人工智能加速化工产业价值重构

“数实融合的目的在于重构产业的价值。如何通过人工智能(AI)帮助我们更好地分析、优化、完成产融结合是非常重要的事。这需要基于炼化工厂全生命周期的理念，以数字工厂设计为源头，充分利用工厂运行数据，将AI等信息技术与专家知识系统融合起来才能实现。”7月15日，在由中国化工学会与华为共同主办的“论道智能世界——华为智能化工高峰论坛”上，中国工程院院士、中国石油化工集团有限公司首席科学家孙丽丽为化工行业数实融合写下了这样的注脚。会议期间，多位业内专家提出，AI正在为化工行业的研发、生产、运维范式带来革新，加速化工产业链整体的价值重构。


革新科研范式大幅缩短行业创新周期

　　“当前化工行业正站在产业变革转型的历史交汇点。”中国化工学会副秘书长胡杰指出，据统计，2024年我国石油化工行业规模以上企业数量突破3.2万家，年营业收入跨入了16万亿元大关，但是全行业的利润总额只有7897.1亿元，同比下降8.8%。这些数字背后折射出的发展之问，正呼唤着行业开启一场深刻的产业变革，而这场变革的核心引擎无疑是化工科技的数字化和智能化。



　　近年来，国内外化工企业巨头纷纷将通过AI赋能化工创新，推动产业向高质量、高价值发展。例如世界化学工程大会上，中国石油发布的最新研发的昆仑橡胶大模型，融合了实验工艺、仿真模拟、海量文献数据，实现了可自我迭代优化的橡胶设计工作流，同时还能够对橡胶组分和特定性能的要求，进行精准的分子结构设计和配方性能预测，可帮助科研人员提升研发效率，降低试错成本。华为等通信业企业也凭借在5G、云计算、大数据等领域的核心技术优势，助力科研院所和企业开发更多科学计算大模型，加速化工新产品从开发到落地的流程。


　　“现在AI for  science(人工智能驱动科学创新),特别是化学研究方面的分子结构预测，业内已经做得相当好了，下一步就是要捕捉隐性知识，建设AI大模型的学习、泛化能力，破除大模型‘黑箱难题’。”  国家流程制造智能调控创新中心副主任冯恩波认为，下一代工业AI将是兼备“文科生”(生成式语言能力)和“理科生”(机理推演能力)能力的“超级博士生”，可以通过强化学习实现模型的自我进化调优，通过隐性知识的挖掘和积累让大模型的应用结果更精确。


重构生产模式提升工厂柔性水平

　　世界化学工程大会上的诸多化工行业数智化案例都表明，在工厂中，AI等数智化技术正在深度重构化工厂的生产模式，通过数据驱动和智能算法实现从传统经验导向到精准优化的范式变革。



　　云天化集团APC+RTO项目经理李伯钧在会上分享了企业与华为合作建设的煤气化RTO优化项目。他表示，化工生产流程存在大量非线性过程，建立机理模型相当困难，而基于AI的RTO则减弱了机理依赖程度，能够通过大量数据来挖掘一些隐藏规律。云天化依托华为预测大模型能力实现配煤优化应用，带来经济效益超千万元，每年还可减少二氧化碳排放2万多吨。


　　“AI算法的应用，让传统化工企业焕发了新生机。我们实现了从以前的依赖人工经验，到现在依赖数字化系统的转变，生产管理的重点也从‘管人’变成‘管数据’。”李伯钧说，“下一步，我们将把RTO优化的经验在集团其他煤气化装置上进行复制，并继续向合成尿素、磷肥制造等环节扩展，不断提升企业的数字化水平。”


赋能运维管理实现装置检修“治未病”

　　当前，化工行业的数字化已进入深水区，很多大型企业都已完成初步的数字化，正在迎战设备预测性管理、安全环保等更加复杂的“风浪”。



　　华为化工建材军团总裁李俊朋表示，化工企业在设备运维管理领域普遍面临三大挑战：缺少趋势异常变化的预警能力、缺少复杂故障分析手段、缺少检修策略制定的辅助工具。目前，华为已经联合行业伙伴基于华为预测大模型，围绕设备状态监测、故障诊断、寿命预测、维护管理构建了端到端的解决方案，可以提前两周到两个月预测到设备故障。此外，华为也已与行业客户在提升工艺流程优化、新产品开发等领域做了一些尝试，从初步验证结果来看，AI的确能帮助行业在现有基础上实现安全、效率以及绿色环保的提升。


　　中国工程院院士高金吉则提出了更前沿的“人工自愈”理念。他指出，现在行业进行的智能化是对人类头脑和意识思维的模仿，目的是让机器更“聪明”。而AI的潜力远不只是成为处理和解决数据的智能大脑，它还可以向人工自愈方向进一步发展，即模仿人无意识思维的自愈机制，在预警基础上快速准确智能溯源诊断，查清故障原因和产生条件，进而实时精准自愈调控，在运行中抑制和消除故障。


　　高金吉认为，这种装备“自主健康”的自愈技术，将成为AI未来发展的必然趋势，是智能流程制造向智能安健流程制造发展，实现本质安全化和无人化的新路径。


　　“根据埃森哲的预计，到2030年AI技术将为全球化工行业创造超过4000亿美元的价值。这场由数字智能引领的产业变革，不仅将提升25%~40%的运营效率，更将系统性地重塑从实验室研发到工厂生产的每一个环节，宣告着化学工业‘硅基革命’时代的全面开启。”胡杰说。

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