基于人工智能技術在化工智能化生產中的應用分析

吳婷

摘要：信息技術的發展，帶動了無數產業、行業與信息技術、智能化的結合。化工產業的設計與生產過程需要進行大量復雜的計算、設計和驗證，對于傳統化工行業來說能夠通過信息技術或人工智能技術來優化產業設計或生產流程，能夠大大提升未來化工產業的生產效率。研究針對化工智能生產與計算機、人工智能技術的結合進行了分析，對化工生產、控制、運營的環節的智能化應用方法進行了討論;介紹了化工行業未來的數字化移交方式;展望了化工行業與人工智能技術結合過程中的障礙和發展局限性;最后分析了該行業未來與信息技術結合的發展前景。

關鍵詞：人工智能;化工;智能化生產;應用分析

中圖分類號：TM914.4;TQ056 文獻標識碼：A 文章編號：1001-5922（2019）10-0184-03

隨著大數據、人工智能、云計算等信息技術的發展，全球經濟、社會各領域的生產和生活正逐漸被引發鏈式突破，向智能化躍進。國內外的制造行業，從數碼產品加工、汽車制造到基建產業、國防工業，人工智能正以飛快的速度實現與制造類產業的融合。然而對于流程工業領域來說，人工智能與之結合的程度還比較低尚存在較大發展空間。

以化工產業為例，流程工業領域的各類型產業通常要面臨一些相似的難題，如單一項目投資成本高、投資及生產面臨較大風險以及容易在開采或生產過程中造成污染等問題。同時對于該類型產業來說，往往要面對比一般制造類產業更加冗長和復雜的設計工藝及加工流程，產品的運營更容易受到市場大環境或國家及地方政府的政策影響。因此，文章分析了化工類產業中開展人工智能與生產、設計的融合的可能性，為化工產業與人工智能的結合提供了一些思路，以供同行業研究人員參考借鑒。

1人工智能在各行業中的使用

如果人工智能應用于化學工廠，整體的結構應該分為3個級別，如圖1所示。

實施工程項目的企業慢慢改變了工作方式，這些企業將智能化引入到工作的各個環節，尤其是策劃工作方面。項目全部完成所需要的平均時間開始慢慢變長，隨著工廠實現了辦公、管理和生產的自動化，項目的策劃、實行到投^使用已經能夠—起進行。通過對當前現狀的研究，人工智能在化學領域的使用發展分為4個方面。

1.1智能化策劃

在工程項目中最基本一個環節就是設想策劃，這是工廠實現全自動化的重中之重。智能化的策劃工作指的是擺脫企業人員的參與，直接由機器負責，即人類盡量不參與此類工作，完全交由機器。最終的成果直接網上發出去，不用面對面匯報工作，這種現代化的工作方式有2方面。

1.1.1智能化的技術策劃

技術是化學領域策劃的開端，在通常情況下，人們利用相關的電腦程序以假設的形式得出策劃技術和策劃過程。但是如果這些實現了智能化，那么最終獲得的結果就是多樣的，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質是根據固定的準測，并按照實際要求，畫出或者寫出整個即將進行的工程項目。人工智能模式下，我們可以將工程分析與策劃的固定準測植人到智能化系統中，智能化系統也可以根據固定準則，和工作人員一起合作，把整個工程清晰的呈現出來，然后由專業人士認真核實決定出最后的結果。這樣一來，整個工程分析與策劃的品質就得到提升，耗時上也縮短了不少。

1.2智能化的管控

通常情況下，化學工廠內部的產品生產是非常繁雜的，在這一過程中大部分產品容易燃燒和爆炸，也極容易對環境造成污染，所以必須有一套完善的操控系統，時刻對整個生產過程精準地實施觀察與掌控，避免出現意外。

化學領域的智能化掌控系統基本不需要工作人員參與其中，僅僅使用計算機，自行整合數據資源對生產過程實施觀察與掌控，以確保工廠的正常運營。

1.3智能化的生產過程

化學工廠的整個生產過程是十分繁瑣的，智能化的生產系統按照一定的限制準則和客戶的下單時間，在盡可能低成本和低消耗又不耽誤生產和發貨的情況下合理確定整個生產流程，這樣就可以最大限度地節省人力、物力，為工廠爭取到最大利潤的空間。智能化處理系統將智能化管控和智能化運作聯系在一起，保證了化學工廠生產的順利進行。

