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摘 要： 摘要流程工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中是占主導(dǎo)地位的行業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基
摘要流程工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中是占主導(dǎo)地位的行業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。流程行業(yè)，特別是石油化工行業(yè)因其生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)環(huán)境苛刻、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、對(duì)公用工程的供應(yīng)和設(shè)備的自動(dòng)化要求比較高等特點(diǎn)，其對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化提出更高的要求。在分析石油化工行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程特點(diǎn)和優(yōu)化需求的基礎(chǔ)上，對(duì)行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化的未來(lái)發(fā)展方向進(jìn)行探索，認(rèn)為如在線實(shí)時(shí)優(yōu)化、分子管理和分子煉油、基于機(jī)理的動(dòng)態(tài)仿真、區(qū)域優(yōu)化和全廠動(dòng)態(tài)優(yōu)化以及結(jié)合大數(shù)據(jù)和人工智能的生產(chǎn)決策優(yōu)化技術(shù)等將會(huì)是將來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向，這些技術(shù)領(lǐng)域的突破和國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程，將會(huì)促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程的智能化，為實(shí)現(xiàn)流程企業(yè)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)”生產(chǎn)，提升企業(yè)的盈利水平和競(jìng)爭(zhēng)力提供重要的保障，為生產(chǎn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供重要源動(dòng)力。
關(guān)鍵詞流程工業(yè)實(shí)時(shí)優(yōu)化區(qū)域優(yōu)化大數(shù)據(jù)人工智能
1前言
石油、石化、化工、輕工、醫(yī)藥等流程工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，但與國(guó)外相比，技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量不高、物耗與能耗較高、環(huán)境污染嚴(yán)重，制約了行業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)加入WTO后面臨更加嚴(yán)峻的形勢(shì)。煉油與石油化工是化工過(guò)程中兩個(gè)非常重要的與石油相關(guān)的流程工業(yè)，因?yàn)樗鼈兪翘峁┠茉础⒒瘜W(xué)纖維，尤其是交通運(yùn)輸燃料和有機(jī)化工原料的最重要的流程工業(yè)[1]。流程工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中是占主導(dǎo)地位的行業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r直接影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。
因此，如何加快老企業(yè)的技術(shù)改造，組織裝置達(dá)標(biāo)和新技術(shù)開(kāi)發(fā)，如何在裝置達(dá)標(biāo)后，保標(biāo)、超標(biāo)，進(jìn)一步挖潛增效以使企業(yè)的生產(chǎn)能力和效率趕上世界先進(jìn)水平，已成為一個(gè)非常迫切的企業(yè)倡議決策問(wèn)題。在這一背景下，本論文在研究流程工業(yè)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行探索，為智能工廠的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)流程企業(yè)“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)”生產(chǎn)運(yùn)行，提升企業(yè)的盈利水平和競(jìng)爭(zhēng)力提供參考[2，3]。
