| AI过程控制正在深度重塑化工等高耗能行业的生产范式,它通过将专家经验转化为可迭代的算法模型,构建起覆盖全产业链的智能决策体系,在突破产能极限的同时,实现了显著的节能减排。
下表梳理了AI过程控制在不同领域的核心应用与成效。
应用领域 | 代表性案例 | AI介入方式与核心功能 | 关键成效 |
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生物发酵 | 上海交大ManuDrive系统优化新疆川宁生物500吨级抗生素发酵罐 | 动态预测调控:引入时间变量,实时分析微生物生长状态,预测并生成未来全程(如至第150小时)的最优操作方案 | 产量提升3-5%(年产值50亿基数下增产可观),预计年增产可达一成 | 钢铁冶炼 | 邯钢智能化脱碳吹氧系统与可视化炼钢系统 | 实时决策替代经验:AI模型分析炉口火焰、钢水成分数据,替代人工经验进行标准化精准管控(如“一键炼钢”) | 脱碳吹氧时间缩短2分钟/炉,日增一炉钢,创效约5000元/天;关键工序自动化率从55% 提升至92% | 能源管理系统 | 邯钢新区“能源大脑”极致能效智控系统 | 全局动态优化:基于大数据与AI预测,实现“源-网-荷-储”一体化智能动态调配,优化煤气等能源介质调度 | 吨钢能耗下降5.2%,二氧化碳排放量减少10% | 智能仓储物流 | 仙乐健康科技(安徽)有限公司自动化立体仓库 | 全流程自动化调度:AGV(自动导向车)、堆垛机、穿梭车等设备在智能系统指挥下协同作业 | 空间利用率提升3.5倍,作业效率提升70% |
💡 如何实现优化与减排
AI过程控制的巨大效能,源于其对生产流程的深刻重塑,其核心机制可归纳为以下三点:
从“经验依赖”到“数据驱动”的精准决策:传统生产高度依赖工程师的个人经验与手动调节,存在不确定性和效率瓶颈。AI系统通过遍布生产线的传感器(IoT)实时采集海量数据,并利用模型(如ManuDrive系统学习掌握18万条工艺参数)进行深度分析,从而做出比人工经验更快速、更精准的决策,实现标准化操作。
动态预测与闭环控制,实现“事前干预”:AI的强大之处在于其预测能力。如ManuDrive系统能在发酵进行到第20小时时,就精准预测直至第150小时的完整过程并生成最优操作方案。这使得控制从被动的“事后补救”转变为主动的“事前干预”,形成一个闭环优化,将生产状态始终稳定在最优区间,最大化资源利用率。
系统级协同与全局最优:超越单个设备或工序的优化,AI充当“能源大脑”或“调度中枢”,在更高维度实现系统级协同。例如,邯钢的“能源大脑”能统筹调度全厂煤气资源,实现跨部门的能源动态平衡,从而在整体上达成能效最高、排放最低的全局最优目标。
🚀 应用场景与价值
AI过程控制的效益已在多个关键工业场景中得到验证。
突破生物制造产能天花板:在新疆川宁生物的全球最大抗生素发酵罐上,AI过程控制将产量推升了3-5个百分点。对于年产值超50亿元的大型工厂,AI管控预计可使今年产能增加一成,效益巨大。
重塑高耗能产业绿色基因:在钢铁、水泥等传统高耗能行业,AI正带来绿色变革。安徽海螺集团的“AI+水泥建材大模型”使烧成煤耗指标下降1%。邯钢通过AI优化能源调度,实现了吨钢能耗降5.2%和二氧化碳减排10%。这些改进累积的减排量可达数十万吨级。
打造极致高效的供应链协同:AI过程控制也优化了物流和供应链。仙乐健康的智能仓储系统将空间利用率和作业效率大幅提升。联宝科技利用AI将排产时间从6小时缩减至1.5分钟,极大提升了生产响应速度。
🔮 未来趋势
AI过程控制正朝着更深度融合的方向发展,未来趋势主要体现在两方面:
从“优化生产”到“赋能创新”:AI的应用正从生产过程优化向研发端延伸。例如,企业开始利用AI模型学习海量生产数据,直接设计新产品配方和工艺参数,颠覆传统“试错”模式,大幅缩短研发周期。
技术普惠与生态构建:未来的一个重要方向是降低AI应用门槛,实现技术普惠。一些创新算法(如ManuDrive)已实现用少量GPU和较少数据完成高效推理,让广大中小企业也能低成本部署“AI工业大脑”。同时,通过工业互联网平台将成熟方案向产业链上下游输出,赋能整个生态协同发展。
希望以上信息能帮助您全面了解AI过程控制的前沿进展。如果您对某个特定行业或技术细节特别感兴趣,我们可以继续深入探讨。
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