1.4智能化運作

化學領域的市場變化莫測，這都直接影響到了化學工廠的正常運作，例如原料的稀缺和產品價錢的高低變動等要素。現如今工廠的經營形式已經發生了相應的變化，在市場的不斷沖擊下，工廠做出一些改革是很有必要的。當然，化學工廠的運營無法完全跟得上市場的變動，這也是情有可原的，比如工廠管理層工作中存在問題。

智能化的經營系統功能繁多，包含了工廠運作的各個方面，一應俱全，它能夠讓工廠及時應對市場的變化，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，促進了化學領域的發展。

2數據輸出

將化學工廠打造為人工智能型的運作系統的根本是把化學工廠內部一些復雜多變的工作轉化為可以度量的數據，尤其是策劃結果可以以數字的形式輸出。因為在傳統模式下，工程策劃的結果都是給出一張圖紙。但是在人工智能模式下，結果的呈現都是數字，不僅方便快捷，而且大大的節約了成本，減少了不必要的浪費，更重要的是后期便于隨時查找和使用。這種數字型的模式能夠對整個工程策劃進行有效的監管處理，最終客戶可以拿到一份數據型的文檔。這些數字型文件會在系統中不斷傳導，對每一版進行有效管理，能夠解決數據多，誤差大的問題。這些數據還可以為構建智能化工廠做儲備。當然，要實現這種數字型模式，必須把分析策劃的文件變成有效的數字系統，這就需要運用相關程序來保證數字化模式的正常運行。

3化工智能化發展的限制因素

3.1產業特點

化學工廠的工作過程細密而繁雜，整個工程不是一成不變的，是一個龐大的體系，與多種技術和領域都存在一定的聯系，而且分析策劃與生產過程并不是那么簡單。所有環節的數字信息都起著至關重要的作用。當前，智能化的化學工業還沒有得到有效的普及與發展，而且存在一些影響因素。

3.1.1數據型分析策劃的差異性

化工行業的項目策劃發展緩慢，部分電腦程序雖然具備數據化功能，但是技術相對還是不夠高端。另外，電腦程序的功效和升級空間不大，無法適時進行調度。這種情況非但沒有減輕企業負擔，還為項目策劃增加了很多難題，另業界十分頭疼。

3.1.2工廠設備的操控方法

通常情況下，化學工廠內部裝備設施的操控方法都是由其廠家依據機器的實際狀況來給出的，完全不參考生產技術，更嚴重的是有時候兩者還存在一定的排斥性，再加上部分文件資源缺失，導致工作無法正常進行。另外，生產技術有其專利，工程公司是無法隨意進行調整的，這樣也就無法利用智能化模式進行統一的控制，進而也無法制定出適合工廠自身實際情況的方案。

3.1.3人工智能技能與應用動機

化學工業在發達國家已經開始走向了衰落。在發展中國家，該項產業的發展也并不是那么順利，智能化化工并沒有得到各企業的青睞，大家并不愿意對其進行大量的投入。現階段，一些商家只是簡單的介紹了智能化工廠，并不全面和正規，社會上各界人士也并沒有對智能化工廠進行專業的系統論述，也沒有成文的規定，構建起來更是困難重重。有的企業只是使用簡單的電腦程序進行操作，對人工智能沒有深刻的認識，對于工廠運作和發展沒有任何有效的作用，而且當前根本不存在一款完全適合化工領域使用的智能化電腦程序。

3.2投入所獲得的收益

項目投資存在收益，那么該項目才會得到更進一步的發展。比如建設智能化工廠，前期的投資肯定是巨大的，而在短時間內根本無法獲得可觀的收益。其主要原因包括：①建設智能化工廠沒有完善的理論和體系支持，也沒有相關的現代化技術;②化學工業領域的生產存在一定的風險性，發展也不穩定，所以建設智能化工廠對設備的要求是相當嚴格的，不是任何一種計算機程序就能拿來使用，需要一套完善的先進的數字化系統。

4結語

對于化工行業及各大企業來說，設計及生產工藝的好壞直接決定了企業在該行業中的地位及企業未來的發展前景。設計及生產工藝流程與人工智能的融合能夠幫助化工企業安全、長久、高效地獲得經濟效益。文章針對化工產業設計、控制、生產、運營等領域與人工智能的結合進行了深入分析，得出相應結論。化工產業與人工智能的結合能夠促使化工企業跳出傳統制造行業的范疇，使化工企業能夠在一定的體系中，完成對化工原材料、能源或其他形勢自然資源的利用，真正實現精細化生產和運營。保證企業在面對市場變化、材料性質變化等問題時不影響自身企業的經濟效益。