2煉化企業(yè)優(yōu)化需求分析
目前全球煉化企業(yè)面臨越來(lái)越高的環(huán)保壓力和日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)，如何提高煉化企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力是備受關(guān)注的問(wèn)題。中國(guó)石油化工行業(yè)在高速發(fā)展的同時(shí)，還面臨著一些問(wèn)題：
①由于產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)、環(huán)保、煉化一體化發(fā)展等因素，煉化企業(yè)復(fù)雜度持續(xù)提高，增加了操作的復(fù)雜性，要取得效益最大化，每套裝置都需要更加精細(xì)、科學(xué)地操作。
②國(guó)內(nèi)煉油企業(yè)日益加重的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整任務(wù)，讓操作變得更加復(fù)雜。
③大部分煉化企業(yè)面臨減員增效壓力，以及經(jīng)驗(yàn)豐富的老操作人員退休引起的企業(yè)人才接續(xù)的壓力。技能操作人員的減少帶來(lái)在職技能操作人員工作強(qiáng)度的提升，老技能操作人員的退休又導(dǎo)致操作人員整體技能水平的降低，這給一線生產(chǎn)帶來(lái)比較大的工作壓力。
④市場(chǎng)波動(dòng)大。特別是煉化一體化的企業(yè)，化工市場(chǎng)的波動(dòng)較大，逆向傳導(dǎo)，需要企業(yè)能夠具備跟隨市場(chǎng)快速調(diào)整生產(chǎn)的能力，才能獲取較好的效益。而以煉油為主的企業(yè)，原油價(jià)格、煉油小產(chǎn)品的價(jià)格、供需能力等的波動(dòng)，也比過(guò)去有明顯的提升，同樣需要企業(yè)能夠具備跟隨市場(chǎng)快速調(diào)整生產(chǎn)的能力。
對(duì)于一個(gè)煉油化工生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)，從原油進(jìn)廠，到原油加工，再到成品油出廠，都需要面臨一系列優(yōu)化問(wèn)題，才能提升企業(yè)的盈利水平和競(jìng)爭(zhēng)力。圖1是煉化企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程全流程優(yōu)化業(yè)務(wù)圖。
從圖1可以看出，原油進(jìn)廠前，要進(jìn)行原油采購(gòu)優(yōu)化、原油調(diào)和優(yōu)化、原油配置優(yōu)化和原油儲(chǔ)運(yùn)優(yōu)化，以保證在現(xiàn)有的煉化裝置結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品需求的情況下，煉油廠能夠加工最合適的原油。原油進(jìn)廠后，需要進(jìn)行從設(shè)備到裝置，從物流到系統(tǒng)的四個(gè)層次優(yōu)化，以盡可能發(fā)揮設(shè)備和裝置的最大潛能，以最小的成本代價(jià)生產(chǎn)合格的滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的產(chǎn)品。原油加工后，油品出廠要進(jìn)行油品調(diào)和優(yōu)化、油品結(jié)構(gòu)優(yōu)化、油品儲(chǔ)運(yùn)優(yōu)化和二次配送優(yōu)化等一系列優(yōu)化。對(duì)于中國(guó)石化和中國(guó)石油這種集團(tuán)級(jí)的企業(yè)，還需要進(jìn)行區(qū)域資源優(yōu)化，包括原油資源優(yōu)化、原料互供優(yōu)化、半成品加工優(yōu)化、公用工程互供優(yōu)化、冷熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化等，以保證集團(tuán)級(jí)資源的最優(yōu)化利用。
3生產(chǎn)過(guò)程優(yōu)化發(fā)展趨勢(shì)分析
3.1在線實(shí)時(shí)優(yōu)化(RTO)將成為裝置優(yōu)化的最高階段，未來(lái)五年必將迎來(lái)蓬勃發(fā)展
