【第一對焦:橫河電機(jī)】橫河電機(jī)是工業(yè)自動(dòng)化和測試測量解決方案的供應(yīng)商。橫河電機(jī)將卓越的技術(shù)與工程服務(wù)、項(xiàng)目管理和維護(hù)相結(jié)合，操作效率、安全性、質(zhì)量和可靠性等均經(jīng)受住了現(xiàn)場驗(yàn)證。

橫河電機(jī)戴煜博士：數(shù)字化、智能化將是工業(yè)自動(dòng)化4.0的發(fā)展重點(diǎn)

后疫情時(shí)代，越來越多的企業(yè)開始積極利用新興技術(shù)提高工業(yè)自動(dòng)化水平。

隨著電子信息技術(shù)的廣泛應(yīng)用讓生產(chǎn)的自動(dòng)化水平大幅提高，工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)步入了3.0時(shí)代，并向4.0時(shí)代高速邁進(jìn)。

作為工業(yè)自動(dòng)化業(yè)內(nèi)的領(lǐng)軍角色，橫河電機(jī)株式會(huì)社多年來一直致力于為用戶提供尖端的專業(yè)技術(shù)，支援顧客進(jìn)行提高經(jīng)營效率的改革，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。

近日橫河電機(jī)公司公布了一項(xiàng)最新調(diào)查結(jié)果，指出工業(yè)自主化的發(fā)展開始加速，而且環(huán)境可持續(xù)性這一領(lǐng)域的顯著重要性也不斷凸顯。

調(diào)查結(jié)果顯示，在云技術(shù)的幫助下，工業(yè)自主化部署的技術(shù)準(zhǔn)備情況良好，工業(yè)自主化項(xiàng)目實(shí)施正在加快步伐，99%的制造商現(xiàn)在正積極考慮某種工業(yè)自主化的計(jì)劃。

其中51% 的受訪者表示他們正擴(kuò)大工業(yè)自主化在其多個(gè)設(shè)施和業(yè)務(wù)職能部門的部署。

還有70%受訪者表示云端技術(shù)已非常成熟，可以為工業(yè)自主化大規(guī)模部署與部分應(yīng)用案例提供支持。

近日，橫河電機(jī)株式會(huì)社董事和高級副總裁，數(shù)字解決方案總部總經(jīng)理戴煜博士接受了媒體專訪，回顧了工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展多年來，橫河電機(jī)的卓越成就，并預(yù)測了工業(yè)自動(dòng)化未來的發(fā)展方向和前景。

記者：在工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展這些年來，橫河電機(jī)都做了哪些的舉措和新技術(shù)革命呢，可以給我們介紹一下嗎？

戴煜博士：這個(gè)很值得我驕傲！因?yàn)闄M河電機(jī)是一個(gè)一百多年的企業(yè)，它一直引領(lǐng)自動(dòng)化行業(yè)的發(fā)展，它確實(shí)有非常多的新的舉措和新的技術(shù)！

例如業(yè)內(nèi)非常有名的渦街流量計(jì)，實(shí)際上就是由橫河在1969年發(fā)明的。我們的這個(gè)自動(dòng)化工業(yè)里面最常用的，也是最出名的，就是我們的集散控制系統(tǒng)(DCS)，也是1975年，橫河推出了全球第一臺(tái)商用的DCS系統(tǒng)。1991年，橫河推出了第一臺(tái)全數(shù)字化單晶硅諧振式傳感器的差壓變送器，這也是這個(gè)行業(yè)里面迄今為止一直都在使用的。2005年，發(fā)布了一體化的控制和安全系統(tǒng)，這也是非常有特色的。2013年，橫河成立了橫河電機(jī)解決方案服務(wù)有限公司，就開始了橫河電機(jī)的數(shù)字化戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，這已經(jīng)是非常早的了。2016年，橫河電機(jī)收購了油氣行業(yè)全球著名的技術(shù)與咨詢公司-英英國KBC先進(jìn)技術(shù)公司。2019年，橫河和荷蘭ExRobotics公司合作，將工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用于流程工業(yè)，最大限度地減少人員的現(xiàn)場活動(dòng)，特別是危害環(huán)境的人員的活動(dòng)。2020年，橫河電機(jī)新技術(shù)中心在美國成立，開發(fā)基于新標(biāo)準(zhǔn)的開放的安全的和可互換操作的新的過程控制構(gòu)架，并實(shí)施ExxonMobil要求的開放式過程控制系統(tǒng)的集成實(shí)踐。同年，橫河電機(jī)又提出了從工業(yè)自動(dòng)化到工業(yè)自主化的，也就是IA2IA的自動(dòng)化行業(yè)發(fā)展概念，以及基于系統(tǒng)之系統(tǒng)的解決方案概念，并從兩個(gè)維度制定了實(shí)現(xiàn)價(jià)值創(chuàng)造的系統(tǒng)之系統(tǒng)的線路圖，一個(gè)是工業(yè)自動(dòng)化到工業(yè)自主化的用于提高控制的自主水平；第二是智能制造它用于擴(kuò)大優(yōu)化和控制的整體范圍。這兩個(gè)一起共同的促進(jìn)系統(tǒng)的集成、數(shù)字化和自主化，從而幫助客戶解決復(fù)雜系統(tǒng)中的問題，創(chuàng)造更多的客戶價(jià)值。

