2024年世界多地地緣政治沖突依舊存在，烏克蘭危機升級、巴以沖突風(fēng)險持續(xù)，成為地區(qū)乃至全球經(jīng)濟發(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)實現(xiàn)。
本白皮書展示了AI在實際工業(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，從而進一步提升運營。
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，再加上數(shù)據(jù)的洞見，如機器學(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)實現(xiàn)卓越運營。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，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)置保護措施，既可確保工廠運營安全，還能幫助企業(yè)提高效率、追蹤設(shè)備運營狀況，并優(yōu)化可持續(xù)戰(zhàn)略的實施。
工業(yè)AI能夠在業(yè)務(wù)運營的關(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，對于其建模可以根據(jù)實際現(xiàn)場運作情況，可以更加快速和頻繁地進行更新。
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)。
因為反復(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營商在評估氣田開發(fā)項目的經(jīng)濟可行性，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)濟指標(biāo)的全面評估表明，繼續(xù)推進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)化客戶運營效率在MOL集團、陶氏化學(xué)、Sardeolica均有良好體現(xiàn)。艾斯本為MOL集團提供預(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的故障。從而支持整個組織更可持續(xù)化的運營。
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。而在實際運營層面，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)測性維護代理來預(yù)測風(fēng)電場中變速箱和發(fā)電機的機械故障。提前6個月發(fā)出警告，降低10%生命周期維護成本，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%）。
推進共同創(chuàng)新 實現(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，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 降低碳強度，CCUS和OPEX的項目時間表分別縮短50%和20%
2024年4月，艾斯本推出一種新的獨特的集成建模和優(yōu)化解決方案，旨在指導(dǎo)公司進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規(guī)模更大的協(xié)同創(chuàng)新計劃，匯聚領(lǐng)先的業(yè)主運營商和工程、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入到生物基原料、氫經(jīng)濟、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行充分的協(xié)作、進行信息的分享。包括OMV、埃克森美孚等深度密切合作的客戶，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行互動，艾斯本是以軟件為平臺來傳播全球的最佳實踐，目前聚焦以下幾個領(lǐng)域：
一是資產(chǎn)高效運營。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，使得整個運營需要更加高效。其實國外已經(jīng)在運營高效方面有很多經(jīng)驗，會把這些沉淀成最佳實踐，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)展在運營中的表現(xiàn)，已經(jīng)把節(jié)能減排變成運營的一部分，低碳策略運營化了。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。
三是全球化。很多全球優(yōu)秀的公司很早就是全球運營的模式，而中國公司在全球的項目越來越多。在此情況下，也把整個工程設(shè)計、建造的最佳實踐介紹給中國的客戶，以軟件為平臺來傳播最佳實踐。
圖7 艾斯本全球化運營設(shè)計、建造最佳實踐
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，而且進一步擴大領(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。比如在海外交付項目時，可以用我們的并行交付模式進行設(shè)計和交付項目，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。現(xiàn)在在工業(yè)包括供應(yīng)鏈等等方面，實現(xiàn)全球化艾斯本也可以有非常大的助力，因為所有的這些過程都要求有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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