大數據時代的挑戰(zhàn)

化學工業(yè)4.0大數據時代的挑戰(zhàn)提要

1、工業(yè)4.0模式的提出2、化學工業(yè)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)3、化學工業(yè)4.0–智能工業(yè)的新范式4、化學工業(yè)4.0的關鍵技術5、化學工業(yè)4.0的大數據基礎蒸汽機突破了人類的體能極限，開啟了工業(yè)化進程。電氣化奠定了規(guī)模實踐的基礎，由此誕生了現代化學工業(yè)。

電子與信息技術推動人類進入了自動化文明。

1、工業(yè)4.0模式的提出至今，人類已有了三次工業(yè)革命：

1、工業(yè)4.0模式的提出企業(yè)的信息化建設全面展開--數字化、網絡化、精細化互聯(lián)網被廣泛應用，改變的不只是社交與娛樂方式，更是持續(xù)迭代衍進的商業(yè)模式與價值。

物聯(lián)網（IoT）出現的意義在于重新定義了人與機器、機器與機器間的交流渠道與模式,也必將豐富人與人之間的交流模式。智能化成為科技界與工業(yè)界的最新命題

進入21世紀以后：

1、工業(yè)4.0模式的提出美國通用電氣等提出了工業(yè)互聯(lián)概念（IndustrialInternet）。中國提出“兩化融合”

（themergeofindustrializationandinformation）。

德國2012年提出了工業(yè)4.0（Industry4.0）。

于是：虛擬全球（Virtualglobal）與現實過程（TheRealWorld）相融合，通過計算、自主控制和物聯(lián)網（互聯(lián)網），把人、裝置、資源和信息融合一體，實現更高的生產效率、更快速的市場反應以及靈活性。全球化智能化綠色化用戶中心快捷便利專業(yè)化

1、工業(yè)4.0模式的提出那么，工業(yè)4.0是什么呢：關鍵詞：智慧工廠

1、工業(yè)4.0模式的提出一種基于物聯(lián)網、分布式和智能化的生產系統(tǒng)。產品：能感知和通訊其整個供應鏈和生命周期中的各種信息生產：采用數字技術，充分人機互動，生產物流優(yōu)化集成。裝置：基于生產價值鏈集成，柔性化，可實現自組織。管理：根據生產實際需求，靈活組織生產方式和流程。

1、工業(yè)4.0模式的提出美國的通用電氣、波音；德國的博世、奔馳、SAP；中國的格力、三一、沈陽機床廠等企業(yè)開展了各自國家標準下新型工業(yè)模式的探索。例如：

1、工業(yè)4.0模式的提出特斯拉踢開了傳統(tǒng)制造業(yè)大門，蘋果、小米，誰是下一個？例如：面對洶涌而至的智能原料、智能制造和智能產品，未來學家開始擔心人類能否應對自作聰明所帶來的后果：0和1或許真正無情地顛覆人類5000年文明史以來的社會組織形式、生活方式以及生產方式。未來，統(tǒng)治世界的是人，還是機器人？