近些年隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，特別是工業(yè)4.0，那么橫河電機(jī)推出了橫河云數(shù)字化平臺(tái)、邊緣計(jì)算及人工智能應(yīng)用平臺(tái)，以及許多基于多種技術(shù)的多種解決方案，解決客戶問題，創(chuàng)造客戶價(jià)值。橫河電機(jī)還為客戶提供數(shù)字化和智能制造轉(zhuǎn)型方案的實(shí)施路線圖，幫助客戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化和智能制造的轉(zhuǎn)型。

今年3月份，橫河電機(jī)和JSR，日本JSR公司宣布，成功完成了一項(xiàng)自主控制現(xiàn)場測試。該測試是使用人工智能連續(xù)35天對一家化工廠的精餾單元進(jìn)行自主控制，此舉開創(chuàng)了自主控制實(shí)施應(yīng)用的先河。該測試也證明了強(qiáng)化學(xué)習(xí)人工智能可以安全地應(yīng)用到實(shí)際工程，并證明了該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)控制方法所無法實(shí)現(xiàn)的控制操作。2021年，橫河電機(jī)宣布“AG2023”中期經(jīng)營計(jì)劃，公司根據(jù)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)所要解決的問題，設(shè)立優(yōu)先業(yè)務(wù)目標(biāo)，這其中包括了橫河集團(tuán)將加快減少其溫室氣體排放，并力爭在2040年實(shí)現(xiàn)碳中和。

記者：剛才您提到碳中和。想請教一下，橫河在碳中和方面是怎么樣使用數(shù)字化去實(shí)現(xiàn)呢？

戴煜博士：數(shù)字化對碳中和實(shí)際上是非常重要的，數(shù)字化它能夠幫助一個(gè)企業(yè)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，它可以進(jìn)一步的優(yōu)化運(yùn)營，提升效率，降低能耗物耗，而且能追蹤碳的足跡，盡可能利用綠色能源，還有可再生能源，可以控制和降低碳排放。另外，數(shù)字化還可以幫助傳統(tǒng)的石化企業(yè)，特別是化石能源企業(yè)，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型，通過不斷地拓展、開拓綠色能源和可再生能源業(yè)務(wù)，減少對化石能源的依賴，慢慢能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和的目標(biāo)。第三個(gè)，就是數(shù)字化它可以加速整個(gè)企業(yè)價(jià)值鏈中新產(chǎn)品和它的加工過程的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，達(dá)到低碳產(chǎn)品和低碳加工過程的目的。

數(shù)字化還可以加快碳捕捉和碳利用的技術(shù)的開發(fā)和推廣。還有呢，就是數(shù)字化和數(shù)字技術(shù)它可以建立一個(gè)企業(yè)或者甚至社區(qū)的整個(gè)的供應(yīng)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和能源供需的綜合大系統(tǒng)的模型，并且對這個(gè)大系統(tǒng)的碳足跡進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控和優(yōu)化，對碳捕捉和利用進(jìn)行不斷地改進(jìn)，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)和社區(qū)的碳中和的目標(biāo)。按照橫河我們是有系統(tǒng)之系統(tǒng)的概念，所以各種系統(tǒng)把它聯(lián)系在一起，形成一個(gè)更大的系統(tǒng)，通過這樣，我們就可以逐步實(shí)現(xiàn)對整個(gè)城市或者是地區(qū)的碳中和的目標(biāo)。這是數(shù)字化對實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)有哪些作用。

記者：請問在碳中和方向上，橫河在技術(shù)方面有哪些布局？

戴煜博士：我們實(shí)現(xiàn)碳中和，有很多很多的做法，因?yàn)闄M河電機(jī)在中期和長期業(yè)務(wù)計(jì)劃里面，我們把聯(lián)合國的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的問題列為是我們的業(yè)務(wù)開展的一個(gè)重要的方面，所以公司也制定了我們的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

橫河電機(jī)到2050年有三個(gè)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，而且都跟碳是有關(guān)系的。第一個(gè)是實(shí)現(xiàn)碳凈排放凈零排放和阻止氣候變化。第二個(gè)是向循環(huán)經(jīng)濟(jì)過渡。第三個(gè)要確保全民的福祉。橫河電機(jī)也在全力以赴地加快其溫室氣體的排放的減少，并且希望在2040年實(shí)現(xiàn)碳中和。