流程工業(yè)生產(chǎn)裝置的在線實(shí)時(shí)優(yōu)化(real-timeoptimization，RTO)是指結(jié)合工藝知識(shí)和現(xiàn)場(chǎng)操作數(shù)據(jù)，通過(guò)快速、高效地優(yōu)化計(jì)算技術(shù)對(duì)操作運(yùn)行中的生產(chǎn)裝置參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，增強(qiáng)其對(duì)環(huán)境變化、原材料波動(dòng)、市場(chǎng)變化等的適應(yīng)能力，保持生產(chǎn)裝置始終處于高效、低耗并且安全的最優(yōu)工作狀態(tài)的技術(shù)[4]。煉化裝置實(shí)施RTO后，可以實(shí)時(shí)跟蹤原料性質(zhì)的變化，在滿(mǎn)足工藝、設(shè)備約束的前提下，以產(chǎn)品、公用工程價(jià)格為導(dǎo)向，持續(xù)不斷地對(duì)裝置進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，結(jié)果既可以離線對(duì)工藝人員進(jìn)行操作指導(dǎo)，又可以與先進(jìn)控制(APC)系統(tǒng)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)在線閉環(huán)控制，以實(shí)現(xiàn)裝置生產(chǎn)盡量達(dá)到或靠近最佳的經(jīng)濟(jì)效益操作點(diǎn)[5]。RTO和APC的區(qū)別如圖2所示。
一個(gè)工業(yè)裝置一旦投入運(yùn)行，將始終被一系列的影響因素所干擾，使得現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的操作點(diǎn)逐漸偏離原先最優(yōu)設(shè)計(jì)時(shí)確定的最佳工作點(diǎn)。這些影響因素可分為外部不確定性和內(nèi)部不確定性?xún)煞N：
①外部不確定性：原料變化，包括進(jìn)料量、原料特性(組成、溫度等);公用資源的供應(yīng)約束，如能耗;市場(chǎng)需求變化，來(lái)自決策部分的產(chǎn)品規(guī)格發(fā)生的調(diào)整;氣候變化。
②內(nèi)部不確定性：裝置設(shè)備性能漂移，如換熱器結(jié)垢、催化劑活性發(fā)生變化，以及來(lái)自流程中其他單元的影響，如蒸汽流量波動(dòng)、循環(huán)物料。
其中第①類(lèi)外部不確定性影響因素主要來(lái)自上層環(huán)節(jié)，第②類(lèi)內(nèi)部不確定性因素主要來(lái)自下層環(huán)節(jié)和過(guò)程裝備。RTO的目標(biāo)為，通過(guò)實(shí)時(shí)采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，檢測(cè)過(guò)程運(yùn)行狀況，在滿(mǎn)足所有約束條件的前提下，不斷實(shí)時(shí)地調(diào)整下層環(huán)節(jié)的工作點(diǎn)，以克服內(nèi)部和外部不確定性因素，從而保證過(guò)程始終能夠得到最佳的經(jīng)濟(jì)效益。RTO系統(tǒng)具有在線自動(dòng)運(yùn)行的特點(diǎn)，從數(shù)據(jù)采集、模型修正，到優(yōu)化計(jì)算和實(shí)施，構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)，無(wú)需人工干預(yù)[6]。
開(kāi)展裝置在線實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)，需要解決幾大核心技術(shù)，包括：①裝置穩(wěn)態(tài)判斷技術(shù);②數(shù)據(jù)整定技術(shù);③通用流程模擬技術(shù);④煉化過(guò)程專(zhuān)用機(jī)理建模技術(shù);⑤先進(jìn)控制技術(shù);⑥數(shù)據(jù)接口技術(shù);⑦在線分析技術(shù);⑧優(yōu)化算法;⑨RTO優(yōu)化平臺(tái)。企業(yè)應(yīng)該加大以上這些技術(shù)的研發(fā)力度，掌握實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)優(yōu)化的每一項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，開(kāi)發(fā)在線實(shí)時(shí)優(yōu)化的成套軟件和技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)優(yōu)化關(guān)鍵工業(yè)軟件的國(guó)產(chǎn)化，打破國(guó)外壟斷。
3.2分子管理與分子煉油是當(dāng)今煉油化工重要發(fā)展方向
利用好每一滴石油是煉化企業(yè)的終極目標(biāo)，針對(duì)煉油廠加工流程中的油品，通過(guò)構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)模型，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室分析數(shù)據(jù)，從分子尺度表征油品性質(zhì)，建立分子組成的結(jié)構(gòu)模型，借助性質(zhì)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)油品各類(lèi)性質(zhì)，開(kāi)展分子煉油技術(shù)在煉油廠加工流程優(yōu)化中的深化應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)分子水平上的模擬和調(diào)控，利用好每一個(gè)石油分子，提高油品利用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)石油加工過(guò)程的重構(gòu)和供應(yīng)鏈優(yōu)化[7]。
