基于計算機技術在化工智能化生產中應用

王小春

摘 要：化工生產行業相較于其他傳統行業，具有彈性大、生產周期長等多個特點，因此其在生產過程中對計算機技術的要求也在逐年增高。針對其行業特點，計算機技術對其的影響具有很大的發展空間。智能化的科學技術深入到化工生產中的多個層面，諸如輔助制圖、信息統計與處理等。文章通過對其發展現狀和局限性的多角度分析，來得出其發展前景。并通過總結相關經驗來提高計算機技術于化工智能化生產中的應用比率，促進行業發展，助力企業穩步提升。

關鍵詞：計算機技術;化工智能化生產;數字化交付技術

中圖分類號：TQ056;TP39 ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1001-5922（2020）10-0112-04

Abstract：Compared with other traditional industries， the chemical production industry has many characteristics such as large flexibility and long production cycle. Therefore， the requirements for computer technology in the production process are also increasing year by year. According to the characteristics of its industry， the influence of computer technology on it has a lot of room for development. Intelligent science and technology have penetrated into many levels in chemical production， such as auxiliary mapping， information statistics and processing. This paper draws its development prospects through a multi-angle analysis of its development status and limitations. And by summing up relevant experience， the application rate of computer technology in the intelligent production of chemical industry is increased， promoting the development of the industry， and helping enterprises to steadily improve.

Key words：computer technology; chemical intelligent production; digital delivery technology

0 引 言

21世紀以來，移動物聯網和云端大數據等計算機技術都得到了飛速的發展，多種智能化技術的整體推動也使得其在化工生產中占據了引導地位。化工行業作為我國的傳統行業和支柱性產業，長久以來面臨著資金投入過大、生產危險性高等多方面的挑戰。同時還會受到環保監測、市場實際發展等外部因素的影響，因此對智能化生產的需求也在逐年增高。通過引入計算機技術，來確保其生產效率的提升，從而達到促進行業完美轉型和穩步發展的最終目的。

1 智能化計算機技術于化工行業中的應用

1.1 智能化技術于化工行業的應用框架

智能化生產模式主要體現于3個層面，控制、生產和運營3個層面完成智能化轉化有助于推動企業生產效率的提升，同時其在設計流程方面體現的優勢也是不容忽視的。伴隨著智能設計模式的滲透與深入，化工生產方面取得了實質的轉變。智能化構架的具體流程如圖1所示。

由此可見通過構建信息平臺，來完善化工工廠的基礎設施建設有助于提升生產速率。通過平臺對已有的數據進行系統的分類和存儲，后期使用時可有效縮短調用時間，這種信息的預處理方式有助于日常管理的有素開展。

1.2 計算機技術于化工設計中的應用

化工設計過程中離不開工程計算的支持，面對數據量龐大且運算過程極其復雜的化工計算，相較于傳統的人力計算，應用計算機技術可以快速的提升運算速率。借助精準的設計力可以快速完成繪圖或冗雜的計算，計算機技術的應用大大地減少了相關人員的工作壓力，其中尤以輔助性繪圖和模擬設計的應用最為明顯。

1.2.1 于輔助性繪圖中的應用

于化工生產中應用計算機技術，可以快速的分析出應用材質的理化特性，還可完成基本的實驗分析和數據分析等流程。通過研究人員的努力，計算機輔助性繪圖技術（CAD）得到了不斷的完善和發展，其在化工生產方面的應用也推動了該行業的快速發展。借助CAD作為設計軟件，可以將生產設備的二維圖紙轉化為更加直觀的三維圖紙。這種形式的轉變可以更好的完成設計分布圖和設備組成圖的精準繪制，還可通過形象的演示過程來完成設備局部配件的動態運動模仿。這種干涉仿真模擬有助于發現設備零件使用過程中的缺陷型，方便加以優化和改正，以此來確保零件的設計更具可操作性和安全性。除了出現率較高的CAD軟件，近年來新發明的PDS軟件也得到了普遍的使用，涵蓋信息豐富全面和便于操作應用都是其顯著的優點。

1.2.2 于化工模型設計中的應用

持續冗雜是化工過程的基本特點，如果僅以手工計算來完成，需要投入大量的人力和時間，還無法確定其準確性，計算機技術的應用則可以很好的解決這一問題。通過借助智能機器的精準運算力，可以很大程度上的精簡運算工作量，還可通過內設系統完成對化工過程的科學分析。伴隨著幾十年的不懈努力和不斷完善，Aspen Plus、HYSYS、DESIG2等設計軟件被開發了出來，并廣泛的應用到了化工模型設計之中。極大地數據集成能力和所涵蓋的熱力學函數，可以完成數據分析和仿真運行等多個設計環節，使生產效益得到了最大限度的保障。而近年來得以應用的Lab VIEW軟件則因較好的參數整合能力，直觀性的參數對比有助于化工模型設計的改良。

