湖北三寧成為國內首個(gè)將復雜大型化工裝置打造成“無(wú)人”值守、自主運行的示范企業(yè)，并成功入選湖北省首批“無(wú)人工廠(chǎng)”，這是湖北三寧攜手中控技術(shù)成立三寧·中控工業(yè)智能研究院以來(lái)，以5T融合創(chuàng )新、工業(yè)AI驅動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)模式變革的又一次成功探索實(shí)踐，必將為化工行業(yè)的“數轉智改”產(chǎn)生重要促進(jìn)作用。 

湖北三寧硫酸裝置全面進(jìn)入“無(wú)人”值守模式

01 硫酸裝置操作難點(diǎn)與“無(wú)人”值守運行挑戰

硫酸裝置作為復雜化工裝置的典型代表，具有大滯后、強耦合、多干擾、時(shí)變等復雜非線(xiàn)性特征，受環(huán)境、下游工況波動(dòng)變化影響大，在實(shí)現裝置“無(wú)人”值守的過(guò)程中，存在過(guò)程大滯后強耦合、平穩控制難，多單元耦合串聯(lián)、區域協(xié)同難，外界干擾因素多、高效運行難，設備儀表易失效、異常處置難等主要問(wèn)題，為湖北三寧硫酸裝置“無(wú)人”值守運行提出了極大的挑戰，現有常規控制手段只能作為基礎，需要引入以AI為核心的智能化技術(shù)解決復雜耦合變工況下的自適應控制、儀表設備或工藝異常工況下的風(fēng)險識別及自動(dòng)干預、正常運行時(shí)的路徑規劃及效益提升、上下游聯(lián)動(dòng)區域協(xié)同自動(dòng)變負荷以及加工方案自主切換等諸多問(wèn)題。

02 “AI+5T”賦能湖北三寧硫酸裝置實(shí)現“無(wú)人”值守自主運行

“無(wú)人”值守能夠將企業(yè)較為稀缺的人力資源從復雜、繁瑣、重復的操作活動(dòng)中解放出來(lái)，提升裝置運行水平、安全水平和效益，減少非計劃停工，對裝置的長(cháng)周期、高效自主運行具有深遠意義，是化工裝置“安、穩、長(cháng)、滿(mǎn)、優(yōu)”高度自主運行的集中體現。區別于傳統的“黑屏操作”，“無(wú)人”值守的關(guān)鍵在于裝置系統能夠具備“識別-評估-決策-執行”的自主能力，實(shí)現對外部的需求或干擾進(jìn)行自主響應，同時(shí)又可對系統內部要素的完整性、健康性、穩定性進(jìn)行自我管理，最終達到無(wú)需人工干預、實(shí)現無(wú)人值守的目標。

流程工業(yè)“無(wú)人”值守裝置建設體系

按照“無(wú)人”值守技術(shù)體系和建設理念，中控技術(shù)建立了一套完整的“無(wú)人”值守產(chǎn)品技術(shù)體系，在基于5T技術(shù)（自動(dòng)化技術(shù)AT、信息技術(shù)IT、工藝技術(shù)PT、運營(yíng)技術(shù)OT、設備技術(shù)ET）之上，充分利用AI技術(shù)打通識別、評估、決策、執行的關(guān)鍵鏈路，并通過(guò)持續的自我學(xué)習迭代，讓裝置裝上智慧大腦，能夠像人一樣進(jìn)行自我感知、自主分析、智慧決策和自動(dòng)執行，助力湖北三寧硫酸裝置先后完成了以下三個(gè)方面的建設內容：

根據“無(wú)人”值守理念優(yōu)化設計，打牢智能化根基

在裝置設計階段基于“無(wú)人”值守需要，對工藝設計方案、儀表及設備選型方案、控制方案及控制邏輯等進(jìn)行全面優(yōu)化。

裝置自主性分析：通過(guò)考察各單元乃至全流程的自主能力，確定需要提升和完善的關(guān)鍵工序。

工藝合理性分析：進(jìn)行工藝設計校驗并考察裝置的動(dòng)態(tài)特性，識別工藝瓶頸。

設備選型優(yōu)化：全面校核主要設備及儀表閥門(mén)的選型，并給出合理化改進(jìn)建議。

感知手段升級：針對現場(chǎng)檢測手段制定一系列優(yōu)化方案，進(jìn)一步提升感知能力。

控制策略完善：制定了多個(gè)工段的協(xié)調控制方案，保障操作環(huán)節全部實(shí)現可自動(dòng)調節。

“AI賦能”解決操作難題，消除人工干預

引入AI技術(shù)，構建基于A(yíng)I的智能化控制方案，實(shí)現硫酸裝置多工況運行及切換過(guò)程中多變量強耦合、大滯后、時(shí)變等狀態(tài)下的關(guān)鍵參數精準預測，例如：

