擁抱工業自主化的未來

文/本刊記者 胡靜

專訪橫河電機（中國）有限公司解決方案工程技術本部本部長王東博士——在如今的現代化工廠中，人們對自動化技術的應用已經越來越駕輕就熟。這也不禁讓人思索，除了高度的自動化，能夠在人工智能加持下實現自主生產的“未來工廠”，該是怎樣的一番圖景？

毫無疑問，隨著計算機和人工智能（AI）技術的飛速發展，人們對用AI來替代傳統的決策和操作實現更多操作的“無人化”工廠充滿憧憬。從工業自動化軟硬件及儀器儀表產品起家，擁有百年歷史的橫河電機作為全球自動化、數字化領域的領軍企業，在為客戶提供自動化、信息化解決方案的同時，不斷深化工業自主化的研發，通過持續創新為客戶創造價值。近期，筆者采訪了橫河電機（中國）有限公司解決方案工程技術本部的本部長王東博士，對于橫河電機提出的IA2IA（從工業自動化到工業自主化）的愿景印象頗深。

IA2IA：未來工廠的詩和遠方

多年來，為了打造面向未來的智慧型工廠，企業充分利用自動化和信息化技術，對生產單元、系統和整座工廠進行數字化重塑，取得了很好的效果。如果談及“未來工廠”，無論是在離散行業還是流程行業，“無人化”都是一個繞不開的話題。作為自動化產品服務的領先供應商，橫河電機認為，未來的工廠一定是能夠自主生產的無人化工廠。近年來，橫河電機就提出了IA2IA愿景，并為這條漫長的轉型之路，制定了清晰的實施路徑圖，如圖1所示。

從實現路徑圖來看，以現階段許多工廠的自動化成熟度，離“無人化”還有很大差距。夢想與現實間總是橫亙著數座難平的“大山”，尤其對工藝復雜的流程行業來說，高溫高壓、易燃易爆等嚴苛工況，生產裝置的測量控制層基礎薄弱等，都在制約著IA2IA的進展。值得慶幸的是，王東表示，如今國內越來越多的企業，不再片面地追求看似“高大上”的智能工廠概念，而認識到基礎測量控制，以及在穩定工況下實現裝置級自動化操作的重要性。

為了更快推動IA2IA，這些年橫河電機從多個方面進行了嘗試。例如：在機器人技術層面，除了開發機器人自動巡檢應用外，還開發了統一的機器人監控平臺，用于監控企業中的各類無人機、履帶式巡檢機器人、爬行機器人等；在人工智能自學習控制技術方面，橫河電機還構筑了新的AI控制算法，以取代原有的PID控制，為客戶未來實現裝置自主控制打下基礎。

為了壯大生態圈隊伍，橫河電機提出了“Co-Innovating Tomorrow”的口號，并已經和許多石油化工巨頭合作，著手制定IA2IA的國際標準?！澳壳?，橫河電機已經在一家日本化工廠的裝置上實現了35天的自主操作，全程無需人的干預?！蓖鯑|表示，橫河電機中國團隊也與一家大型化工企業合作，實現了14天的“零手動”操作，取得了良好的經濟效益和社會效益，項目的成功實踐，也為IA2IA在中國的推廣奠定了一定的基礎。

一站式服務，賦能全生命周期自主化

眾所周知，數據能夠最真實地反應生產、設備以及能源的情況。除了減少人的介入，讓“無人化”成為可能，當前階段數字化技術的另一個重要功能就是最大程度地釋放數據價值。在如今IT、OT深度融合的時代機遇之下，當海量OT實時數據以秒級甚至毫秒級涌入系統時，無論是收集還是分析處理，都是人力無法企及的。王東表示，“橫河電機基于新興的IT大數據和人工智能技術，一直致力于研究如何利用好這些數據，為企業高效運營提供可靠支持。”

例如在工廠中，操作員、車間、工廠人員關注的指標（KPI）是不一樣的，甚至有些指標是矛盾的。為了解決這一問題，橫河電機利用大數據技術開發的基于效益驅動的操作指導 ——Profit Driven Operation（PDO），可以直接在DCS上運行，用于聯動所有KPI數據，消除各個層級的指標矛盾，助力實現工廠的整體最優化操作。