1.3 于化工生產中的應用

近年來計算機技術于化工生產中的應用越發普遍，通過運用先進的科學技術將生產過程與日常經營相融合，化工產業的自動化水平得到了穩定提高。產研一體和管優結合的生產模式更加符合當代社會經濟的發展現狀。計算機技術的普及及應用，建立了新的供銷關系，企業與市場之間的密切聯系創發除了新的功效方案，并通過高效率的經營模式來獲取最大化的經濟利益。同時計算機技術也于儀器測試方面發揮著巨大的作用，借助計算機技術設定相應程序后，精密儀器可自行運轉無需人員看管。這一技術的實施可以很大程度上解放人力，并為化工生產提供適當的技術支持及保障。當然計算機技術最終的體現還是在生產方面。鑒于化工類企業的生產特性，其安全問題一直是備受關注的。計算機技術的投入可科學性的檢測出化工原料中的毒素成分，確保生產過程時刻處于可控范圍內，具有安全性和穩定性的優勢，舉例來講實際生產過程中可運用DCS軟件來對生產流程進行分級把控，有助于提升效率。

1.4 于化工科研和技術教學中的應用

1.4.1數據整合及處理

在化工生產過程中，模擬實驗和數據計算是不可或缺的流程。但是復雜冗長的原始數據認為處理起來十分的麻煩，而且鑒于化學反應的特性，其數據較容易受到諸多外部的影響，這種不確定性致使無法獲取精準的參數數據，只能在一定范圍內進行比對和測試。而計算機技術因其較強的準確性可以有效減少實驗數據偏差，精簡實驗次數并縮小參數范圍。以Origin軟件舉例，它是一款結合數據處理、虛擬測試等多種功能于一體的智能化軟件。通過輸入已有的參數數據，可自動生成所需的圖紙樣稿，這種精簡的設計方式對化工技術人員有輔助作用，可助力其快速完成既定的工作目標，減輕工作負擔減緩工作壓力。

1.4.2 化工仿真技術

通過在真實的化工環境下運用模具進行虛擬演示和分析即為化工仿真技術。這種新型計算機技術可將具體的實驗過程以動畫的形式展現在屏幕上，更加直觀的觀感體驗有助于理解。以Chem Lab舉例，通過在軟件中構建虛擬的實驗環境進行相應的實驗流程。通過形象化的動畫演示有助于工作人員對生產過程的深入性理解，從而進一步提升工作能力。還可通過顯示化工生產過程中容易出現的安全問題來提升工人的安全意識?？稍谔摂M演示過程中增加互動緩解，來提升觀看人員的參與感，使其更具學習積極性?；し抡婕夹g應用在化工生產中可以使其更具優化性，并提升已有資源的利用率。

2 數字化交付技術的具體分析

2.1 設計平臺的構建

目前我國大部分的化工行業在生產過程中應用的是CAD或Excel等輔助軟件，具有一定的科技性和智能性。企業通過構建數字化平臺，可對生產過程進行信息化管理，并通過多層次的協同互助來提升化工生產的效率。具體的設計平臺框架如圖2所示：

通過上述圖表我們可以得知該設計平臺可以將儲存的文檔轉變為基礎數據，同步化的數據還可將三維立體模型和設計圖紙轉化為數字數據進行體現。

2.2? ?具體應用案例分析

以化工生產中經常出現的合成氨項目為具體例子，將數值設定為2.05kt/d.應用AVEVA Plant設計平臺來完成數據的提交和生產過程中的信息化管理，并通過圖紙和數據相結合的成品樣本來完成文件的交接。處于同一數據平臺的生產流程在資料互通時可降低失誤率，設計品質和互通效率都得到了極大的提升。在平臺內完成生產所需的設計工作后，就可以進入到數據交互階段，通過向出資者提供設計成品的樣圖，并對其數據參數、立體模型和數據文檔的全面講解來幫助投資者更好的理解設計理念。雖然數字化交付技術目前于化工生產中的應用十分普遍，但是現有受計算機技術發展的限制其運行并不是十分的完善。相較于傳統的紙質交流方式雖然更加具有科技感，但仍需要不斷改進技術來促進化工生產智能化的形成。

3 發展局限性分析

3.1? ?數字化設計發展程度的差距

現有計算機數字化設計的發展水平較低，在化工生產生產過程中起到的只是輔助作用。現有的Auto CAD和PDS等智能軟件雖然可以加快化工生產智能化的發展，但與實際的行業發展需求和社會實際需要還存有一定的差距。雖然減少了人力物力和資金的投入，提升了生產速率，但相對不完善的計算機技術應用過程中容易產生故障，漫長的檢測和維修時間都為化工生產的正常運行造成了阻礙。化工生產的過程復雜還需要極強的精準度和安全性，一個環節出現紕漏或各個流程銜接不斷都會影響生產效率。數字化設計發展程度與實際需求的不相符一定程度上的限制了化工生產的發展[1]。