針對干吸酸濃、液位平穩控制難題，通過(guò)AI模型對酸濃、液位的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行高效辨識、精準預測，構建出融合強化學(xué)習的自適應控制器，動(dòng)態(tài)適配不同工況，確保酸濃、液位的穩定運行。

針對煙酸產(chǎn)量和廢熱鍋爐負荷自適應調整難題，通過(guò)AI模型構建多模式下的自適應協(xié)同控制策略，實(shí)現煙酸產(chǎn)量和廢熱鍋爐負荷的自適應調整。

針對信號跳變、閥門(mén)異常處置難題，通過(guò)AI模型構建信號及閥門(mén)異常的自動(dòng)識別及干預處置策略，實(shí)現了異常工況下關(guān)鍵參數的平穩控制。

同樣的，基于工業(yè)AI技術(shù)有效解決了諸如正常運行過(guò)程焚硫爐爐尾溫度優(yōu)化控制、轉化器各段進(jìn)口溫度控制、干吸工段酸溫與回水溫度區域協(xié)調控制等行業(yè)難題，以及硫酸外供自動(dòng)供停及模式切換、外界精制冷凝水異常自處置，從而全面降低了人工干預頻次。

構建裝置智慧大腦，解決“無(wú)人”后顧之憂(yōu)

基于A(yíng)I模型，中控技術(shù)攜手湖北三寧開(kāi)發(fā)裝置動(dòng)態(tài)響應與控制性能評估技術(shù)、裝置穩態(tài)檢測與工藝預警技術(shù)、生產(chǎn)績(jì)效動(dòng)態(tài)評估與實(shí)時(shí)優(yōu)化技術(shù)、基于動(dòng)態(tài)風(fēng)險評估決策技術(shù)、儀表閥門(mén)及設備異常識別診斷技術(shù)，構建全方位智能感知與評估體系，為裝置裝上“智慧大腦”，替代操作工進(jìn)行7×24h智能值守，對裝置運行狀態(tài)進(jìn)行自主監督和自主優(yōu)化，全面替代人接管生產(chǎn)裝置。 

“無(wú)人”值守硫酸裝置“智慧大腦”

湖北三寧硫酸操作員侯工表示，“'無(wú)人'值守系統的投運，不僅明顯降低了操作強度、解放了勞動(dòng)力，同時(shí)也降低了報警頻次，以前的冬季硫酸防結晶的倒罐操作，每4個(gè)小時(shí)倒一次，倒一次需要10分鐘，倒完后有時(shí)候還會(huì )忘記把切除的自控回路再投上，經(jīng)常觸發(fā)報警?，F在有了無(wú)人值守，像倒罐、排污這種操作強度大的環(huán)節，都可以交給程序去做，而且還實(shí)現了控制回路及時(shí)自動(dòng)投切，報警也沒(méi)有了?！?/p>

湖北三寧硫酸裝置操作頻次統計

湖北三寧硫酸裝置的“無(wú)人”值守是“AI+5T”技術(shù)深度融合的重大創(chuàng )新，不僅彰顯了化工行業(yè)高度自主運行的卓越成就，更是企業(yè)構建核心競爭力、邁向高質(zhì)量發(fā)展的戰略之選。此前，雙方通過(guò)成立三寧·中控工業(yè)智能研究院等機制加強協(xié)同創(chuàng )新，以中控“1+2+N”智能工廠(chǎng)新架構為藍圖，中控OMC系統、流程工業(yè)過(guò)程模擬與設計平臺APEX、流程工業(yè)時(shí)序大模型TPT等一批領(lǐng)先的產(chǎn)品技術(shù)已成功部署湖北三寧，助推湖北三寧構建了業(yè)內領(lǐng)先的智能工廠(chǎng)，實(shí)現“安全、質(zhì)量、低碳、效益”的核心目標。伴隨著(zhù)工業(yè)AI技術(shù)與5T技術(shù)的加速融合，中控技術(shù)攜手湖北三寧全面推進(jìn)“無(wú)人工廠(chǎng)”建設，成功實(shí)現工廠(chǎng)智能自主化運行，將為化工行業(yè)的轉型升級與高質(zhì)量發(fā)展樹(shù)立全新標桿，推動(dòng)行業(yè)可持續發(fā)展！