2024年世界多地地緣政治沖突依舊存在，烏克蘭危機(jī)升級、巴以沖突風(fēng)險持續(xù)，成為地區(qū)乃至全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中長期制約因素，干擾能源等重要物資供應(yīng)，加劇全球能源安全風(fēng)險。而能源需求增長與轉(zhuǎn)型也面臨投資回報率、技術(shù)成本等諸多壓力和挑戰(zhàn)。
在數(shù)字化進(jìn)程日益加速的今天，人工智能（AI）已成為各行各業(yè)轉(zhuǎn)型與升級的重要動力。據(jù)CONTROLENGINEERINGChina最近發(fā)布的《2024中國工業(yè)AI發(fā)展洞察與展望》白皮書調(diào)查顯示，當(dāng)前工業(yè)AI應(yīng)用尚處于初始階段，近一半的企業(yè)預(yù)計AI的廣泛應(yīng)用將在3~5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
本白皮書展示了AI在實(shí)際工業(yè)環(huán)境中的有效性。如中壓變頻器柜的AI視頻智能檢測、石化行業(yè)壓縮機(jī)組的改造均證明了AI技術(shù)能夠在復(fù)雜的生產(chǎn)環(huán)境中發(fā)揮巨大的價值。
艾斯本引領(lǐng)工業(yè)AI發(fā)展
全球頂尖的工業(yè)軟件解決方案提供商——艾斯本提供超過40年的行業(yè)創(chuàng)新將包括34000種化合物數(shù)據(jù)庫建模、仿真和8000多種工業(yè)流程控制APP的優(yōu)化能力與工業(yè)運(yùn)營專業(yè)知識相融合，并應(yīng)用高級分析來提高生產(chǎn)資產(chǎn)的盈利能力和可持續(xù)性，以增強(qiáng)石油、天然氣、化工、制藥、電力等多個領(lǐng)域客戶業(yè)務(wù)。
艾斯本全球企業(yè)解決方案咨詢高級總監(jiān)Rob Howard告訴筆者，在生產(chǎn)制造的環(huán)節(jié)當(dāng)中，如果采用統(tǒng)一的艾斯本解決方案，可帶來20%利潤增長。在資產(chǎn)績效管理上，艾斯本可以把維護(hù)成本降低25%，可以把資產(chǎn)預(yù)測性的分析用來提升可靠性分析，從而進(jìn)一步提升運(yùn)營。
圖1 艾斯本全球企業(yè)解決方案咨詢高級總監(jiān) Rob Howard
Rob Howard向筆者介紹稱，艾斯本使用或者采用工業(yè)AI已經(jīng)有二十多年歷史，在2000年以前艾斯本就開始使用到神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（算法數(shù)學(xué)模型）。“我們對于工業(yè)AI或者工業(yè)AI對于我們來說，不是什么新的東西，我們一直推進(jìn)著工業(yè)AI。2005年~2010年期間，艾斯本把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)融入到艾斯本的Mtell（AI預(yù)測分析領(lǐng)域），也是充分利用生成式AI及深度學(xué)習(xí)。”
“所以艾斯本創(chuàng)造了這個詞匯——工業(yè)AI。原因也非常具體，我們認(rèn)為普通AI不能夠適應(yīng)工業(yè)場景。對于我們來說，在工程領(lǐng)域具體的知識、經(jīng)驗(yàn)，再加上數(shù)據(jù)的洞見，如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、生成式AI，工業(yè)AI是我們所在領(lǐng)域的專長。”
工業(yè)AI是能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，能推動企業(yè)實(shí)現(xiàn)卓越運(yùn)營。Rob Howard表示，在化工工程領(lǐng)域中的一些基本規(guī)則，如能源保護(hù)，要把它應(yīng)用在AI的輸出上，給予在工業(yè)化環(huán)境中的安全和預(yù)測，建立起非常健康的信任。AI模型具有內(nèi)置保護(hù)措施，既可確保工廠運(yùn)營安全，還能幫助企業(yè)提高效率、追蹤設(shè)備運(yùn)營狀況，并優(yōu)化可持續(xù)戰(zhàn)略的實(shí)施。
工業(yè)AI能夠在業(yè)務(wù)運(yùn)營的關(guān)鍵領(lǐng)域帶來徹底變革，顯著提升靈活性、指導(dǎo)性和自動化水平。
靈活性方面，Rob Howard認(rèn)為，借助于AI在決策過程中更加的迅速、準(zhǔn)確。如在一個煉化廠反應(yīng)器，對于其建?？梢愿鶕?jù)實(shí)際現(xiàn)場運(yùn)作情況，可以更加快速和頻繁地進(jìn)行更新。
