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【中控技术】工业AI驱动生产模式变革:TPT大模型助力万华化学探索自主运行新路径

已有127次阅读2025-05-14标签:
 
  行业挑战:高耗能、高安全要求下的效率瓶颈
 
  在“双碳”目标与全球化竞争的双重压力下,氯碱行业正面临严峻挑战:如何在复杂多变的强酸强碱苛刻工况下,实现长期安全运行、平稳生产、效益持续提升?作为全球化工新材料巨头,万华化学(宁波)氯碱生产基地同样受困于传统模式的局限——操作强度高、参数平稳难、安全隐患排查难、物耗能耗成本居高不下。
  (图片来源:万华化学官网)万华化学(宁波)氯碱有限公司
 
  基于与中控技术的战略合作,全球首个时间序列大模型TPT(Time-seriesPretrainedTransformer)在万华化学(宁波)氯碱生产基地65万吨烧碱装置予以应用。作为工业大模型领域的技术突破,中控技术自主研发的时间序列大模型TPT基于生成式AI与工业数据,通过统一工业建模实现跨工况智能预测与自主优化,深度挖掘工业数据价值,实现生产过程自动化(ProcessAutomated,PA),帮助用户实现生产过程安全、高效、高质的自主运行,推动流程工业提效稳产和智能化转型。
 
  TPT大模型通过自监督学习框架,融合生产过程工艺、设备、质量数据,实现异常预测预警、动态操作优化、智能实时控制、自主分析决策,打破了传统氯碱生产的效率瓶颈,为高耗能、高安全要求的流程工业提供了可复制的智能化解决方案,实现三大核心突破。
 
  智能控制:从人工调节到算法驱动的精准控制
 
  废液pH值控制:传统PID调节在废液pH值控制中存在稳定性差、依赖人工干预的问题,现在,TPT通过历史数据与实时工况的动态学习,构建预测-执行闭环控制算法,将pH值稳定在6.8-8.2区间,中和时间从5小时压缩至1小时,预计年节约中和剂成本20万元。
 
  碳酸钠投加优化:针对原盐杂质波动导致的钙镁离子含量不稳定的问题,TPT实时追踪工艺参数,实现碳酸钠用量的精准控制(0.35g/L±0.02),预计年节省用量约1000吨,大幅降低了成本。
 
  智能分析:数据整合驱动工艺优化与风险防控
 
  电解槽能效优化:电解槽能效管理中,TPT整合电压、电流、温度等多维数据,建立多目标协同优化模型,预计可使吨碱电耗降低5%左右。
 
  离子膜寿命预测:通过分析离子膜性能劣化与电耗的关联关系,TPT实现离子膜寿命预测精度达95%,避免过早更换或性能衰退造成的损失。
 
  异常监测升级:TPT实时监控174个阀门状态及154个工艺参数,故障预警准确率提升,并自动生成处置方案,实现快速实时响应。
 
  智能决策:从经验判断到科学决策
 
  生产计划优化:基于设备综合效率(OEE)分析,TPT定位停机损失、效率损失等关键因素,通过生产计划优化,设备综合效率得到提升。
 
  小时利润管理:系统实时关联生产数据与市场价格波动,生成利润波动分析报告,辅助管理层快速调整生产节奏与定价策略,实现从滞后决策到实时动态优化的转变。
 
  作为化工行业数字化转型的标杆应用,TPT大模型在万华宁波(氯碱)生产基地覆盖了计划调度、生产运行、运行维护等核心业务流程。实现了从传统人工调节、静态控制到算法驱动、动态优化的全流程升级,推动决策逻辑由经验主导向数据驱动的根本性转变。预计每年为其节省超千万元综合成本。
 
  该项目成功验证了TPT大模型在复杂大型化工装置中的稳定运行能力,不仅为复杂工况下的智能化改造提供了可靠技术支撑,更通过"AI+安全""AI+质量""AI+低碳""AI+效益"四大维度解决方案,推动万华化学实现工业智能化的创新突破。
 
  本项目不仅是TPT技术落地的典范,更揭示了化工行业智能化转型的核心逻辑——以数据为纽带,重构生产、管理与决策链条,实现从“人控”到“智控”的全流程闭环。印证了中控技术的核心主张——工业AI必须扎根场景、创造实效。TPT融合时序数据预训练与工艺机理模型,解决传统控制中参数耦合、滞后性强等技术难点,支持从单设备控制到全厂级生产调度的集成部署,更凭借算法迭代与生态整合潜力,让化工行业从“经验主导”迈入“AI驱动”的新阶段。
 
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