拥抱工业自主化的未来

文/本刊记者 胡静

专访横河电机（中国）有限公司解决方案工程技术本部本部长王东博士——在如今的现代化工厂中，人们对自动化技术的应用已经越来越驾轻就熟。这也不禁让人思索，除了高度的自动化，能够在人工智能加持下实现自主生产的“未来工厂”，该是怎样的一番图景？

毫无疑问，随着计算机和人工智能（AI）技术的飞速发展，人们对用AI来替代传统的决策和操作实现更多操作的“无人化”工厂充满憧憬。从工业自动化软硬件及仪器仪表产品起家，拥有百年历史的横河电机作为全球自动化、数字化领域的领军企业，在为客户提供自动化、信息化解决方案的同时，不断深化工业自主化的研发，通过持续创新为客户创造价值。近期，笔者采访了横河电机（中国）有限公司解决方案工程技术本部的本部长王东博士，对于横河电机提出的IA2IA（从工业自动化到工业自主化）的愿景印象颇深。

IA2IA：未来工厂的诗和远方

多年来，为了打造面向未来的智慧型工厂，企业充分利用自动化和信息化技术，对生产单元、系统和整座工厂进行数字化重塑，取得了很好的效果。如果谈及“未来工厂”，无论是在离散行业还是流程行业，“无人化”都是一个绕不开的话题。作为自动化产品服务的领先供应商，横河电机认为，未来的工厂一定是能够自主生产的无人化工厂。近年来，横河电机就提出了IA2IA愿景，并为这条漫长的转型之路，制定了清晰的实施路径图，如图1所示。

从实现路径图来看，以现阶段许多工厂的自动化成熟度，离“无人化”还有很大差距。梦想与现实间总是横亘着数座难平的“大山”，尤其对工艺复杂的流程行业来说，高温高压、易燃易爆等严苛工况，生产装置的测量控制层基础薄弱等，都在制约着IA2IA的进展。值得庆幸的是，王东表示，如今国内越来越多的企业，不再片面地追求看似“高大上”的智能工厂概念，而认识到基础测量控制，以及在稳定工况下实现装置级自动化操作的重要性。

为了更快推动IA2IA，这些年横河电机从多个方面进行了尝试。例如：在机器人技术层面，除了开发机器人自动巡检应用外，还开发了统一的机器人监控平台，用于监控企业中的各类无人机、履带式巡检机器人、爬行机器人等；在人工智能自学习控制技术方面，横河电机还构筑了新的AI控制算法，以取代原有的PID控制，为客户未来实现装置自主控制打下基础。

为了壮大生态圈队伍，横河电机提出了“Co-Innovating Tomorrow”的口号，并已经和许多石油化工巨头合作，着手制定IA2IA的国际标准。“目前，横河电机已经在一家日本化工厂的装置上实现了35天的自主操作，全程无需人的干预。”王东表示，横河电机中国团队也与一家大型化工企业合作，实现了14天的“零手动”操作，取得了良好的经济效益和社会效益，项目的成功实践，也为IA2IA在中国的推广奠定了一定的基础。

一站式服务，赋能全生命周期自主化

众所周知，数据能够最真实地反应生产、设备以及能源的情况。除了减少人的介入，让“无人化”成为可能，当前阶段数字化技术的另一个重要功能就是最大程度地释放数据价值。在如今IT、OT深度融合的时代机遇之下，当海量OT实时数据以秒级甚至毫秒级涌入系统时，无论是收集还是分析处理，都是人力无法企及的。王东表示，“横河电机基于新兴的IT大数据和人工智能技术，一直致力于研究如何利用好这些数据，为企业高效运营提供可靠支持。”

例如在工厂中，操作员、车间、工厂人员关注的指标（KPI）是不一样的，甚至有些指标是矛盾的。为了解决这一问题，横河电机利用大数据技术开发的基于效益驱动的操作指导 ——Profit Driven Operation（PDO），可以直接在DCS上运行，用于联动所有KPI数据，消除各个层级的指标矛盾，助力实现工厂的整体最优化操作。