3.2? ? 制作工藝流程缺乏控制策略

在化工廠的日常生產過程中，加壓爐和壓縮機組長時間處于工作狀態，這些主要設備的控制策略很少是由后期運用計算機技術設定而成的，多數是出廠前就由生產廠家完成了設定。在實際生產過程中，既定的控制策略不能很好地貼合生產工藝流程的需求，極少數的主要設備甚至還會與生產流程發生沖突。技術性資料的欠缺也容易使關鍵設備停滯在原始工作狀態，鑒于控制策略受到生產廠家和專利供應商的限制過多，計算機技術很難在后期添加到工生產常用的設備當中。這種固態的控制策略不利于推動化工生產朝著智能化的發展，也很難將生產設備調制最優狀態[2]。

3.3? ?缺乏建設動力和先進技術的支持

鑒于我國化工行業的發展速度，相較于西方發達國家，還處于生產技術和資金的初步累積階段，在生產過程中缺乏建設動力和先進計算機技術的支持。國內很多的化工企業在生產中僅依靠單一的計算機技術，物理累積的方式使生產的產品品質單一在國際市場上競爭力較弱。單一規格的產品提供的數據參數有限，無法為今后的生產提供數據參考和溝通交流。沒有先進的技術加以支持無法完成傳統生產模式向智能化生產模式的過度。

4 計算機技術于智能化工廠生產中的應用展望

4.1 于化工設計中的應用展望

化工行業作為我國的朝陽產業，其發展前景是十分廣闊的，伴隨著社會經濟的發展和計算機技術的全面提升，今后的化工設計也不會僅僅限制于三維立體圖形的呈現方式。計算機技術的應用有助于提供更精準的設計方案，產品質量的提升和產品更新換代都得以保障。這種生產產品品質的全面提升，可提升企業的核心競爭力，有助于企業在相互較量中占據更大的市場份額。同時在計算機技術的不斷發展和優化過程中，可配備大容量數據庫來儲存參數數據，將化工設計的模擬系統趨于智能化發展。在實際設計過程中，還可將以往總結的豐富經驗作為輔助力量進行應用，動靜兼具的虛擬流程有助于設計出性能更加優異的智能化軟件。

4.2 于化工生產中的應用展望

相較于傳統的化工生產模式，未來的發展方向會以智能化、自動化的方向為主要目標。舉例來講，眾所周知化工企業的生產過程中存在著一定的危險性，安全事故頻發對從業人員的身體健康和企業經濟都有很大的影響?？梢越柚冗M的計算機技術來研發智能機器人，將熟悉化工生產流程的機器人安排在生產線工作，代替工作人員從事危險性較高的工作，及保障人身及財產的安全，也有助智能化生產流程的構建。計算機技術以其超高的應用型和精準性，是化工生產過程中不可或缺的輔助軟件。它的應用不僅是化工行業和社會發展的實際需要，也是國家軟實力以及經濟實力提升的有效助力[3]。

4.3 于化工調研中的應用展望

作為兼具綜合性和智能性的實用工具，以計算機技術為依托發展而成的數據處理軟件，可以將前人經過不斷探索和反復改良的經驗融入到今后的化工生產過程之中。通過二者的相互融合，促進應用軟件朝著更加智能化的方向發展。應用于化學調研之中，可使原本枯燥無味的實驗模擬過程，更具直觀性和緊密型，生動形象的虛擬展示有助于我們更好的理解生產操作過程。具有精準比對和糾錯功能的仿真系統有著良好的發展前景和廣闊的發展空間，其在智能化化工生產中的應用也會更加普遍。

5 ? 結語

鑒于科技的迅猛發展，計算機技術在我們日常生活生產中的應用也變得越發廣泛。我國的化工企業也應順應社會發展的潮流，將先進科技與生產流程相結合，完成其由傳統固有模式向先進智能化模式的轉變。例如數字化交付技術的應用就很好的實現了數據之間跨專業和平臺的交互。這不僅對推動化工科技的深入普及有助力作用，也有助于提升生產效率，加強企業核心競爭力，助力我國化工企業和社會經濟的繁榮發展。

參考文獻

[1]高尚杰.淺談計算機技術的發展趨勢[J].中國新通信，2018（22） ：149-150.

[2]張婧.我國計算機技術發展趨勢探究[J].電腦知識與技術，2018（20） ：246-247+251.

[3]程家誼.數字與信息化時代下的計算機技術發展[J].信息記錄材料，2018（03） ：44-45.