近年來(lái)色譜和質(zhì)譜等分析技術(shù)發(fā)展迅速，解決了石油分子組成分析中的許多技術(shù)難題，可以對(duì)大部分化合物進(jìn)行更多組分的分析檢測(cè)，從而有條件建立面向全組分分析的定量分析方法。計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展為大規(guī)模計(jì)算提供了條件，基于數(shù)萬(wàn)分子集總的性質(zhì)與反應(yīng)計(jì)算已經(jīng)可以在普通計(jì)算機(jī)上完成，同時(shí)新算法、新模型的出現(xiàn)為分子煉油技術(shù)提供了強(qiáng)力支撐[8]。
分子煉油技術(shù)在催化重整、催化裂化、加氫裂化、延遲焦化等主要石油加工過(guò)程的分子水平反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究均取得了令人較為滿(mǎn)意的成果，未來(lái)，分子煉油技術(shù)的深化應(yīng)用應(yīng)該建立在現(xiàn)有工藝過(guò)程分子水平動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，推廣到其他加工過(guò)程直至煉油廠總流程的優(yōu)化應(yīng)用，深度把脈加工總流程優(yōu)化，促進(jìn)加工流程優(yōu)化水平的持續(xù)提高。
3.3區(qū)域優(yōu)化或全廠動(dòng)態(tài)優(yōu)化是APC應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)裝置實(shí)施先進(jìn)控制的成功案例比較多，通過(guò)實(shí)施先進(jìn)控制，改善了過(guò)程動(dòng)態(tài)控制的性能，減少了過(guò)程變量的波動(dòng)幅度。由于波動(dòng)幅度的降低，使生產(chǎn)裝置能夠在接近其約束邊界條件下運(yùn)行，在卡邊操作上也取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益。但先進(jìn)控制不能確定裝置的最優(yōu)工況以及其對(duì)應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)，因此在先進(jìn)控制基礎(chǔ)上又產(chǎn)生了在線實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)，把流程模擬技術(shù)和先進(jìn)控制技術(shù)有機(jī)結(jié)合，將流程模擬計(jì)算出的優(yōu)化參數(shù)實(shí)時(shí)傳遞給先進(jìn)控制執(zhí)行，推動(dòng)裝置持續(xù)在最優(yōu)化狀態(tài)下運(yùn)行。
煉化企業(yè)全廠裝置相互關(guān)聯(lián)，如常頂石腦油干點(diǎn)會(huì)影響重整裝置操作，VGO的性質(zhì)會(huì)對(duì)加氫裂化裝置有較大影響，蠟油加氫或渣油加氫的深度會(huì)影響催化裂化裝置的性能;對(duì)于煉化一體化企業(yè)來(lái)說(shuō)，上游來(lái)的乙烯原料會(huì)對(duì)乙烯裂解性能影響較大等。如能在某些關(guān)鍵控制點(diǎn)實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)、聯(lián)合優(yōu)化或區(qū)域優(yōu)化，將對(duì)整個(gè)煉油廠的生產(chǎn)穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)效益帶來(lái)很大的提升。通過(guò)在多個(gè)裝置應(yīng)用實(shí)時(shí)優(yōu)化，可以獲得更大的整體效益。先進(jìn)控制獲得的是單個(gè)生產(chǎn)裝置的局部?jī)?yōu)化，它有可能沒(méi)有考慮到對(duì)其他相關(guān)聯(lián)裝置造成的影響，而多裝置的區(qū)域優(yōu)化乃至全煉油廠的優(yōu)化，才是更全面的優(yōu)化。因此，筆者認(rèn)為：區(qū)域優(yōu)化或超級(jí)動(dòng)態(tài)聯(lián)合優(yōu)化是將來(lái)APC的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。圖3是區(qū)域優(yōu)化或全廠動(dòng)態(tài)優(yōu)化的示意圖。
