大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)

1、化學(xué)工業(yè)4.0大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)提 要1、工業(yè)4.0模式的提提出2、化學(xué)工工業(yè)發(fā)展展所面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)3、化學(xué)工工業(yè)4.0智能工業(yè)業(yè)的新范范式4、化學(xué)工工業(yè)4.0的關(guān)鍵技技術(shù)5、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)蒸汽機(jī)突突破了人人類(lèi)的體體能極限限，開(kāi)啟啟了工業(yè)業(yè)化進(jìn)程程。電氣化奠奠定了規(guī)規(guī)模實(shí)踐踐的基礎(chǔ)礎(chǔ)，由此此誕生了了現(xiàn)代化化學(xué)工業(yè)業(yè)。電子與信信息技術(shù)術(shù)推動(dòng)人人類(lèi)進(jìn)入入了自動(dòng)動(dòng)化文明明。1、工業(yè)4.0模式的提提出至今，人人類(lèi)已有有了三次次工業(yè)革革命：1、工業(yè)4.0模式的提提出企業(yè)的信信息化建建設(shè)全面面展開(kāi)-數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化化、精細(xì)細(xì)化互聯(lián)網(wǎng)被被廣泛應(yīng)應(yīng)用，改改變的不不只是社社交與娛娛樂(lè)方式式，更是是持

2、續(xù)迭迭代衍進(jìn)進(jìn)的商業(yè)業(yè)模式與與價(jià)值。物聯(lián)網(wǎng)（IoT）出現(xiàn)的的意義在在于重新新定義了了人與機(jī)機(jī)器、機(jī)機(jī)器與機(jī)機(jī)器間的的交流渠渠道與模模式,也必將豐豐富人與與人之間間的交流流模式。智能化成成為科技技界與工工業(yè)界的的最新命命題進(jìn)入21世紀(jì)以后后：1、工業(yè)4.0模式的提提出美國(guó)通用用電氣等等提出了了工業(yè)互互聯(lián)概念念（Industrial Internet）。中國(guó)提出出“兩化化融合”（themergeofindustrializationand information）。德國(guó)2012年提出了了工業(yè)4.0（Industry4.0）。于是：虛擬全球球（Virtual global）與現(xiàn)實(shí)過(guò)過(guò)程（TheRea

3、lWorld）相融合，通過(guò)計(jì)計(jì)算、自自主控制制和物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)（互互聯(lián)網(wǎng)），把人人、裝置置、資源源和信息息融合一一體，實(shí)實(shí)現(xiàn)更高高的生產(chǎn)產(chǎn)效率、更快速速的市場(chǎng)場(chǎng)反應(yīng)以以及靈活活性。全球化智智能化化綠綠色色化用戶中心心快快捷便利利專專業(yè)化1、工業(yè)4.0模式的提提出那么，工工業(yè)4.0是什么呢呢：關(guān)鍵詞：智慧工工廠1、工業(yè)4.0模式的提提出一種基于于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)、分布布式和智智能化的的生產(chǎn)系系統(tǒng)。產(chǎn)品：能能感知和和通訊其其整個(gè)供供應(yīng)鏈和和生命周周期中的的各種信信息生產(chǎn)：采采用數(shù)字字技術(shù)，充分人人機(jī)互動(dòng)動(dòng)，生產(chǎn)產(chǎn)物流優(yōu)優(yōu)化集成成。裝置：基基于生產(chǎn)產(chǎn)價(jià)值鏈鏈集成，柔性化化，可實(shí)實(shí)現(xiàn)自組組織。管理：根根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)實(shí)際

4、需需求，靈靈活組織織生產(chǎn)方方式和流流程。1、工業(yè)4.0模式的提提出美國(guó)的通通用電氣氣、波音音；德國(guó)國(guó)的博世世、奔馳馳、SAP；中國(guó)的的格力、三一、沈陽(yáng)機(jī)機(jī)床廠等等企業(yè)開(kāi)開(kāi)展了各各自國(guó)家家標(biāo)準(zhǔn)下下新型工工業(yè)模式式的探索索。例如：1、工業(yè)4.0模式的提提出特斯拉踢踢開(kāi)了傳傳統(tǒng)制造造業(yè)大門(mén)門(mén)，蘋(píng)果果、小米米，誰(shuí)是是下一個(gè)個(gè)？例如：面對(duì)洶涌涌而至的的智能原原料、智智能制造造和智能能產(chǎn)品，未來(lái)學(xué)學(xué)家開(kāi)始始擔(dān)心人人類(lèi)能否否應(yīng)對(duì)自自作聰明明所帶來(lái)來(lái)的后果果：0和1或許真正正無(wú)情地地顛覆人人類(lèi)5000年文明史史以來(lái)的的社會(huì)組組織形式式、生活活方式以以及生產(chǎn)產(chǎn)方式。未來(lái)，統(tǒng)統(tǒng)治世界界的是人人，還是是機(jī)器人人？1

