久久久91-久久久91精品国产一区二区-久久久91精品国产一区二区三区-久久久999国产精品-久久久999久久久精品

1    方案背景與目標(biāo)

化工行業(yè)是重資產(chǎn)的行業(yè)，其生產(chǎn)要求安穩(wěn)長(zhǎng)滿優(yōu)。生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著高溫、高壓、化學(xué)反應(yīng)。其工藝調(diào)節(jié)的過(guò)程對(duì)于安全的要求高，必須要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試之后才能進(jìn)行。很多客戶希望應(yīng)用新的AI技術(shù)在化工工藝過(guò)程中，找到新的工藝優(yōu)化點(diǎn)，提升化工產(chǎn)量，降低能源消耗。而且，生產(chǎn)過(guò)程中很多時(shí)候隨著市場(chǎng)變化和生產(chǎn)要求，客戶都會(huì)需要進(jìn)行多組分進(jìn)料的切換，從而更高效的生產(chǎn)。但是切換過(guò)程需要大量的時(shí)間，也非常考驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的能力。因此，施耐德電氣結(jié)合最新的AI強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)，基于多年化工經(jīng)驗(yàn)積累的工藝仿真平臺(tái)AVEVA Dynamic Simulation為客戶提供化工工藝AI仿真優(yōu)化的方案。該方案先應(yīng)用于施耐德電氣客戶體驗(yàn)中心，展示了AI自主控制整個(gè)常壓蒸餾裝置，以達(dá)到在操作波動(dòng)情況下（受動(dòng)態(tài)模型上模擬進(jìn)料組分、壓力以及燃料氣組分、壓力波動(dòng)對(duì)裝置操作的影響），穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)，提高收益的結(jié)果。山東某國(guó)內(nèi)化工頭部集團(tuán)操作員仿真培訓(xùn)項(xiàng)目進(jìn)行過(guò)程中，希望施耐德電氣能夠?yàn)槠浠すに囘^(guò)程提供此方案。施耐德電氣為客戶提供AI自動(dòng)切換塔底再沸熱源這一化工工藝場(chǎng)景。

本方案目標(biāo)是：

1)    利用高精度仿真模型訓(xùn)練人工智能體，實(shí)現(xiàn)在仿真模型上對(duì)塔底再沸器兩個(gè)熱源進(jìn)行在線自主切換操作；

2)    根據(jù)AI自主操作結(jié)果分析操作曲線，提供優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程的建議，評(píng)估后續(xù)自動(dòng)切換邏輯設(shè)計(jì)方案和AI自主控制上線部署方案；

3)    開(kāi)發(fā)易用的AI訓(xùn)練和部署平臺(tái)；

4)    實(shí)現(xiàn)AI控制上線部署。

2    方案詳細(xì)介紹

本方案應(yīng)用的AI算法是強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，通過(guò)在與環(huán)境的交互中不斷試錯(cuò)進(jìn)行學(xué)習(xí)，且每個(gè)學(xué)習(xí)目標(biāo)都要經(jīng)過(guò)多輪試錯(cuò)完成。考慮操作安全性和學(xué)習(xí)效率，AI算法是無(wú)法直接通過(guò)操作真實(shí)裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)。高精度仿真模型很好的解決了這一問(wèn)題，不僅提供安全的試錯(cuò)環(huán)境，還可以通過(guò)模型計(jì)算加速以及同時(shí)訓(xùn)練多個(gè)模型來(lái)加快學(xué)習(xí)速度。同時(shí)學(xué)習(xí)好的AI算法還可以在同一仿真模型中進(jìn)行閉環(huán)測(cè)試，來(lái)檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果。

本方案利用施耐德電氣為某化工頭部提供的操作員培訓(xùn)項(xiàng)目中的丁烷精制塔完整塔系仿真模型，訓(xùn)練AI自主將塔底再沸器自動(dòng)切換熱源，且在切換過(guò)程中維持塔內(nèi)溫度、壓力，塔頂異丁烷含量和產(chǎn)品正丁烷含量等關(guān)鍵控制參數(shù)在要求的操作范圍內(nèi)。訓(xùn)練好的AI自主控制器安裝到仿真模型上進(jìn)行控制測(cè)試，最后提交AI自主控制以及控制結(jié)果報(bào)告，在本方案報(bào)告中給出操作優(yōu)化建議以及自動(dòng)控制爬坡斜率作為實(shí)際操作參考。

針對(duì)業(yè)主對(duì)AI自主控制研究的需求以及對(duì)AI自主控制上線安全性的擔(dān)憂，施耐德電氣還在項(xiàng)目期間完成了：

1)    與AI算法開(kāi)發(fā)公司一起設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)易用的AI平臺(tái)（訓(xùn)練和部署）；

2)    AI部署安全邏輯；

3)    AI部署三種模式：閉環(huán)模式，半閉環(huán)模式以及切除模式。

3、 代表性及推廣價(jià)值

本方案面向石油化工行業(yè)為代表的流程工業(yè)提供AI自主控制解決方案。本AI方案的特點(diǎn)如下：

1)    強(qiáng)化學(xué)習(xí)AI模型

2)    控制變量數(shù)量支持20-30個(gè)（經(jīng)過(guò)測(cè)試的），輔助監(jiān)控參數(shù)更是高達(dá)200個(gè)左右，基本滿足裝置級(jí)或者單元級(jí)的自主控制

3)    基于高精度仿真模型的AI訓(xùn)練，安全，快速（模型加速，以及通過(guò)同時(shí)訓(xùn)練多個(gè)模型進(jìn)行加速），進(jìn)行安全閉環(huán)測(cè)試

4)    友好的AI模型訓(xùn)練和部署平臺(tái)，便于無(wú)編程知識(shí)的裝置工藝人員也可以獨(dú)立進(jìn)行訓(xùn)練和部署

5)    多模式部署，適用于不同AI技術(shù)發(fā)展階段在工廠的應(yīng)用。

方案價(jià)值具體如下：

1)    優(yōu)化操作規(guī)程，提供在線操作指導(dǎo)以及為必要的順控邏輯提供設(shè)計(jì)依據(jù)；

2)    提供AI自主控制算法開(kāi)發(fā)和方案研究的平臺(tái)，為未來(lái)AI自主控制在流程工業(yè)的部署和推廣鋪路；

3)    隨著AI技術(shù)的提升，實(shí)現(xiàn)AI在線部署，提升突發(fā)異常應(yīng)變能力，降低人工操作負(fù)荷，以及解決操作人員更換交替和有經(jīng)驗(yàn)的操作人員數(shù)量不足等問(wèn)題。