3.4流程模擬技術(shù)和計(jì)劃優(yōu)化(PIMS)集成，使全局優(yōu)化又快又準(zhǔn)，應(yīng)用前景廣闊
目前PIMS模型已經(jīng)在煉化企業(yè)全面應(yīng)用，廣泛應(yīng)用于年度、季度和月度排產(chǎn)，以及原油選購(gòu)、加工方案、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和油品調(diào)和計(jì)劃的優(yōu)化、財(cái)務(wù)預(yù)算、產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)評(píng)估等方面，提高了管理效率和科學(xué)決策水平，提高了企業(yè)整體經(jīng)濟(jì)效益。PIMS模型在選購(gòu)原油品種、計(jì)劃排產(chǎn)、煉油廠及區(qū)域規(guī)劃、資源優(yōu)化利用等方面有不可替代的作用。但PIMS模型準(zhǔn)確與否主要取決于原油數(shù)據(jù)庫(kù)和裝置Delta-Base結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確程度。
相關(guān)期刊推薦：《中外能源雜志》是中央級(jí)科技期刊，于1996年創(chuàng)刊，刊發(fā)內(nèi)容主要立足能源領(lǐng)域，特別是石油、天然氣、煤炭及新型能源和可再生能源領(lǐng)域，就新工藝、新技術(shù)、新材料、新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)應(yīng)用進(jìn)行報(bào)道。主要欄目有能源倡議與政策研究、新能源與可再生能源、油氣勘探與開(kāi)發(fā)、石油煉制與化學(xué)工程、環(huán)境保護(hù)與安全、節(jié)能政策與技術(shù)、國(guó)內(nèi)外能源簡(jiǎn)訊、能源百家談等。讀者對(duì)象適合能源界專(zhuān)業(yè)人士、大專(zhuān)院校師生及相關(guān)科研機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)制造企業(yè)的決策和工程技術(shù)人員。
但PIMS模型在維護(hù)和更新裝置Delta-Base結(jié)構(gòu)時(shí)普遍遇到很大困難，煉油廠技術(shù)人員無(wú)法得到比較準(zhǔn)確的Delta-Base模型以反映裝置生產(chǎn)方案、原料性質(zhì)和操作參數(shù)的變化。PIMS不能適應(yīng)以下幾種情況：①非線性的二次加工裝置;②原油結(jié)構(gòu)變化;③運(yùn)營(yíng)條件變化;④催化劑更換;⑤煉油廠改造等。
目前石化企業(yè)現(xiàn)有的PIMS模型僅采用了少量的Delta-Base結(jié)構(gòu)來(lái)關(guān)聯(lián)裝置產(chǎn)品分布和原料及操作條件的關(guān)系，且只傳遞密度和硫含量等少數(shù)性質(zhì)，這與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大。
采用流程模擬工具的DGA技術(shù)生成PIMS專(zhuān)用的Delta-Base子模型，提升現(xiàn)有的PIMS模型，提高PIMS模型提升排產(chǎn)的準(zhǔn)確度，提高PIMS模型指導(dǎo)煉油生產(chǎn)優(yōu)化的功能，使優(yōu)化過(guò)程又快又準(zhǔn)，建議流程模擬團(tuán)隊(duì)和PIMS計(jì)劃優(yōu)化團(tuán)隊(duì)緊密配合，合理部署，推動(dòng)這一技術(shù)的普及應(yīng)用，見(jiàn)圖4。
3.5基于機(jī)理模型和動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)的仿真培訓(xùn)(OTS)仍將有較大的市場(chǎng)
OTS(OperatorTrainingSystem)，即操作員培訓(xùn)系統(tǒng)，其核心是仿真模擬技術(shù)，即在計(jì)算機(jī)上仿真模擬化工/石化/煉油等行業(yè)各流程的真實(shí)生產(chǎn)過(guò)程和控制邏輯，建立對(duì)應(yīng)的“虛擬工廠”，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠生產(chǎn)過(guò)程和控制邏輯的模擬、調(diào)整和培訓(xùn)。這種仿真模擬技術(shù)可逼真地模擬工廠的開(kāi)車(chē)、停車(chē)、正常運(yùn)行和各種事故過(guò)程的現(xiàn)象和操作，是對(duì)生產(chǎn)裝置操作工培訓(xùn)和研究工藝方案的高效手段。