近年來，在安全生產層面，企業對于設備預測性維護和故障診斷愈發重視。而這一功能的實現，需要依賴設備的實時數據和各類工藝參數。為此，橫河電機基于DCS的工藝數據開發了過程數據分析（PDA）算法，可以實現對生產、能耗、設備數據的分析，實現故障診斷和預測性維護，為企業安全生產提供有力保障。此外，橫河電機中國團隊還開發了基于人工智能的動作識別應用，可以感知和識別人員動作。該項技術可以用于醫藥行業，避免操作人員投料錯誤。

近年來，橫河電機在原有的智能工廠解決方案基礎上，推出了云服務平臺Y-Cloud。隨著原有應用的云平臺移植，客戶將能根據自身實際需求，享受更便捷好用的云服務。不僅如此，2022年橫河電機推出的OpreX資產健康洞察服務，也將更全面覆蓋感知、控制、管理和優化環節，為全生命周期的數字化轉型服務。

戰略變革，做價值的領軍創造者

歷經百年，橫河電機仍能保持業績的持續增長，這與其自身前瞻的經營戰略關系緊密。2021年，橫河電機修訂并草擬了中期經營計劃（Accelerate Growth 2023），其中制定了4項關鍵戰略和優先措施，分別是：實施IA2IA和智能制造，變革價值供給；加強行業響應能力，擴大跨行業業務；確保盈利能力和健康增長；優化內部運營、轉變思維方式。其中的3個目標無一例外，都是圍繞為客戶提供價值而設立的。

2021年以來，橫河電機開始組織改革，建立了以能源與可持續發展、材料和生命科學3大行業為基礎的銷售、開發、服務體系。王東表示，這樣的改革是希望橫河能夠積累深厚的行業知識和整體解決方案，為客戶創造更多價值，致力于幫客戶收獲更強的企業競爭力，其中就包括縮短項目執行時間、助力更快更好的生產等。對于客戶來說，橫河電機不僅僅是設備技術的服務商，而是一家擁有豐富行業經驗和知識的價值提供者。

同時，為響應全社會聚焦可持續發展的大趨勢，在這份中期經營計劃中，橫河電機更加強調能源價值鏈（從生產供應到使用、處置和回收），關注安全和優化運營。

橫河電機于2017年8月制定了可持續發展“三個目標”，提出了實現低碳、循環利用型社會的愿景，旨在通過使用低碳能源和可循環材料等方法使世界變得更美好。在我國“3060”雙碳目標下，這一抹綠色減碳的底色，也將為橫河電機創造了更廣闊的發展天地。

而在本土化戰略層面，中國作為橫河電機海外最重要的市場之一，擁有舉足輕重的地位。橫河電機非常重視中國市場。王東表示，在中國，橫河電機不僅擁有本土化研發團隊，更有500人的工程技術團隊為本土客戶保駕護航。

助力流程工業邁向高質量發展

如今，放眼整個流程工業，各大細分行業都步入了高質量發展的新常態。以化工行業為例，“大煉油、大化工”的時代已經結束，產業正在向“小批量、精細化、高附加值”的方向轉型。面對工藝更加復雜的精細化工、制藥等行業，有更嚴格的質量要求，也需要更具針對性的解決方案。為此，橫河電機開發了面向行業的工業互聯網平臺，希望能夠通過平臺集成各種不同的應用，推動我國化工行業的智能化工廠建設。2022年6月，首個工業互聯網平臺項目也已經開始實施，如圖2所示。

同時，橫河電機針對石油化工等傳統能源行業，提供RIOS （Rigorous & Integrated Optimization System）解決方案，為企業提供能源價值鏈的進一步優化。王東表示，RIOS用一個系統連接集團供應鏈、工廠生產和裝置的所有優化環節，利用機理模型、統計模型和控制模型以及各層級的優化算法，可助力煉化企業實現效益優化，為實現雙碳目標做出貢獻。

回望過去的100余年，自1915年成立以來，橫河電機通過在多個垂直行業內深耕細作，積累了測量、控制和信息技術領域雄厚的專業知識，為全球海量客戶提供了先進的產品和解決方案。王東表示，橫河電機將繼續秉承通過數字化技術打造智慧企業的初心，不斷引入國際優秀案例和方案的同時，重視本土敏捷響應和創新研發。面向未來，橫河電機也將攜手更多行業客戶共同成長，實現工業自主化的愿景，進一步挖掘智能制造時代的價值。 ●