AI在化工行業的應用及發展前景

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在化工行業的應用也在發生日新月異的變化，本文從工藝研發，工業生產，安全環保的角度來簡要概述AI在化工行業的應用及發展前景。

關鍵詞：AI;工藝研發;工業生產;安全環保

1 AI在化工工藝研發中的應用

化工工藝的研發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化。傳統模式是靠人力去不斷的進行試驗，結果分析，調整參數，最終達到優化的目的。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，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，行密切關聯的行業，急待快速發展。AI在化工研發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，并盡早的用到臨床實踐和疾病的治療當中。同時，一些與實驗參數設計有關的AI軟件的使用，使藥物研發階段的參數優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，這無疑是節省了大量的人力和物力。未來時間里，AI在化工工藝研發中必定會發揮越來越重要的作用。

2 AI在化工工業生產中的應用

近年來，AI在化工工業生產中的應用更顯突出，化工生產行業是最早采用自動化控制的工業之一，AI的影響也是最先觸及的。最明顯的變化是大量的現場操作工人被AI控制的自動化設備所替代！相比于二十年前的情況，同樣的裝置規模，現在用工數量相比減少50%以上。實際上，隨著設備自動化程度的不斷提高，化工企業的操作工人還將持續減少。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，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PID控制過渡到多變量模型預測控制，承擔大多數常規操作任務，而且這個系統還在不斷深化發展，結合裝置DCS采集的大數據，配以更多變量的模型，這樣的控制系統將越來越先進，控制精準度越來越高。可以設想，將來智能化系統通過自主學習，可以使裝置始終處于最優運行狀態，甚至可以開發出新的技術工藝。未來的發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，其主業是不斷優化技術，不斷研究開發新技術、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生根本性的變化。純人工操作的工作崗位將不復存在，企業需要的是懂知識，懂技術的高科技人才。

3 AI在化工行業安全環保中的應用

對于化工行業來說，安全環保任務艱巨，重于泰山。特別是不斷持續發生的化工安全事故，給人們的生命和財產帶來了巨額損失。AI以其獨特的優勢，逐漸在安全環保中起到越來越重要的作用。日前，燕山石化成功研發火災智能識別系統，傳統的火災報警系統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現火情。而燕山石化火災智能識別系統則基于原有工業視頻網絡，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據，運用大數據分析，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，而有效避免了傳統的工業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的發展而產生的工業機器人，正在發揮越來越重要的作用。利用機器人的優勢，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、環境殘留檢測等工作，把作業人員從有毒有害危險及惡劣的環境中解放出來。同時，技術進步和產業升級導致“機器”成本逐漸降低，“機器換人”已經成為一種新的發展趨勢。

4 結束語

未來已來，社會的飛速發展帶動著各行各業都在發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。而在化工行業未來的發展中，人工智能將繼續發揮重要作用，為化工朝向更精尖，更高端，更先進的方向發展提供有力的技術支持。同時，由于AI技術對工業發展所產生的革命性影響，社會對人才的需求也將發生改變。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。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：

[1]項曙光，許春明.人工智能技術及其在化工中的應用[J].青島化工學院學報，1997，18（4）397-403.

[2]張志檁.世界石油化工智能化生產技術的發展與展望[J].當代石油石化，2011，13（12）：7-10.