仿真培訓(xùn)是傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式，國(guó)內(nèi)外研究也比較多，筆者認(rèn)為在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)仍有較大的需求，具體因素如下：①中國(guó)石化和中國(guó)石油兩大集團(tuán)公司是國(guó)內(nèi)OTS產(chǎn)品裝置應(yīng)用覆蓋率最高的市場(chǎng)，但實(shí)際應(yīng)用中存在系統(tǒng)維護(hù)不及時(shí)，管理與生產(chǎn)脫節(jié)等因素影響，實(shí)際應(yīng)用不到全部生產(chǎn)裝置的30%;②新建廠和新建裝置，需要OTS產(chǎn)品;③科研機(jī)構(gòu)中小型試驗(yàn)裝置也存在提高操作員技能水平，強(qiáng)化操作技能培訓(xùn)的需求;④傳統(tǒng)的OTS技術(shù)已無(wú)法滿(mǎn)足要求，如裝置操作優(yōu)化/控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)/動(dòng)態(tài)模擬等;⑤OTS無(wú)疑將成為石化企業(yè)重要的技能人才培養(yǎng)和緩解人才流失風(fēng)險(xiǎn)控制的手段。
目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)90%以上的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)應(yīng)用還處于低端水平，主要是應(yīng)用于操作工的操作技能培訓(xùn)、技能鑒定考核、技能競(jìng)賽、生產(chǎn)安全分析等，絕大部分未與工藝機(jī)理模型結(jié)合，不能真正反映生產(chǎn)裝置的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，不能指導(dǎo)生產(chǎn)裝置的優(yōu)化，也尚未與APC和RTO系統(tǒng)結(jié)合。建議加大研發(fā)投入，在常規(guī)仿真培訓(xùn)基礎(chǔ)上，結(jié)合流程模擬和先進(jìn)控制，面向煉油、化工、煤化工等流程行業(yè)，開(kāi)發(fā)基于嚴(yán)格機(jī)理模型、具有豐富控制邏輯算法和物性數(shù)據(jù)的通用仿真模擬平臺(tái)，具備操作技能培訓(xùn)、技能鑒定考核、生產(chǎn)安全分析、裝置操作優(yōu)化、控制系統(tǒng)試驗(yàn)等功能的一站式OTS平臺(tái)，并與ProMACE結(jié)合，提供“互聯(lián)網(wǎng)+”的仿真培訓(xùn)服務(wù)。功能架構(gòu)如圖5所示。
3.6大數(shù)據(jù)技術(shù)必將在能源行業(yè)帶來(lái)廣泛應(yīng)用，結(jié)合流程模擬技術(shù)，為生產(chǎn)決策提供最可靠支撐
大數(shù)據(jù)技術(shù)是從海量的、多樣化的數(shù)據(jù)中，利用各種大數(shù)據(jù)分析工具，高效運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與手段，形成建立煉化生產(chǎn)過(guò)程的大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型，挖掘出內(nèi)部隱藏的相關(guān)性或關(guān)聯(lián)性，快速獲取有價(jià)值的信息的技術(shù)。圖6是利用大數(shù)據(jù)建模技術(shù)對(duì)核心動(dòng)設(shè)備進(jìn)行故障診斷的示意圖[9，10]。
流程模擬技術(shù)是基于“三傳一反”的嚴(yán)格工藝機(jī)理建模理念，通過(guò)流程模擬工具，對(duì)流程行業(yè)的設(shè)備以及生產(chǎn)過(guò)程，包括反應(yīng)、精餾、吸收、萃取、換熱、結(jié)晶等，根據(jù)所給過(guò)程的條件，如溫度、壓力、流量、設(shè)備尺寸、原料和產(chǎn)品性質(zhì)等，對(duì)相應(yīng)過(guò)程進(jìn)行物料平衡、能量平衡、相平衡及化學(xué)平衡的計(jì)算，從而預(yù)測(cè)生產(chǎn)過(guò)程中可能發(fā)生的現(xiàn)象，指導(dǎo)科研、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)部門(mén)的工作。
流程行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程非常復(fù)雜，有些生產(chǎn)過(guò)程機(jī)理明確，具有一定規(guī)律可循，可以用工藝機(jī)理模型來(lái)表征，而有些復(fù)雜過(guò)程根本無(wú)規(guī)律可循。因此對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的優(yōu)化，需要結(jié)合大數(shù)據(jù)模型和流程模擬模型，兩者互為補(bǔ)充，為流程行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程服務(wù)，支撐生產(chǎn)過(guò)程決策。——論文作者：王建平1，王樂(lè)2