圖1所示。

實(shí)施工程項(xiàng)目的企業(yè)慢慢改變了工作方式，這些企業(yè)將智能化引入到工作的各個(gè)環(huán)節(jié)，尤其是策劃工作方面。項(xiàng)目全部完成所需要的平均時(shí)間開(kāi)始慢慢變長(zhǎng)，隨著工廠實(shí)現(xiàn)了辦公、管理和生產(chǎn)的自動(dòng)化，項(xiàng)目的策劃、實(shí)行到投^使用已經(jīng)能夠—起進(jìn)行。通過(guò)對(duì)當(dāng)前現(xiàn)狀的研究，人工智能在化學(xué)領(lǐng)域的使用發(fā)展分為4個(gè)方面。

1.1智能化策劃

在工程項(xiàng)目中最基本一個(gè)環(huán)節(jié)就是設(shè)想策劃，這是工廠實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化的重中之重。智能化的策劃工作指的是擺脫企業(yè)人員的參與，直接由機(jī)器負(fù)責(zé)，即人類(lèi)盡量不參與此類(lèi)工作，完全交由機(jī)器。最終的成果直接網(wǎng)上發(fā)出去，不用面對(duì)面匯報(bào)工作，這種現(xiàn)代化的工作方式有2方面。

1.1.1智能化的技術(shù)策劃

技術(shù)是化學(xué)領(lǐng)域策劃的開(kāi)端，在通常情況下，人們利用相關(guān)的電腦程序以假設(shè)的形式得出策劃技術(shù)和策劃過(guò)程。但是如果這些實(shí)現(xiàn)了智能化，那么最終獲得的結(jié)果就是多樣的，我們的選擇余地就不再那么局限。

1.1.2工程的分析與策劃

工程分析與策劃的實(shí)質(zhì)是根據(jù)固定的準(zhǔn)測(cè)，并按照實(shí)際要求，畫(huà)出或者寫(xiě)出整個(gè)即將進(jìn)行的工程項(xiàng)目。人工智能模式下，我們可以將工程分析與策劃的固定準(zhǔn)測(cè)植人到智能化系統(tǒng)中，智能化系統(tǒng)也可以根據(jù)固定準(zhǔn)則，和工作人員一起合作，把整個(gè)工程清晰的呈現(xiàn)出來(lái)，然后由專(zhuān)業(yè)人士認(rèn)真核實(shí)決定出最后的結(jié)果。這樣一來(lái)，整個(gè)工程分析與策劃的品質(zhì)就得到提升，耗時(shí)上也縮短了不少。

1.2智能化的管控

通常情況下，化學(xué)工廠內(nèi)部的產(chǎn)品生產(chǎn)是非常繁雜的，在這一過(guò)程中大部分產(chǎn)品容易燃燒和爆炸，也極容易對(duì)環(huán)境造成污染，所以必須有一套完善的操控系統(tǒng)，時(shí)刻對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程精準(zhǔn)地實(shí)施觀察與掌控，避免出現(xiàn)意外。

化學(xué)領(lǐng)域的智能化掌控系統(tǒng)基本不需要工作人員參與其中，僅僅使用計(jì)算機(jī)，自行整合數(shù)據(jù)資源對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施觀察與掌控，以確保工廠的正常運(yùn)營(yíng)。

1.3智能化的生產(chǎn)過(guò)程

化學(xué)工廠的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程是十分繁瑣的，智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)按照一定的限制準(zhǔn)則和客戶的下單時(shí)間，在盡可能低成本和低消耗又不耽誤生產(chǎn)和發(fā)貨的情況下合理確定整個(gè)生產(chǎn)流程，這樣就可以最大限度地節(jié)省人力、物力，為工廠爭(zhēng)取到最大利潤(rùn)的空間。智能化處理系統(tǒng)將智能化管控和智能化運(yùn)作聯(lián)系在一起，保證了化學(xué)工廠生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

1.4智能化運(yùn)作

化學(xué)領(lǐng)域的市場(chǎng)變化莫測(cè)，這都直接影響到了化學(xué)工廠的正常運(yùn)作，例如原料的稀缺和產(chǎn)品價(jià)錢(qián)的高低變動(dòng)等要素。現(xiàn)如今工廠的經(jīng)營(yíng)形式已經(jīng)發(fā)生了相應(yīng)的變化，在市場(chǎng)的不斷沖擊下，工廠做出一些改革是很有必要的。當(dāng)然，化學(xué)工廠的運(yùn)營(yíng)無(wú)法完全跟得上市場(chǎng)的變動(dòng)，這也是情有可原的，比如工廠管理層工作中存在問(wèn)題。

智能化的經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)功能繁多，包含了工廠運(yùn)作的各個(gè)方面，一應(yīng)俱全，它能夠讓工廠及時(shí)應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的變化，并制定出正確的處理方法。這就使工廠在低原料和低成本的前提下獲得更高的利潤(rùn)，促進(jìn)了化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展。