同時(shí)，橫河電機(jī)在六個(gè)方面作為優(yōu)先的業(yè)務(wù)范圍，并提供我們自動(dòng)化相關(guān)的技術(shù)、產(chǎn)品和解決方案，這都是與減碳、碳排放是有關(guān)系的。第一個(gè)就是我們減少溫室氣體排放，并實(shí)現(xiàn)向環(huán)境可承受、可靠和可持續(xù)的能源形形式的過渡，這就是我們的能源轉(zhuǎn)型的解決方案。第二個(gè)是通過數(shù)字化優(yōu)化生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)自主化，并促進(jìn)資源和能源的有效利用，這就是我們叫做優(yōu)化資源、利用資源的解決方案。第三是支持工廠資產(chǎn)的長期優(yōu)化運(yùn)營，減少對環(huán)境的影響，這是我們高效清潔工廠解決方案。第四，我們促進(jìn)與生活相關(guān)的創(chuàng)新，并提高工廠和社區(qū)的安全性，這是我們的舒適安全工廠和社區(qū)的解決方案。第五個(gè)，我們打造資源環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)生物經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這是我們循環(huán)利用和生態(tài)保護(hù)解決方案。第六，建立機(jī)會(huì)均等的工作場所，使員工有尊嚴(yán)地發(fā)揮其潛力，這是我們發(fā)揮人力資源作用的解決方案。特別是在能源方案，橫河電機(jī)關(guān)注綠色能源和可再生能源的全產(chǎn)業(yè)鏈，例如像國家電網(wǎng)有超高壓輸變電的相調(diào)控技術(shù)，電池儲(chǔ)能全生命周期的優(yōu)化管理；而且橫河電機(jī)還在風(fēng)力發(fā)電、垃圾發(fā)電等行業(yè)有成功的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。特別公司關(guān)注氫能，尤其是氯氫，以及碳回收和碳利用的技術(shù)的發(fā)展，并成立了相關(guān)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，利用橫河自動(dòng)化和儀表方面的優(yōu)勢，推動(dòng)氫能和碳回收這方面的開發(fā)和發(fā)展。在社區(qū)碳中和方面，橫河電機(jī)接受日本政府的委托，正在開展項(xiàng)目可行性研究，是通過跨行業(yè)的合作，利用各種新技術(shù)、先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)化方案，達(dá)到實(shí)現(xiàn)碳中和產(chǎn)業(yè)園區(qū)的目的。

記者：可以介紹一下，中國有哪些企業(yè)采用了你們的服務(wù)，并且對生產(chǎn)有哪些明顯的作用和效果呢？

戴煜博士：其實(shí)橫河電機(jī)早在1957年就開始在中國開展業(yè)務(wù)了。隨著中國的改革開放，國內(nèi)開始引進(jìn)大量橫河電機(jī)的儀器儀表和自動(dòng)化系統(tǒng)。橫河電機(jī)它的技術(shù)是非常先進(jìn)的，產(chǎn)品質(zhì)量也很好，服務(wù)也很優(yōu)質(zhì)，這在自動(dòng)化行業(yè)和市場上迄今為止一直享有著良好的聲譽(yù)。

而且為了幫助中國培養(yǎng)儀器儀表的人才，增進(jìn)中日兩國行業(yè)的交流，橫河電機(jī)獨(dú)家捐贈(zèng)，1991年成立了紀(jì)念蘇天-橫河儀器儀表人才發(fā)展基金會(huì)，主要是選派國內(nèi)儀器儀表行業(yè)的高級管理人員出國培訓(xùn)，也邀請國外的專家來華講學(xué)。這個(gè)基金會(huì)歷時(shí)一共27年，為中國儀器儀表和自動(dòng)化行業(yè)的高級人才培養(yǎng)作出了重要貢獻(xiàn)，而這個(gè)基金會(huì)在2018年完成了它的使命，已經(jīng)注銷。

到目前為止，橫河電機(jī)已經(jīng)在中國各行各業(yè)交付了4000多個(gè)控制系統(tǒng)和300多個(gè)安全系統(tǒng)，為中國大約一半的石油和天然氣行業(yè)大型項(xiàng)目提供了儀表和自動(dòng)化控制系統(tǒng)。目前有7000多以上的中國客戶使用過橫河產(chǎn)品，幾乎遍布中國的能源、化工、材料、制藥等各個(gè)行業(yè)。大的國企里面，包括中石油、中石化、中海油、中國化工、國家電網(wǎng)、中國能源、寶武鋼鐵等都是橫河的客戶。

