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今年雖有新冠肺炎疫情突襲，國(guó)內(nèi)智能工廠的發(fā)展依然如火如荼。據(jù)報(bào)道，10月27日，上汽大眾總投資170億元的新能源汽車智能工廠投產(chǎn)。除了汽車，家電、數(shù)碼電子等領(lǐng)域的智能工廠也不斷涌現(xiàn)。不過(guò)專家認(rèn)為，目前的智能工廠主要集中在離散行業(yè)，流程行業(yè)內(nèi)的智能工廠依然比較少。

“現(xiàn)在工業(yè)4.0所反映的內(nèi)容大多與離散行業(yè)有關(guān)，很少涉及流程行業(yè)，流程行業(yè)有自己的規(guī)律。”日前，香山科學(xué)會(huì)議第682次學(xué)術(shù)討論會(huì)聚焦制造流程物理系統(tǒng)與智能化，鋼鐵研究總院名譽(yù)院長(zhǎng)、中國(guó)工程院院士殷瑞鈺在會(huì)議期間接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)如是說(shuō)。

流程行業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中舉足輕重

什么是離散行業(yè)？什么是流程行業(yè)？

“制造工業(yè)可以分為兩大類，一個(gè)是離散行業(yè)，一個(gè)是流程行業(yè)。” 殷瑞鈺告訴記者。

其中，離散行業(yè)包括裝備加工制造業(yè)，例如汽車制造、飛機(jī)制造等，需要對(duì)不同部件進(jìn)行組裝、集成；而流程行業(yè)則包括冶金工業(yè)、化工工業(yè)、建材工業(yè)、制藥工業(yè)等，這種行業(yè)是一個(gè)個(gè)工序連著進(jìn)行，往往一頭連著資源和能源，另一頭連著產(chǎn)品，其產(chǎn)品既可以直接用，也可以進(jìn)一步加工。

殷瑞鈺指出，流程制造業(yè)如化工、冶金、建材等，制造流程動(dòng)態(tài)運(yùn)行過(guò)程的物理本質(zhì)可以表述為：物質(zhì)流在能量流的驅(qū)動(dòng)和作用下，按照設(shè)定的“程序”例如生產(chǎn)作業(yè)指令等，沿著特定的“流程網(wǎng)絡(luò)”做動(dòng)態(tài)有序的運(yùn)行，并實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化，不只是生產(chǎn)產(chǎn)品。

“流程行業(yè)里面涉及化學(xué)變化、物理變化、運(yùn)輸、信息交換，而且大量使用能量。” 殷瑞鈺舉例說(shuō)，石油化工涉及三四百攝氏度的高溫，煉鋼煉鐵則需要高達(dá)1500到1700攝氏度的高溫。

在他看來(lái)，流程行業(yè)大多屬于基礎(chǔ)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的作用。而且流程行業(yè)涉及物質(zhì)、能量的輸入輸出，對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響也非常大。

智能化之路需要模型、數(shù)據(jù)來(lái)支撐

“為加快推進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)與信息技術(shù)深度融合、加快推動(dòng)流程制造業(yè)不斷向智能化方向發(fā)展，中國(guó)工程院設(shè)立了‘面向2035的流程制造業(yè)智能化目標(biāo)、特征和路徑戰(zhàn)略研究’咨詢研究項(xiàng)目，選擇鋼鐵、石化兩個(gè)典型流程工業(yè)為研究對(duì)象，研究提出了流程制造業(yè)智能化的發(fā)展目標(biāo)和思路。”中國(guó)工程院院士、中國(guó)石化集團(tuán)公司科技委顧問(wèn)袁晴棠介紹。

與會(huì)專家告訴記者，國(guó)內(nèi)鋼鐵、石化等流程行業(yè)自動(dòng)化水平比較高，進(jìn)行智能化有較好的基礎(chǔ)。但流程行業(yè)的智能化依然面臨很多難題。

“物理系統(tǒng)怎么理順，信息系統(tǒng)怎么注入到物理系統(tǒng)中去，都是有科技含量的，都需要模型、數(shù)據(jù)、感知器件等來(lái)支撐。”殷瑞鈺仍以鋼鐵行業(yè)舉例說(shuō)，首先鋼鐵廠的流程網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要進(jìn)一步優(yōu)化，把物質(zhì)流、能量流、信息流的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步理順，使這三者協(xié)同起來(lái)。同時(shí)還要提升建模和軟件的能力，并把各種平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)集成起來(lái)。這些要反映在工廠的工程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行、管理和決策上，都需要先進(jìn)技術(shù)做支撐。