5、、工業(yè)4.0模式的提提出一直以來(lái)來(lái)，化學(xué)學(xué)工業(yè)呈呈現(xiàn)出兩兩大發(fā)展展趨勢(shì)：一方面是是包括石石油、天天然氣、新能源源、礦產(chǎn)產(chǎn)、生物物質(zhì)、水水資源和和煤轉(zhuǎn)化化等資源源導(dǎo)向性性的化工工產(chǎn)業(yè)，集中度度越來(lái)越越高。另一方面面是在市市場(chǎng)多樣樣化下，生物、軟固體體、功能能材料、膜、納納米、催催化、醫(yī)醫(yī)藥、仿仿生、基基因工程程等產(chǎn)品品的細(xì)分分化趨勢(shì)勢(shì)更加顯顯著。2、化學(xué)工工業(yè)發(fā)展展所面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)我們?cè)?jīng)經(jīng)認(rèn)為：2、化學(xué)工工業(yè)發(fā)展展所面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)1）化學(xué)工工業(yè)在全全球范圍圍內(nèi)遷移移2）更嚴(yán)格格的健康康、安全全與環(huán)境境標(biāo)準(zhǔn)3）綠色導(dǎo)導(dǎo)向的化化學(xué)工業(yè)業(yè)新技術(shù)術(shù)4）面向“供應(yīng)鏈鏈網(wǎng)”的的產(chǎn)業(yè)集集成然而，工業(yè)4.0是

6、一個(gè)很很有前景景的工業(yè)業(yè)新范式式2、化學(xué)工工業(yè)發(fā)展展所面臨臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)因此：化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0基于物聯(lián)聯(lián)網(wǎng)、數(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)和和互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)的無(wú)縫縫連接，將市場(chǎng)場(chǎng)終端需需求與制制造過(guò)程程在線集集成，并并在大數(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)、人工工智能技技術(shù)支持持下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)生產(chǎn)制制造過(guò)程程的最優(yōu)優(yōu)化和智智能化。過(guò)程控控制將從從嵌入式式系統(tǒng)發(fā)發(fā)展到網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)物理理系統(tǒng)（CPS）。3、化學(xué)工工業(yè)4.0智能工業(yè)業(yè)的新范范式1）由過(guò)程程集成到到“供應(yīng)鏈網(wǎng)網(wǎng)”整合3、化學(xué)工工業(yè)4.0智能工業(yè)業(yè)的新范范式化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的目標(biāo)與與任務(wù)2）規(guī)?；?柔性化3）制造&服務(wù)4）智慧工工廠大數(shù)據(jù)是是化學(xué)工工業(yè)4.0的資源基基礎(chǔ)。4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)

7、據(jù)基礎(chǔ)4.1什么是大大數(shù)據(jù)（BigData）大數(shù)據(jù)不不能簡(jiǎn)單單理解為為數(shù)據(jù)量量很大的的數(shù)據(jù)。大數(shù)據(jù)據(jù)指的是是所涉及及的資料料量規(guī)模模巨大，用目前前常規(guī)的的統(tǒng)計(jì)方方法和軟軟件工具具，無(wú)法法在合理理的時(shí)間間內(nèi)完成成采集、管理、處理并并形成能能幫助人人們進(jìn)行行決策的的資訊信信息。（MBGBTBPBEBZBYBBBNBDB） 化工企業(yè)業(yè)的大數(shù)數(shù)據(jù)包括括：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)據(jù)、商業(yè)業(yè)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)數(shù)據(jù)、裝裝置運(yùn)行行實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技技術(shù)涵蓋蓋企業(yè)全全業(yè)務(wù)范范圍,是實(shí)現(xiàn)集集成化、智能化化、優(yōu)化化重構(gòu)的的重要基基礎(chǔ)，能能識(shí)別并并幫助處處理過(guò)程程中的異異常，實(shí)實(shí)現(xiàn)柔性性生產(chǎn)和和在線優(yōu)優(yōu)化。4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)