另外，大型民營企業(yè)，恒力石化、萬華化學(xué)、盛虹集團(tuán)這些等等；還有大型跨國公司，那就更不用說了，巴斯夫、?？松梨诘鹊?；還有大型的合資的外資企業(yè)，中海殼牌、臺(tái)塑等等。這些企業(yè)采用了橫河的產(chǎn)品和服務(wù)，他們享受著橫河電機(jī)提供的國際一流的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)，大大提高了他們工廠運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性，并通過采用橫河電機(jī)提供的全方位的優(yōu)化解決方案，實(shí)現(xiàn)降低成本，提高效率，節(jié)能環(huán)保，長周期運(yùn)行，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。比如在能源行業(yè)，中石化的燕山石化跟橫河合作，開展提高增效項(xiàng)目，一共實(shí)施了32個(gè)項(xiàng)目，完成了世界級現(xiàn)行化模型的升級，實(shí)現(xiàn)了顯著的增效和節(jié)能效果。在化工行業(yè)，像巨化集團(tuán)它的甲烷氯化物，它一個(gè)裝置實(shí)施橫河的先進(jìn)技術(shù)控制方案，能夠?qū)崿F(xiàn)每年蒸汽消耗減少6370噸，二氧化碳減少排放2293噸，這只是一個(gè)代理裝置。

記者：跟國內(nèi)的一些先進(jìn)機(jī)械自動(dòng)化相比來說，橫河的優(yōu)勢是在哪些地方的呢？

戴煜博士：橫河電機(jī)一直是全球自動(dòng)化行業(yè)的一個(gè)知名品牌，它擁有先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)，它的優(yōu)勢來源于它一百多年以來一直奉行的技術(shù)領(lǐng)先和質(zhì)量第一的公司創(chuàng)立原則，堅(jiān)持以客戶為中心，充分了解客戶需求，和客戶共同來創(chuàng)新，創(chuàng)造更多的客戶價(jià)值。

在一百多年以來，橫河電機(jī)一直不斷地技術(shù)創(chuàng)新和業(yè)務(wù)整合，將各個(gè)行業(yè)領(lǐng)先的技術(shù)和資源融為一體，為流程工業(yè)提供自下而上的全線產(chǎn)品和總體解決方案。橫河電機(jī)它按照客戶的實(shí)際要求，通過數(shù)字化和智能制造，幫助客戶解決日益復(fù)雜的生產(chǎn)、運(yùn)營、資產(chǎn)、能源和供應(yīng)鏈管理及優(yōu)化等問題，指導(dǎo)客戶實(shí)現(xiàn)從工業(yè)自動(dòng)化向工業(yè)自主化的變革。

記者：能介紹一下國外機(jī)械自動(dòng)化的一個(gè)發(fā)展的一個(gè)大致的情況嗎？

戴煜博士：目前，數(shù)字化和工業(yè)4.0都是工業(yè)自動(dòng)化非常熱門的方向，這個(gè)是驅(qū)動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)的變革，所以我們看國外的自動(dòng)化方面也都在這一方面往前發(fā)展。這個(gè)里面包括了應(yīng)用了大量的新技術(shù)，像5G、互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、邊緣計(jì)算等等。而且自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)在加快地融合，而且再加上人工智能等等，推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化向工業(yè)自主化、智能化轉(zhuǎn)型。

像橫河電機(jī)我們就有最新的技術(shù)，我們應(yīng)用人工智能能夠?qū)崿F(xiàn)35天對某一個(gè)化工廠，日本的某個(gè)化工廠精餾系統(tǒng)進(jìn)行自主控制，這也是第一次。

第二個(gè)就是技術(shù)方面出現(xiàn)了像比如說新一代的總線技術(shù)，也出現(xiàn)了新的開放式自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)架，也出現(xiàn)新的智能儀表、工業(yè)云和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、無線通信技術(shù)、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)平臺(tái)以及各類專用的工業(yè)軟件，各類局部和整體優(yōu)化和控制的解決方案都出來，而且新的工業(yè)自動(dòng)化的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在形成中，這是在國外。

第三個(gè)，物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了萬物互聯(lián)，數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對整個(gè)產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)化、可視化和最優(yōu)化。云技術(shù)、邊緣技術(shù)、大數(shù)據(jù)、人工智能實(shí)現(xiàn)了我們傳統(tǒng)的自動(dòng)化，對客戶全產(chǎn)業(yè)鏈和價(jià)值鏈的實(shí)時(shí)的監(jiān)控、優(yōu)化和控制，這就包括了生產(chǎn)運(yùn)行、設(shè)備管理、物流管理、供應(yīng)鏈管理、節(jié)能減排等等，各這種大系統(tǒng)全部都連接起來，進(jìn)行實(shí)時(shí)控制、優(yōu)化和管理。