近年来，在安全生产层面，企业对于设备预测性维护和故障诊断愈发重视。而这一功能的实现，需要依赖设备的实时数据和各类工艺参数。为此，横河电机基于DCS的工艺数据开发了过程数据分析（PDA）算法，可以实现对生产、能耗、设备数据的分析，实现故障诊断和预测性维护，为企业安全生产提供有力保障。此外，横河电机中国团队还开发了基于人工智能的动作识别应用，可以感知和识别人员动作。该项技术可以用于医药行业，避免操作人员投料错误。

近年来，横河电机在原有的智能工厂解决方案基础上，推出了云服务平台Y-Cloud。随着原有应用的云平台移植，客户将能根据自身实际需求，享受更便捷好用的云服务。不仅如此，2022年横河电机推出的OpreX资产健康洞察服务，也将更全面覆盖感知、控制、管理和优化环节，为全生命周期的数字化转型服务。

战略变革，做价值的领军创造者

历经百年，横河电机仍能保持业绩的持续增长，这与其自身前瞻的经营战略关系紧密。2021年，横河电机修订并草拟了中期经营计划（Accelerate Growth 2023），其中制定了4项关键战略和优先措施，分别是：实施IA2IA和智能制造，变革价值供给；加强行业响应能力，扩大跨行业业务；确保盈利能力和健康增长；优化内部运营、转变思维方式。其中的3个目标无一例外，都是围绕为客户提供价值而设立的。

2021年以来，横河电机开始组织改革，建立了以能源与可持续发展、材料和生命科学3大行业为基础的销售、开发、服务体系。王东表示，这样的改革是希望横河能够积累深厚的行业知识和整体解决方案，为客户创造更多价值，致力于帮客户收获更强的企业竞争力，其中就包括缩短项目执行时间、助力更快更好的生产等。对于客户来说，横河电机不仅仅是设备技术的服务商，而是一家拥有丰富行业经验和知识的价值提供者。

同时，为响应全社会聚焦可持续发展的大趋势，在这份中期经营计划中，横河电机更加强调能源价值链（从生产供应到使用、处置和回收），关注安全和优化运营。

横河电机于2017年8月制定了可持续发展“三个目标”，提出了实现低碳、循环利用型社会的愿景，旨在通过使用低碳能源和可循环材料等方法使世界变得更美好。在我国“3060”双碳目标下，这一抹绿色减碳的底色，也将为横河电机创造了更广阔的发展天地。

而在本土化战略层面，中国作为横河电机海外最重要的市场之一，拥有举足轻重的地位。横河电机非常重视中国市场。王东表示，在中国，横河电机不仅拥有本土化研发团队，更有500人的工程技术团队为本土客户保驾护航。

助力流程工业迈向高质量发展

如今，放眼整个流程工业，各大细分行业都步入了高质量发展的新常态。以化工行业为例，“大炼油、大化工”的时代已经结束，产业正在向“小批量、精细化、高附加值”的方向转型。面对工艺更加复杂的精细化工、制药等行业，有更严格的质量要求，也需要更具针对性的解决方案。为此，横河电机开发了面向行业的工业互联网平台，希望能够通过平台集成各种不同的应用，推动我国化工行业的智能化工厂建设。2022年6月，首个工业互联网平台项目也已经开始实施，如图2所示。

同时，横河电机针对石油化工等传统能源行业，提供RIOS （Rigorous & Integrated Optimization System）解决方案，为企业提供能源价值链的进一步优化。王东表示，RIOS用一个系统连接集团供应链、工厂生产和装置的所有优化环节，利用机理模型、统计模型和控制模型以及各层级的优化算法，可助力炼化企业实现效益优化，为实现双碳目标做出贡献。

回望过去的100余年，自1915年成立以来，横河电机通过在多个垂直行业内深耕细作，积累了测量、控制和信息技术领域雄厚的专业知识，为全球海量客户提供了先进的产品和解决方案。王东表示，横河电机将继续秉承通过数字化技术打造智慧企业的初心，不断引入国际优秀案例和方案的同时，重视本土敏捷响应和创新研发。面向未来，横河电机也将携手更多行业客户共同成长，实现工业自主化的愿景，进一步挖掘智能制造时代的价值。 ●