8、基礎(chǔ)4.1什么是大大數(shù)據(jù)（BigData）4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)對(duì)技術(shù)實(shí)實(shí)現(xiàn)最大的改變是:放棄對(duì)因因果關(guān)系系的孜孜以求求，取而代之之的是關(guān)關(guān)注事務(wù)（事事件）之之間的相關(guān)關(guān)系系，強(qiáng)調(diào)知道“是是什么”，而不不苛求理論論層面上上的“為什么么”大數(shù)據(jù)把把世界拉拉平了4.1什么是大大數(shù)據(jù)（BigData）4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（1）新產(chǎn)品品、新工工藝的開(kāi)開(kāi)發(fā)與優(yōu)優(yōu)化借助大數(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)，人們們可以從從更多側(cè)側(cè)面刻畫(huà)畫(huà)物質(zhì)與與能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的過(guò)過(guò)程，科科學(xué)家與與工程師師們可以以更好的的規(guī)劃實(shí)實(shí)驗(yàn)方案案，更科科學(xué)地分分析、總總結(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果，并更好好地指導(dǎo)導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)實(shí)踐。4.2大數(shù)據(jù)能能

9、做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（1）新產(chǎn)品品、新工工藝的開(kāi)開(kāi)發(fā)與優(yōu)優(yōu)化4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：數(shù)據(jù)據(jù)挖掘技技術(shù)在某化工工企業(yè)新新產(chǎn)品研研究及工工藝優(yōu)化化中的應(yīng)用4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（2）平滑且且動(dòng)態(tài)優(yōu)優(yōu)化的制制造過(guò)程程工況參數(shù)數(shù)的變化化必引起起工藝條條件調(diào)整整，調(diào)整整的程度度甚至?xí)?huì)偏離設(shè)設(shè)計(jì)額定定的控制制條件，大數(shù)據(jù)據(jù)可以幫幫助建立立多種工工況條件件下滿足足一定優(yōu)優(yōu)化目標(biāo)標(biāo)的平滑滑且動(dòng)態(tài)態(tài)優(yōu)化的的模型系系統(tǒng)與工工藝參數(shù)數(shù)體系。4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（2）平滑且且動(dòng)態(tài)優(yōu)優(yōu)化的制制造過(guò)程程4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：基于于

10、實(shí)時(shí)數(shù)數(shù)據(jù)的動(dòng)動(dòng)態(tài)流程模擬擬在線模擬擬優(yōu)化4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（3）設(shè)備保保全與更更新大數(shù)據(jù)幫幫助建立立綜合設(shè)設(shè)備機(jī)械械性能、工藝參參數(shù)、操操作規(guī)范范、潤(rùn)滑滑保養(yǎng)、生產(chǎn)能能力、維維護(hù)成本本等因素素的設(shè)備備可靠性性以及經(jīng)經(jīng)濟(jì)性評(píng)評(píng)價(jià)模型型，使設(shè)設(shè)備管理理到達(dá)一一個(gè)科學(xué)學(xué)化、經(jīng)經(jīng)濟(jì)化的的高度4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（3）設(shè)備保保全與更更新4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：基于知知識(shí)的設(shè)設(shè)備集成管理理平臺(tái)4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（4）異常診診斷與消消除裝置或質(zhì)質(zhì)量出現(xiàn)現(xiàn)異常后后，大數(shù)數(shù)據(jù)幫助助快速完完成異常常的定位位、評(píng)估估、分類(lèi)類(lèi)，并提提出適

11、當(dāng)當(dāng)?shù)慕鉀Q決方案，因而異異常消除除過(guò)程從從單純的的經(jīng)驗(yàn)判判斷、儀儀器監(jiān)測(cè)測(cè)，發(fā)展展到智能能化、程程序化和和自動(dòng)化化。4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（4）異常診診斷與消消除4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：人工工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)在華華新水泥泥質(zhì)量管管理中的的應(yīng)用4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（5）健康、安全、環(huán)境評(píng)評(píng)價(jià)體系系大數(shù)據(jù)幫幫助建立立基于HSE標(biāo)準(zhǔn)和企企業(yè)效益益最優(yōu)化化的評(píng)價(jià)價(jià)模型和和過(guò)程技技術(shù)經(jīng)濟(jì)濟(jì)評(píng)價(jià)模模型，在在線完成成生產(chǎn)系系統(tǒng)運(yùn)行行的可靠靠性狀態(tài)態(tài)和安全全等級(jí)評(píng)評(píng)價(jià)，提提出適當(dāng)當(dāng)、可靠靠、經(jīng)濟(jì)濟(jì)的應(yīng)急急措施規(guī)規(guī)劃，形形成優(yōu)化化控制策策略。4.2大數(shù)據(jù)能能做