指導(dǎo)性方面，Rob Howard表示，主要指的是用于高級的流程控制，在語言能力方面，要明白用這個技術(shù)做了什么，然后還可以提出問題。操作員問我怎樣把這個流速控制在2.5，后面就會有一個背景的解釋，在工廠當(dāng)中不同的速率有什么樣的限制。通過這種方式，操作員就可以明白為什么在這個場景下要用到這樣的技術(shù)。
自動化經(jīng)常在工業(yè)場景中使用，AI可以用于Mtell當(dāng)中的Maestro，主要是快速讓用戶了解在資產(chǎn)性能表現(xiàn)等方面有什么新的代理。也即能夠?qū)崿F(xiàn)的效果是可以以最快的速度、最廣的范圍做到技術(shù)規(guī)模化，但同時對于操作員必須要有的專業(yè)知識提供了不需要知道那么多的可能性。
圖2 自動化工業(yè)場景
為上游客戶創(chuàng)造商業(yè)價值
Rob Howard介紹說：“艾斯本擁有的眾多技術(shù)涉及到工業(yè)AI，最終目標(biāo)要實(shí)現(xiàn)自動優(yōu)化資產(chǎn)和自動化，減少企業(yè)之間小的壁壘，讓所有數(shù)據(jù)在一個數(shù)據(jù)模型當(dāng)中得到集成。”那么工業(yè)AI能夠帶來的是哪些客戶的價值呢？艾斯本大中華區(qū)解決方案咨詢高級總監(jiān)陳潔女士進(jìn)一步介紹說：“用工業(yè)AI的領(lǐng)域貫穿了SOCAR（阿塞拜疆石油）上游的勘探、開發(fā)以及整個煉化過程。使用艾斯本的AI解決方案，用地震波進(jìn)行反推，用AI來解讀地震波，反推整個地質(zhì)結(jié)構(gòu)。同時還用AI、用地震波分析巖層結(jié)構(gòu)。
因?yàn)榉磸?fù)的分析，最終效果是在鉆井的時候?qū)崿F(xiàn)打井的位置最優(yōu)。在SOCAR（阿塞拜疆石油）從原來得打12口井，現(xiàn)在一樣的產(chǎn)量打8口井即可，效率可以提高至少1/3。鉆一口井成本昂貴，如果沒有精確到位，就會重復(fù)投資，艾斯本工業(yè)AI大規(guī)模地提升了整個鉆井的有效性。”
圖3 艾斯本大中華區(qū)解決方案咨詢高級總監(jiān) 陳潔女士
據(jù)了解，里海地區(qū)一家大型石油與天然氣運(yùn)營商通過艾斯本的地下勘探和工程軟件功能將勘探成本降低20%。這家大型石油和天然氣運(yùn)營商在評估氣田開發(fā)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)可行性，以及設(shè)計減少不確定性和風(fēng)險的勘探和研究計劃方面遇到了挑戰(zhàn)。由此，艾斯本的地下科學(xué)與工程（SSE）解決方案在油田開發(fā)的多元場景測試與模擬中得到廣泛應(yīng)用，能夠評估不確定性和潛在風(fēng)險，作為項(xiàng)目可行性的一部分依據(jù)。
解決方案涵蓋地質(zhì)建模、儲層流動模擬及油井和地表網(wǎng)絡(luò)的流動模擬。對測試場景經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的全面評估表明，繼續(xù)推進(jìn)勘探鉆井是明智的選擇。這些結(jié)論使研究重心從斷裂特性轉(zhuǎn)移。該公司得出結(jié)論，通過針對關(guān)鍵不確定性開展有針對性地研究，可以在不損失信息質(zhì)量情況下，將新勘探井的調(diào)查成本降低20%。
近幾年，國內(nèi)油氣上游開采量一直在增長，艾斯本也隨之在戰(zhàn)略決策的基礎(chǔ)上采用艾斯本的AI工具大規(guī)模地助力三桶油油氣開采效率。
在地下科學(xué)與工程解決方案領(lǐng)域，艾斯本成功開發(fā)了多項(xiàng)具有重大價值創(chuàng)造潛力的人工智能技術(shù)能力。
圖4 用復(fù)合地震圍欄上解釋斷層和層位。相交的斷層顯示斷層發(fā)展為捕獲的不確定性。
人工智能使艾斯本能夠通過多種方式加速海量數(shù)據(jù)的解析，自動化執(zhí)行解釋流程中的中間環(huán)節(jié)，大幅提升表征的精確度，并有效降低鉆井作業(yè)的風(fēng)險。更重要的是，這些能力顯著將新項(xiàng)目可行性研究的周期縮短數(shù)周甚至數(shù)月。
通過提升數(shù)據(jù)解析的速度與準(zhǔn)確性，工程師們得以做出更為明智且迅速的決策。通過縮減資本決策周期及降低投資風(fēng)險，艾斯本能夠創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟(jì)價值。
優(yōu)化資產(chǎn) 提升下游客戶價值