第四個(gè)，現(xiàn)在我們看到工業(yè)自動(dòng)化已經(jīng)不光是工業(yè)自動(dòng)化了，那么這個(gè)是工業(yè)自動(dòng)化和整個(gè)的IT，包括信息化，全部都連在一起，這樣的話現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化更注重網(wǎng)絡(luò)安全，因此現(xiàn)在國外就是要求按照客戶的要求，從客戶工廠自動(dòng)化控制系統(tǒng)到客戶公司信息管理系統(tǒng)一體化的網(wǎng)絡(luò)安全解決方案和運(yùn)行維護(hù)都已經(jīng)推出，像橫河電機(jī)就為殼牌就做過這樣的解決方案和運(yùn)行維護(hù)。

第五個(gè)，也就是現(xiàn)在的自動(dòng)化行業(yè)，從以前自動(dòng)化的產(chǎn)品化向客戶需求的定制化轉(zhuǎn)變，為客戶提供從現(xiàn)場運(yùn)行到企業(yè)運(yùn)營、從工廠管理到社區(qū)可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展的全方位的和全過程的總體的解決方案和服務(wù)，這就是在國外現(xiàn)在自動(dòng)化的發(fā)展的大概情況。

記者：作為工業(yè)自動(dòng)化的權(quán)威人士，您認(rèn)為工業(yè)自動(dòng)化未來的發(fā)展方向和前景是什么呢？

戴煜博士：工業(yè)自動(dòng)化是大家經(jīng)常一起討論的問題，現(xiàn)在我們也可以看到，大量的新技術(shù)都運(yùn)用到工業(yè)自動(dòng)化里面來了，比如說5G，還有互聯(lián)網(wǎng)、云技術(shù)、邊緣技術(shù)、人工智能，新一代的總線等等，包括工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域自身的技術(shù)也在發(fā)展，整個(gè)這些都加快了自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的融合，這就進(jìn)一步推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化向工業(yè)自主化、智能化的轉(zhuǎn)型。

第二個(gè)就是工業(yè)自動(dòng)化從企業(yè)的局部拓展到了企業(yè)的整體，乃至相關(guān)的行業(yè)，它連接供應(yīng)鏈/運(yùn)行/物流/客戶等等各個(gè)方面，并且它與生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)相連，整合、優(yōu)化和控制，使企業(yè)成為一個(gè)完整的、實(shí)時(shí)的、不斷優(yōu)化的、自主控制的、高效運(yùn)行的大系統(tǒng)。

第三，就是工業(yè)自動(dòng)化將通過利用測量控制、網(wǎng)絡(luò)安全、人工智能、數(shù)字孿生等專業(yè)技術(shù)與客戶的業(yè)務(wù)環(huán)境整合協(xié)同，這樣與客戶共同創(chuàng)新，創(chuàng)造新的商業(yè)模式和客戶價(jià)值。

第四，在工業(yè)4.0和互聯(lián)網(wǎng)概念下，將產(chǎn)生基于開放和互聯(lián)的工業(yè)自動(dòng)化新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。開放性使得今后工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)具有整體的和自適應(yīng)的自動(dòng)化系統(tǒng)構(gòu)架，互聯(lián)性使得今后的自動(dòng)化系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)感知、實(shí)時(shí)反應(yīng)和開放的通訊功能。

第五，未來工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)將對從業(yè)人員提出更多的知識(shí)和技能方面的要求，知識(shí)方面就包括了過程分析、數(shù)據(jù)科學(xué)、生產(chǎn)工藝、設(shè)備管理、計(jì)劃調(diào)度、安全環(huán)保、企業(yè)運(yùn)營等，技術(shù)方面就包括如何去有效地運(yùn)用這些知識(shí)來提高企業(yè)效率，增加效益，并及時(shí)應(yīng)對市場的變化，滿足客戶的要求。

第六，是未來工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)將更加注重應(yīng)對和解決社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展中存在的緊迫問題，包括全球流行病、網(wǎng)絡(luò)犯罪、全球氣體氣候變暖、資源短缺、貧窮落后、環(huán)境污染等，工業(yè)自動(dòng)化行業(yè)將和合作伙伴和客戶一起來共同應(yīng)對這些問題和挑戰(zhàn)。這是我提出的一點(diǎn)我們認(rèn)為工業(yè)自動(dòng)化未來發(fā)展的方向和前景，不一定全面，謝謝。

記者：目前疫情仍是社會(huì)上最讓人關(guān)心的問題，而醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展前景也是非常值得期待。但與此同時(shí)，醫(yī)療行業(yè)高昂的研發(fā)和制造費(fèi)用也是讓大家很關(guān)注的問題。在這方面，橫河電機(jī)會(huì)如何發(fā)揮自己的作用？