2數(shù)據(jù)輸出

將化學(xué)工廠打造為人工智能型的運(yùn)作系統(tǒng)的根本是把化學(xué)工廠內(nèi)部一些復(fù)雜多變的工作轉(zhuǎn)化為可以度量的數(shù)據(jù)，尤其是策劃結(jié)果可以以數(shù)字的形式輸出。因?yàn)樵趥鹘y(tǒng)模式下，工程策劃的結(jié)果都是給出一張圖紙。但是在人工智能模式下，結(jié)果的呈現(xiàn)都是數(shù)字，不僅方便快捷，而且大大的節(jié)約了成本，減少了不必要的浪費(fèi)，更重要的是后期便于隨時(shí)查找和使用。這種數(shù)字型的模式能夠?qū)φ麄€(gè)工程策劃進(jìn)行有效的監(jiān)管處理，最終客戶可以拿到一份數(shù)據(jù)型的文檔。這些數(shù)字型文件會(huì)在系統(tǒng)中不斷傳導(dǎo)，對(duì)每一版進(jìn)行有效管理，能夠解決數(shù)據(jù)多，誤差大的問(wèn)題。這些數(shù)據(jù)還可以為構(gòu)建智能化工廠做儲(chǔ)備。當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)這種數(shù)字型模式，必須把分析策劃的文件變成有效的數(shù)字系統(tǒng)，這就需要運(yùn)用相關(guān)程序來(lái)保證數(shù)字化模式的正常運(yùn)行。

3化工智能化發(fā)展的限制因素

3.1產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)

化學(xué)工廠的工作過(guò)程細(xì)密而繁雜，整個(gè)工程不是一成不變的，是一個(gè)龐大的體系，與多種技術(shù)和領(lǐng)域都存在一定的聯(lián)系，而且分析策劃與生產(chǎn)過(guò)程并不是那么簡(jiǎn)單。所有環(huán)節(jié)的數(shù)字信息都起著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前，智能化的化學(xué)工業(yè)還沒(méi)有得到有效的普及與發(fā)展，而且存在一些影響因素。

3.1.1數(shù)據(jù)型分析策劃的差異性

化工行業(yè)的項(xiàng)目策劃發(fā)展緩慢，部分電腦程序雖然具備數(shù)據(jù)化功能，但是技術(shù)相對(duì)還是不夠高端。另外，電腦程序的功效和升級(jí)空間不大，無(wú)法適時(shí)進(jìn)行調(diào)度。這種情況非但沒(méi)有減輕企業(yè)負(fù)擔(dān)，還為項(xiàng)目策劃增加了很多難題，另業(yè)界十分頭疼。

3.1.2工廠設(shè)備的操控方法

通常情況下，化學(xué)工廠內(nèi)部裝備設(shè)施的操控方法都是由其廠家依據(jù)機(jī)器的實(shí)際狀況來(lái)給出的，完全不參考生產(chǎn)技術(shù)，更嚴(yán)重的是有時(shí)候兩者還存在一定的排斥性，再加上部分文件資源缺失，導(dǎo)致工作無(wú)法正常進(jìn)行。另外，生產(chǎn)技術(shù)有其專(zhuān)利，工程公司是無(wú)法隨意進(jìn)行調(diào)整的，這樣也就無(wú)法利用智能化模式進(jìn)行統(tǒng)一的控制，進(jìn)而也無(wú)法制定出適合工廠自身實(shí)際情況的方案。

3.1.3人工智能技能與應(yīng)用動(dòng)機(jī)

化學(xué)工業(yè)在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)開(kāi)始走向了衰落。在發(fā)展中國(guó)家，該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也并不是那么順利，智能化化工并沒(méi)有得到各企業(yè)的青睞，大家并不愿意對(duì)其進(jìn)行大量的投入?，F(xiàn)階段，一些商家只是簡(jiǎn)單的介紹了智能化工廠，并不全面和正規(guī)，社會(huì)上各界人士也并沒(méi)有對(duì)智能化工廠進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)論述，也沒(méi)有成文的規(guī)定，構(gòu)建起來(lái)更是困難重重。有的企業(yè)只是使用簡(jiǎn)單的電腦程序進(jìn)行操作，對(duì)人工智能沒(méi)有深刻的認(rèn)識(shí)，對(duì)于工廠運(yùn)作和發(fā)展沒(méi)有任何有效的作用，而且當(dāng)前根本不存在一款完全適合化工領(lǐng)域使用的智能化電腦程序。

3.2投入所獲得的收益

項(xiàng)目投資存在收益，那么該項(xiàng)目才會(huì)得到更進(jìn)一步的發(fā)展。比如建設(shè)智能化工廠，前期的投資肯定是巨大的，而在短時(shí)間內(nèi)根本無(wú)法獲得可觀的收益。其主要原因包括：①建設(shè)智能化工廠沒(méi)有完善的理論和體系支持，也沒(méi)有相關(guān)的現(xiàn)代化技術(shù);②化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域的生產(chǎn)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)性，發(fā)展也不穩(wěn)定，所以建設(shè)智能化工廠對(duì)設(shè)備的要求是相當(dāng)嚴(yán)格的，不是任何一種計(jì)算機(jī)程序就能拿來(lái)使用，需要一套完善的先進(jìn)的數(shù)字化系統(tǒng)。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)于化工行業(yè)及各大企業(yè)來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝的好壞直接決定了企業(yè)在該行業(yè)中的地位及企業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景。設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝流程與人工智能的融合能夠幫助化工企業(yè)安全、長(zhǎng)久、高效地獲得經(jīng)濟(jì)效益。文章針對(duì)化工產(chǎn)業(yè)設(shè)計(jì)、控制、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)等領(lǐng)域與人工智能的結(jié)合進(jìn)行了深入分析，得出相應(yīng)結(jié)論?；ぎa(chǎn)業(yè)與人工智能的結(jié)合能夠促使化工企業(yè)跳出傳統(tǒng)制造行業(yè)的范疇，使化工企業(yè)能夠在一定的體系中，完成對(duì)化工原材料、能源或其他形勢(shì)自然資源的利用，真正實(shí)現(xiàn)精細(xì)化生產(chǎn)和運(yùn)營(yíng)。保證企業(yè)在面對(duì)市場(chǎng)變化、材料性質(zhì)變化等問(wèn)題時(shí)不影響自身企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。