在煉油廠，Saudi Aramco使用Aspen HYSYS通過開發(fā)多個裝置的工廠數(shù)字孿生分析煉油廠重新配置計劃的可行性。新的重組計劃預(yù)計煉油廠的加工能力將增加100,000桶/天，燃料油產(chǎn)量將大幅減少，柴油產(chǎn)量大幅增加。
Rob Howard稱，SOCAR丙烯腈熱回收通過艾斯本工業(yè)AI優(yōu)化增加了36%的廢熱回收。對于其他的客戶來說，可以更高的提升可靠性。對于巴斯夫來說，可以最大化地實(shí)現(xiàn)環(huán)氧乙烷（EO）投資回報。巴斯夫是環(huán)氧乙烷方面的領(lǐng)導(dǎo)者，EO作為一種危險的化學(xué)物質(zhì)，艾斯本工業(yè)AI是用在動力模型上，涵蓋整個過程，可以保證EO即在安全閾值內(nèi)又產(chǎn)出最高。
據(jù)了解，巴斯夫作為艾斯本全球最大的化工客戶之一，艾斯本與巴斯夫共同研發(fā)工業(yè)數(shù)據(jù)解決方案，并產(chǎn)生巨大影響。“把大規(guī)模的工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合并且情景化。情景化和聚合并不重要，但重要的是經(jīng)過數(shù)據(jù)的聚合和情景化，AI模型就非常容易地去運(yùn)用這些數(shù)據(jù)。
圖5 化工廠夜景
陳潔介紹說：“有時建模型容易，但訓(xùn)練模型比較難，主要是數(shù)據(jù)的問題和算力的問題。經(jīng)過把數(shù)據(jù)有效的聚合情景化，就可以有效地訓(xùn)練這些模型，并且用最有效的方法或者最小的算力來訓(xùn)練這些模型。”
艾斯本工業(yè)AI軟件優(yōu)化客戶運(yùn)營效率在MOL集團(tuán)、陶氏化學(xué)、Sardeolica均有良好體現(xiàn)。艾斯本為MOL集團(tuán)提供預(yù)測分析對業(yè)務(wù)產(chǎn)生數(shù)百萬美元的影響。在78天可維護(hù)規(guī)劃和干預(yù)的交付期內(nèi)，檢測關(guān)鍵石化廠中主要泵和壓縮機(jī)的故障。從而支持整個組織更可持續(xù)化的運(yùn)營。
陶氏化學(xué)使用艾斯本工業(yè)AI混合模型可提高10%的產(chǎn)量，為難以精確建模的高價值化學(xué)品構(gòu)建反應(yīng)器生產(chǎn)裝置模型。而在實(shí)際運(yùn)營層面，生產(chǎn)過程難以保持穩(wěn)定控制，并且難以避免質(zhì)量和產(chǎn)量問題。
Sardeolica使用艾斯本工業(yè)AI預(yù)測性維護(hù)代理來預(yù)測風(fēng)電場中變速箱和發(fā)電機(jī)的機(jī)械故障。提前6個月發(fā)出警告，降低10%生命周期維護(hù)成本，一年內(nèi)，通過Maestro &遷移學(xué)習(xí)功能將Mtell部署到48個資產(chǎn)中。預(yù)計風(fēng)能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的壽命將延長1~2年（約6~12%）。
推進(jìn)共同創(chuàng)新 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展路徑
Rob Howard說：“AI也可以幫助中國脫碳。特別重要的一點(diǎn)，是可以幫助培養(yǎng)中國新的工程師，幫助他們建設(shè)這種能力，可以更好的來解決現(xiàn)有工廠里的問題。”使用生成式AI的確對于“以人為本”或者“以人為基礎(chǔ)”的AI使用達(dá)到一個新的層級。艾斯本可持續(xù)性解決方案的設(shè)計過程中，涉及到如何利用二氧化碳過程更快，以更高效的速度來提升自動化的水平。
圖6 降低碳強(qiáng)度，CCUS和OPEX的項(xiàng)目時間表分別縮短50%和20%
2024年4月，艾斯本推出一種新的獨(dú)特的集成建模和優(yōu)化解決方案，旨在指導(dǎo)公司進(jìn)行碳捕獲利用和存儲決策以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略投資。艾斯本的戰(zhàn)略規(guī)劃解決方案基于與全球頂尖的綜合能源和化工集團(tuán)之一——沙特阿美公司簽訂許可協(xié)議而開發(fā)的。憑借這一顯著成就，艾斯本也宣布正著手啟動一項(xiàng)規(guī)模更大的協(xié)同創(chuàng)新計劃，匯聚領(lǐng)先的業(yè)主運(yùn)營商和工程、采購及施工（EPC）公司，共同創(chuàng)新更廣泛的戰(zhàn)略規(guī)劃解決方案組合，以嘗試在多種可持續(xù)發(fā)展路徑上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