戴煜博士：實(shí)際上橫河電機(jī)一共有三個(gè)業(yè)務(wù)部門，其中生命科學(xué)部門，就是非常重要的一個(gè)部門。包括食品、飲料，特別是制藥、醫(yī)療方面，我們提供全方位的自動(dòng)化儀器儀表方面的產(chǎn)品和服務(wù)。這一方面的話，我們也有很多的產(chǎn)品和解決方案，比如說要開發(fā)一個(gè)新藥，從試驗(yàn)，一直到真正的投入到生產(chǎn)，整個(gè)這些過程都是可以通過自動(dòng)化系統(tǒng)，從計(jì)劃、開發(fā)，然后到試驗(yàn)，一直到生產(chǎn)，我們都有我們的自動(dòng)化的解決方案。

關(guān)于這方面，我們有很多的產(chǎn)品，可以為客戶創(chuàng)造價(jià)值。這也是我們?yōu)槿祟惖母ｌ砗透玫纳钭鲐暙I(xiàn)的一個(gè)重要的目標(biāo)和一個(gè)業(yè)務(wù)的方向。

橫河電機(jī)和JSR公司使用人工智能連續(xù)35天對化工廠進(jìn)行自主控制，開創(chuàng)世界先河

2022年3月22日

橫河電機(jī)集團(tuán)
JSR Corporation

橫河電機(jī)公司和JSR公司宣布成功完成一項(xiàng)現(xiàn)場測試。該測試使用人工智能(AI)連續(xù)35天對一家化工廠進(jìn)行了自主控制，此舉開創(chuàng)了世界先河*1。該測試證明了強(qiáng)化學(xué)習(xí)人工智能可以安全地應(yīng)用于實(shí)際工廠，并證明了該技術(shù)可以控制現(xiàn)有控制方法（PID控制*2/APC*3）所無法實(shí)現(xiàn)的操作，到目前為止，此類操作仍需要根據(jù)工廠人員的經(jīng)驗(yàn)判斷對控制閥進(jìn)行手動(dòng)操作。該舉措入選了日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省2020年高級工業(yè)安全促進(jìn)項(xiàng)目補(bǔ)貼計(jì)劃。

JSR化工廠的蒸餾塔

從煉油和石化產(chǎn)品到高性能化學(xué)品、纖維、鋼鐵、制藥、食品和水，過程工業(yè)中的控制跨越廣泛的領(lǐng)域。所有這些都涉及化學(xué)反應(yīng)需要極高的可靠性。

在這項(xiàng)現(xiàn)場測試中，人工智能解決方案成功地處理了確保產(chǎn)品質(zhì)量和保持蒸餾塔中液體處于適當(dāng)水平所需的復(fù)雜條件，同時(shí)最大限度地利用余熱作為熱源。這種方法可以穩(wěn)定質(zhì)量，提高產(chǎn)量*4并節(jié)省能源。外部溫度的快速變化是擾亂控制狀態(tài)的主要外部因素，但在雨雪天氣中，生產(chǎn)的產(chǎn)品符合嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)并已經(jīng)發(fā)貨。此外，由于只生產(chǎn)合格產(chǎn)品，因此不存在因生產(chǎn)不合格產(chǎn)品而耗費(fèi)燃料、勞動(dòng)力、時(shí)間和其他資源的情況。通過以下流程，安全操作得以實(shí)現(xiàn)。

控制區(qū)域和效果
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通過以下過程確保安全運(yùn)行：

確保工廠安全運(yùn)營
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本次控制實(shí)驗(yàn)中使用的人工智能，由橫河電機(jī)和奈良先端科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)(NAIST)于2018年共同研發(fā)，稱為階乘內(nèi)核動(dòng)態(tài)策略規(guī)劃(FKDPP)算法，在電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)自動(dòng)化科學(xué)與工程國際會(huì)議上被認(rèn)定為全球首個(gè)可用于工廠管理的基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的人工智能技術(shù)*7。橫河電機(jī)在2019年成功進(jìn)行了控制培訓(xùn)系統(tǒng)*8實(shí)驗(yàn)，在2020年4月成功進(jìn)行了使用模擬器重建整個(gè)工廠的實(shí)驗(yàn)*9，由此確認(rèn)了這種自主控制人工智能*10的潛力，并將其從理論發(fā)展為適合實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)可用于以往無法通過傳統(tǒng)控制方法（PID控制和APC）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的領(lǐng)域，其優(yōu)勢之一在于能夠處理相互沖突的目標(biāo)，例如對高質(zhì)量和節(jié)能的需求。

鑒于有眾多復(fù)雜的物理和化學(xué)現(xiàn)象影響實(shí)際工廠的運(yùn)行，仍有許多情況需要經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員介入并進(jìn)行控制。即使利用PID控制和APC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)操作，經(jīng)驗(yàn)豐富的操作員有時(shí)也需要停止自動(dòng)控制并更改配置和輸出值，例如由于降雨或其他天氣導(dǎo)致大氣溫度突變時(shí)。這是許多公司工廠的常見問題。在推進(jìn)工業(yè)自主化*11過程中，，一個(gè)非常重大的挑戰(zhàn)是如何在人工干預(yù)不可避免的情況下實(shí)施自主控制，在確保高度安全的情況下盡可能地減少干預(yù)量。這項(xiàng)測試的結(jié)果表明，橫河電機(jī)與JSR公司的合作為解決這一長期存在的問題開辟了一條前進(jìn)的道路。