12、什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（5）HSE評(píng)價(jià)體系系4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：面向向過(guò)程的的危險(xiǎn)源源辨識(shí)及及可操作作性評(píng)價(jià)價(jià)系統(tǒng)（HAZOP）4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（6）市場(chǎng)營(yíng)營(yíng)銷(xiāo)與客客戶關(guān)系系大數(shù)據(jù)模模擬產(chǎn)品品的市場(chǎng)場(chǎng)供需平平衡，掌掌握用戶戶的行為為準(zhǔn)則與與價(jià)值體體系，實(shí)實(shí)現(xiàn)商業(yè)業(yè)智能化化，在市市場(chǎng)的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)中取取得主動(dòng)動(dòng)的地位位。4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（6）市場(chǎng)營(yíng)營(yíng)銷(xiāo)與客客戶關(guān)系系4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：某化化工企業(yè)業(yè)基于知知識(shí)管理理的CRM4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（7）基于BI的過(guò)程決決策化工生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)程對(duì)對(duì)于

13、裝置置及外供供條件的的依賴度度較大，同時(shí)生生產(chǎn)過(guò)程程的穩(wěn)定定性、均均衡性、滿負(fù)荷荷性又是是影響其其經(jīng)營(yíng)效效果的重重要因素素，這是是一對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)性矛矛盾，大大數(shù)據(jù)幫幫助決策策者在諸諸多約束束下實(shí)現(xiàn)現(xiàn)最優(yōu)化化生產(chǎn)調(diào)調(diào)度，將將決策者者的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)與智慧慧模型化化是關(guān)鍵鍵。4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？4、化學(xué)工工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)據(jù)基礎(chǔ)（7）基于BI的過(guò)程決決策4.2大數(shù)據(jù)能能做什么么？例：大數(shù)數(shù)據(jù)條件件下BI對(duì)業(yè)務(wù)的的在線支支持5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)5.1大數(shù)據(jù)處處理的基基本流程程數(shù)據(jù)抽取與集成數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)集成成范圍數(shù)據(jù)校正正與壓縮縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)儲(chǔ) 數(shù)據(jù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)CPS平臺(tái)1）數(shù)據(jù)抽抽取化學(xué)工業(yè)業(yè)的CPS架構(gòu)

14、5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)1）數(shù)據(jù)抽抽取化學(xué)工業(yè)業(yè)的CPS架構(gòu)5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)工業(yè)代謝謝平衡（Industrial metabolismbalance）敏捷&平滑（agile& smooth）柔性&精良（flexible&lean）基于云計(jì)計(jì)算（CloudComputing）1）數(shù)據(jù)抽抽取化學(xué)工業(yè)業(yè)的CPS架構(gòu)5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)業(yè)CPS平臺(tái)的特特點(diǎn)大數(shù)據(jù)技技術(shù)。數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)測(cè)技術(shù)。過(guò)程模型型化和模模擬技術(shù)術(shù)。 異常常識(shí)別和和診斷技技術(shù) 人工工智能技技術(shù)2）數(shù)據(jù)分分析-基于CPS的數(shù)字化化技術(shù)5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)柔性化化化工過(guò)程程系統(tǒng)(FCMS，F(xiàn)lexibleChemicalManufacturing System)強(qiáng)調(diào)以客客戶為中中心，由由多個(gè)柔柔性制造造單元構(gòu)構(gòu)成，能能根據(jù)產(chǎn)產(chǎn)品任務(wù)務(wù)或生產(chǎn)產(chǎn)環(huán)境的的變化迅迅速進(jìn)行行調(diào)整，解決多多品種批批量生產(chǎn)產(chǎn)模式中中的效率率瓶頸問(wèn)問(wèn)題工藝系統(tǒng)統(tǒng)柔性化化工藝條件件柔性化化產(chǎn)品品種種柔性化化3）系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)用-柔性化制制造系統(tǒng)統(tǒng)5、大數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)用基基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)物理理系統(tǒng)（CPS）以其集集成、協(xié)協(xié)調(diào)、敏敏捷、智智能等特特性，是是實(shí)現(xiàn)多多品種、靈活組組批、異異常偵破破與消除除，以及及生產(chǎn)單單元柔性性重構(gòu)的的重要平平臺(tái)。當(dāng)當(dāng)然實(shí)現(xiàn)現(xiàn)化工生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)柔性仍仍然是一一個(gè)復(fù)雜雜的問(wèn)題題。數(shù)字化技技術(shù)。柔性化設(shè)設(shè)計(jì)理論論和技術(shù)術(shù)。生產(chǎn)組織織及控制制