Rob Howard告訴筆者，在可持續(xù)發(fā)展的路徑上，現(xiàn)有的在能效管理、排放管理、電氣化方面越來越多地進(jìn)入到生物基原料、氫經(jīng)濟(jì)、可再生能源。在可再生電力方面中國是世界的領(lǐng)導(dǎo)者。未來更多的可持續(xù)發(fā)展路徑，如塑料循環(huán)性、新材料以及二氧化碳都可以作為一種原料。
在該領(lǐng)域中艾斯本有可持續(xù)性的區(qū)域顧問，并與不同地方的不同公司進(jìn)行充分的協(xié)作、進(jìn)行信息的分享。包括OMV、?？松梨诘壬疃让芮泻献鞯目蛻?，幫助他們加快綠氨的生產(chǎn)、加快技術(shù)的應(yīng)用，提升工廠效率。
商業(yè)機(jī)會和市場布局
艾斯本在中國已經(jīng)有20余年發(fā)展，主要在軟件設(shè)計、開發(fā)、技術(shù)支持、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)等，為中國客戶提供本地化的軟件產(chǎn)品和服務(wù)支持。Rob Howard認(rèn)為，現(xiàn)在中國更需要與全球進(jìn)行互動，艾斯本是以軟件為平臺來傳播全球的最佳實(shí)踐，目前聚焦以下幾個領(lǐng)域：
一是資產(chǎn)高效運(yùn)營。國內(nèi)石油石化行業(yè)的產(chǎn)能相對過剩，下游整個化工市場還沒有完全回彈，使得整個運(yùn)營需要更加高效。其實(shí)國外已經(jīng)在運(yùn)營高效方面有很多經(jīng)驗(yàn)，會把這些沉淀成最佳實(shí)踐，以艾斯本的軟件平臺介紹給中國客戶。
二是可持續(xù)發(fā)展。可持續(xù)發(fā)展在歐洲，如碳稅的價格現(xiàn)在幾乎是中國的10倍（如果不是20倍的話）。歐洲對可持續(xù)發(fā)展在運(yùn)營中的表現(xiàn)，已經(jīng)把節(jié)能減排變成運(yùn)營的一部分，低碳策略運(yùn)營化了。所以艾斯本中國的客戶也特別期望借鑒這些全球的經(jīng)驗(yàn)。
三是全球化。很多全球優(yōu)秀的公司很早就是全球運(yùn)營的模式，而中國公司在全球的項(xiàng)目越來越多。在此情況下，也把整個工程設(shè)計、建造的最佳實(shí)踐介紹給中國的客戶，以軟件為平臺來傳播最佳實(shí)踐。
圖7 艾斯本全球化運(yùn)營設(shè)計、建造最佳實(shí)踐
Rob Howard說：“很難相信中國有著世界大約40%的化工原料，在化工領(lǐng)域中國像一個巨人，所以這個規(guī)模有盈利方面的挑戰(zhàn)。中國在很多方面已經(jīng)是領(lǐng)導(dǎo)者，我們特別相信艾斯本可以通過我們的解決方案可以幫助中國繼續(xù)保持領(lǐng)導(dǎo)者的地位，而且進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)者的份額。”
中國發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的目標(biāo)是要提升資產(chǎn)的利潤率、效率。在某些領(lǐng)域中國出現(xiàn)了產(chǎn)能過剩，需要由AI來幫助它能最有效的管理這些資產(chǎn)。
陳潔女士補(bǔ)充稱，中國企業(yè)的國際影響力越來越大，AI可以使之全球化的腳步更順暢。比如在海外交付項(xiàng)目時，可以用我們的并行交付模式進(jìn)行設(shè)計和交付項(xiàng)目，底層邏輯就是用數(shù)據(jù)和AI來支撐。
還有整個軟件里面內(nèi)嵌了如全球的成本庫、全球的報價習(xí)慣（尤其是資本性支出），所有這些軟件的功能都可以支撐中國企業(yè)順利地加快全球化腳步。
Rob Howard表示，非常認(rèn)同陳潔女士的觀點(diǎn)?，F(xiàn)在在工業(yè)包括供應(yīng)鏈等等方面，實(shí)現(xiàn)全球化艾斯本也可以有非常大的助力，因?yàn)樗械倪@些過程都要求有AI的融入，而且AI的解決方案也可以讓所有的升級或者并行的工程速度更快。
據(jù)了解，艾斯本助力中國過程行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級，已與眾多中國企業(yè)建立了長期的合作關(guān)系，并積極參與中國市場的項(xiàng)目建設(shè)，不斷推動其產(chǎn)品和服務(wù)在中國的本地化應(yīng)用和創(chuàng)新發(fā)展。
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