橫河電機(jī)歡迎對這些舉措感興趣的全球客戶。橫河電機(jī)的目標(biāo)是迅速提供實(shí)現(xiàn)工業(yè)自主化的產(chǎn)品和解決方案。

JSR公司認(rèn)為，該試驗(yàn)展示了人工智能在解決化工廠以往無法解決問題的可能性，并考慮將其在其他過程和工廠中的進(jìn)行應(yīng)用，以進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率。

未來，兩家公司將繼續(xù)合作，研究在工廠中使用人工智能的方法。

JSR生產(chǎn)技術(shù)總經(jīng)理Masataka Masutani表示：“由于5G的全面發(fā)展、其他往數(shù)字化社會(huì)邁進(jìn)方面的發(fā)展、確保工廠安全的人力資源的老齡化及其替代人員的缺乏，行業(yè)環(huán)境正發(fā)生變化，石化行業(yè)面臨著利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和人工智能等新技術(shù)來提高生產(chǎn)活動(dòng)安全性和效率的巨大壓力。JSR的研究方向是通過積極結(jié)合無人機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、攝像頭等新技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化，在本次實(shí)驗(yàn)中，我們采用了人工智能控制技術(shù)來應(yīng)對工廠過程控制自動(dòng)化的挑戰(zhàn)。我們驗(yàn)證了人工智能能夠自主控制以前依賴于操作員經(jīng)驗(yàn)而通過手動(dòng)執(zhí)行的過程，我們堅(jiān)信人工智能控制技術(shù)的實(shí)用性和未來潛力。很多業(yè)內(nèi)人士表示，這項(xiàng)技術(shù)不僅減輕了操作員的負(fù)擔(dān)，而且我們也積極應(yīng)對了這項(xiàng)新技術(shù)的挑戰(zhàn)并取得了成功，這正是我們持續(xù)發(fā)展DX的動(dòng)力。今后，我們將擴(kuò)大人工智能控制的操作規(guī)模，努力提高化工廠的安全性、穩(wěn)定性和競爭力。”

NAIST副教授Takamitsu Matsubara表示：“我很高興這次現(xiàn)場測試取得了成功。數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)已開始應(yīng)用于化工廠運(yùn)營，但可用于自主控制和運(yùn)營優(yōu)化的技術(shù)直到現(xiàn)在還沒有完全準(zhǔn)備就緒。強(qiáng)化學(xué)習(xí)人工智能FKDPP算法由橫河電機(jī)和NAIST于2018年聯(lián)合研發(fā)，用于實(shí)現(xiàn)化工廠的自主控制。盡管必須采用大量傳感器和控制閥，但人工智能可以在有限學(xué)習(xí)試驗(yàn)中生成穩(wěn)健的控制策略。這些功能有助于提高開發(fā)過程的效率，并在現(xiàn)場測試期間實(shí)現(xiàn)長達(dá)840小時(shí)的自主控制。我認(rèn)為在實(shí)際蒸餾塔中實(shí)現(xiàn)自主控制，集整個(gè)生產(chǎn)過程和安全性于一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)際應(yīng)用水平達(dá)到如此高的水平，都是非常了不起的成就，對于整個(gè)行業(yè)來說意義重大。我期待著看到這項(xiàng)技術(shù)的未來發(fā)展。”

橫河電機(jī)副總裁兼橫河產(chǎn)品總部負(fù)責(zé)人Kenji Hasegawa補(bǔ)充道：“這次現(xiàn)場測試的成功得益于只有客戶才能提供的對生產(chǎn)過程和操作方面的深入了解，以及橫河電機(jī)利用測量、控制和信息來創(chuàng)造價(jià)值的能力。試驗(yàn)表明，自主控制人工智能(FKDPP)可以在全球范圍內(nèi)大幅促進(jìn)生產(chǎn)自動(dòng)化、提高投資回報(bào)率以及環(huán)境可持續(xù)性。分布式控制系統(tǒng)能夠控制和監(jiān)測工廠生產(chǎn)設(shè)施的運(yùn)行，橫河電機(jī)在該系統(tǒng)的研發(fā)方面處于世界領(lǐng)先地位，并推動(dòng)了一系列行業(yè)的發(fā)展。我們堅(jiān)定地著眼于一個(gè)形成未來工業(yè)模式的自主操作的世界，目前正在推廣‘工業(yè)自動(dòng)化到工業(yè)自主化’(IA2IA)的概念。為在能源、材料、制藥等眾多產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)將人員、機(jī)器、材料和方法(4M)的差異影響考慮在內(nèi)的強(qiáng)大而靈活的生產(chǎn)過程，我們將與世界各地的客戶合作，推動(dòng)自主控制人工智能的聯(lián)合開發(fā)。”

*1 基于橫河電機(jī)于2022年2月進(jìn)行的關(guān)于直接改變化工廠操作變量的人工智能調(diào)查。
*2 比例-積分-微分控制。由Nicolas Minorsky于1922年首次提出，是一種用于過程工業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施控制技術(shù)，用于控制數(shù)量、溫度、液位、壓力和成分等因素。根據(jù)當(dāng)前值與設(shè)定值的偏差，使用P、I、D計(jì)算中的每一個(gè)結(jié)果針對目標(biāo)值進(jìn)行控制。這種控制模式存在無法應(yīng)對多種外部干擾（天氣、氣候、材料成分變化）和目標(biāo)值頻繁變化等問題，因此需要手動(dòng)控制。
*3 先進(jìn)過程控制。該控制技術(shù)使用數(shù)學(xué)模型，可以預(yù)測過程響應(yīng)并為PID控制回路實(shí)時(shí)提供設(shè)定值，以提高生產(chǎn)率、質(zhì)量和可控性。先進(jìn)過程控制也可以很容易地用于控制，以提高產(chǎn)量、減少勞動(dòng)時(shí)間并節(jié)約能源。利用APC可以減小數(shù)據(jù)偏差，從而更接近操作性能的極限（即獲得最佳性能）。然而，這項(xiàng)技術(shù)不擅長應(yīng)對流體的快速蒸發(fā)和其他此類化學(xué)反應(yīng)、材料成分的重大變化以及機(jī)械的變化，因此受到了限制。
*4 通過精制過程從原料中獲得的實(shí)際目標(biāo)產(chǎn)品量。
*5CENTUM VP集散控制系統(tǒng)對整個(gè)生產(chǎn)過程同時(shí)監(jiān)測和控制壓力、流速、溫度等因素，并集成各種互鎖功能，以實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的操作和事故預(yù)防。為了防止工廠事故，可以與安全儀表系統(tǒng)(SIS)、緊急切斷裝置(ESD)、防火系統(tǒng)(F&G)等配合使用。
*6 一種可以阻止啟動(dòng)的機(jī)制，除非在操作前滿足某些條件。該機(jī)制通過防止不正確的操作、程序錯(cuò)誤等來提高安全性。
*7 《用于醋酸乙烯單體工廠模型控制的階乘內(nèi)核動(dòng)態(tài)策略規(guī)劃》，2018年8月。https://ieeexplore.ieee.org/document/8560593/ . IEEE (電氣與電子工程師協(xié)會(huì))電氣與電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)是一個(gè)位于美國的學(xué)術(shù)研究和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，專注于電氣和信息工程領(lǐng)域。IEEE在全球160個(gè)國家擁有超過40萬名會(huì)員。
*8 一種用于進(jìn)行水位調(diào)節(jié)訓(xùn)練和實(shí)驗(yàn)的三罐水位控制系統(tǒng)，總體目標(biāo)是在最低階段控制水位。該控制系統(tǒng)還帶有能夠產(chǎn)生人工干擾，從而隨機(jī)改變水流狀態(tài)的裝置。由于液體的特性，控制水流速在過程工業(yè)中是一項(xiàng)艱難的挑戰(zhàn)。通過對水流速的適當(dāng)控制，該控制系統(tǒng)可提升制造工廠的生產(chǎn)效率。
*9 《用于醋酸乙烯單體過程全廠控制的可擴(kuò)展強(qiáng)化學(xué)習(xí)》，控制工程實(shí)踐(Control Engineering Practice,)，第97卷，2020年4月
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967066120300186 
*10 橫河電機(jī)將自主控制人工智能定義為能夠獨(dú)立推導(dǎo)出最佳控制方法并具有高度穩(wěn)健性，能夠在一定程度上自主處理前所未有情況的人工智能。
*11 橫河電機(jī)對工業(yè)自主化的定義如下：“工廠設(shè)備和運(yùn)營將具有學(xué)習(xí)和適應(yīng)能力，可以通過最少的人為交互做出響應(yīng)，從而使運(yùn)營商能夠執(zhí)行更高級別的優(yōu)化任務(wù)。”橫河電機(jī)于2021年對390家制造公司的534名決策者進(jìn)行了一項(xiàng)關(guān)于實(shí)施工業(yè)自主化的全球最終用戶調(diào)查，結(jié)果顯示，42%的受訪者表示將人工智能應(yīng)用于工廠過程優(yōu)化會(huì)對未來三年內(nèi)的工業(yè)自主化產(chǎn)生重大影響。
(參考: https://web-material3.yokogawa.com/24/32484/details/The_Acceleration_of_Industrial_Autonomy_English.pdf )