1、工業(yè)4.0模式的提出一直以來，，化學工業(yè)業(yè)呈現出兩兩大發(fā)展趨趨勢：一方面是包包括石油、、天然氣、、新能源、、礦產、生生物質、水水資源和煤煤轉化等資資源導向性性的化工產產業(yè)，集中中度越來越越高。另一方面是是在市場多多樣化下，，生物、軟軟固體、功功能材料、、膜、納米米、催化、、醫(yī)藥、仿仿生、基因因工程等產產品的細分分化趨勢更更加顯著。。2、化學工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)我們曾經認認為：2、化學工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)1）化學工業(yè)業(yè)在全球范范圍內遷移移2）更嚴格的的健康、安安全與環(huán)境境標準3）綠色導向向的化學工工業(yè)新技術術4）面向“供供應鏈網””的產業(yè)集集成然而，工業(yè)4.0是一個很有有前景的工工業(yè)新范式式2、化學工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)因此：化學工業(yè)4.0基于物聯(lián)網網、數據網網和互聯(lián)網網的無縫連連接，將市市場終端需需求與制造造過程在線線集成，并并在大數據據技術、人人工智能技技術支持下下實現生產產制造過程程的最優(yōu)化化和智能化化。過程控控制將從嵌嵌入式系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)展到網網絡物理系系統(tǒng)（CPS）。3、化學工業(yè)業(yè)4.0––智能工業(yè)的的新范式1）由過程集集成到“供應鏈網”整合3、化學工業(yè)業(yè)4.0––智能工業(yè)的的新范式化學工業(yè)4.0的目標與任任務2）規(guī)模化&柔性化3）制造&服務4）智慧工廠廠大數據是化化學工業(yè)4.0的資源基礎礎。4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎4.1什么是大數數據（BigData）大數據不能能簡單理解解為數據量量很大的數數據。大數數據指的是是所涉及的的資料量規(guī)規(guī)模巨大，，用目前常常規(guī)的統(tǒng)計計方法和軟軟件工具，，無法在合合理的時間間內完成采采集、管理理、處理并并形成能幫幫助人們進進行決策的的資訊信息息。（MBGBTBPBEBZBYBBBNBDB………）化工企業(yè)的的大數據包包括：業(yè)務數據、、商業(yè)數據據、環(huán)境數數據、裝置置運行實時時數據、大數據技術術涵蓋企業(yè)業(yè)全業(yè)務范范圍,是實現集成成化、智能能化、優(yōu)化化重構的重重要基礎，，能識別并并幫助處理理過程中的的異常，實實現柔性生生產和在線線優(yōu)化。4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎4.1什么是大數數據（BigData）4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎大數據對技術實現現最大的改變是:放棄對因果果關系的孜孜以求，，取而代之的的是關注事務（事件件）之間的的相關關系，，強調知道“是什什么”，而而不苛求理論層層面上的“為什么””大數據把世世界拉平了了4.1什么是大數數據（BigData）4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（1）新產品、、新工藝的的開發(fā)與優(yōu)優(yōu)化借助大數據據技術，人人們可以從從更多側面面刻畫物質質與能量轉轉換的過程程，科學家家與工程師師們可以更更好的規(guī)劃劃實驗方案案，更科學學地分析、、總結實驗驗結果，并并更好地指指導生產實實踐。4.2大數據能做做什么？4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（1）新產品、、新工藝的的開發(fā)與優(yōu)優(yōu)化4.2大數據能做做什么？例：數據挖挖掘技術在在某化工企企業(yè)新產品品研究及工工藝優(yōu)化中中的應用4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（2）平滑且動動態(tài)優(yōu)化的的制造過程程工況參數的的變化必引引起工藝條條件調整，，調整的程程度甚至會會偏離設計計額定的控控制條件，，大數據可可以幫助建建立多種工工況條件下下滿足一定定優(yōu)化目標標的平滑且且動態(tài)優(yōu)化化的模型系系統(tǒng)與工藝藝參數體系系。4.2大數據能做做什么？4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（2）平滑且動動態(tài)優(yōu)化的的制造過程程4.2大數據能做做什么？例：基于實實時數據的的動態(tài)流程程模擬–在線模擬優(yōu)優(yōu)化4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（3）設備保全全與更新大數據幫助助建立綜合合設備機械械性能、工工藝參數、、操作規(guī)范范、潤滑保保養(yǎng)、生產產能力、維維護成本等等因素的設設備可靠性性以及經濟濟性評價模模型，使設設備管理到到達一個科科學化、經經濟化的高高度4.2大數據能做做什么？4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（3）設備保全全與更新4.2大數據能做做什么？例：基于知知識的設備備集成管理理平臺4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（4）異常診斷斷與消除裝置或質量量出現異常常后，大數數據幫助快快速完成異異常的定位位、評估、、分類，并并提出適當當的解決方方案，因而而異常消除除過程從單單純的經驗驗判斷、儀儀器監(jiān)測，，發(fā)展到智智能化、程程序化和自自動化。4.2大數據能做做什么？4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（4）異常診斷斷與消除4.2大數據能做做什么？例：人工神神經網絡在在華新水泥泥質量管理理中的應用用4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（5）健康、安安全、環(huán)境境評價體系系大數據幫助助建立基于于HSE標準和企業(yè)業(yè)效益最優(yōu)優(yōu)化的評價價模型和過過程技術經經濟評價模模型，在線線完成生產產系統(tǒng)運行行的可靠性性狀態(tài)和安安全等級評評價，提出出適當、可可靠、經濟濟的應急措措施規(guī)劃，，形成優(yōu)化化控制策略略。4.2大數據能做做什么？4、化學工業(yè)業(yè)4.0的大數據基基礎（5）HSE評價體系4.2大數據能做做什么？例：：面面向向過過程程的的危危險險源源辨辨識識及及可可操操作作性性評評價價系系統(tǒng)統(tǒng)（（HAZOP）4、化化學學工工業(yè)業(yè)4.0的大大數數據據基基礎礎（6）市市場場營營銷銷與與客客戶戶關關系系大數數據據模模擬擬產產品品的的市市場場供供需需平平衡衡，，掌掌握握用用戶戶的的行行為為準準則則與與價價值值體體系系，，實實現現商商業(yè)業(yè)智智能能化化，，在在市市場場的的競競爭爭中中取取得得主主動動的的地地位位。。4.2大數數據據能能做做什什么么？？4、化化學學工工業(yè)業(yè)4.0的大大數數據據基基礎礎（6）市市場場營營銷銷與與客客戶戶關關系系4.2大數數據據能能做做什什么么？？例：：某某化化工工企企業(yè)業(yè)基基于于知知識識管管理理的的CRM4、化化學學工工業(yè)業(yè)4.0的大大數數據據基基礎礎（7）基基于于BI的過過程程決決策策化工工生生產產過過程程對對于于裝裝置置及及外外供供條條件件的的依依賴賴度度較較大大，，同同時時生生產產過過程程的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、均均衡衡性性、、滿滿負負荷荷性性又又是是影影響響其其經經營營效效果果的的重重要要因因素素，，這這是是一一對對結結構構性性矛矛盾盾，，大大數數據據幫幫助助決決策策者者在在諸諸多多約約束束下下實實現現最最優(yōu)優(yōu)化化生生產產調調度度，，將將決決策策者者的的經經驗驗與與智智慧慧模模型型化化是是關關鍵鍵。。4.2大數數據據能能做做什什么么？？4、化化學學工工業(yè)業(yè)4.0的大大數數據據基基礎礎（7）基基于于BI的過過程程決決策策4.2大數數據據能能做做什什么么？？例：：大大數數據據條條件件下下BI對業(yè)業(yè)務務的的在在線線支支持持5、大大數數據據應應用用基基礎礎5.1大數數據據處處理理的的基基本本流流程程數據抽取與集成數據分析系統(tǒng)應用①數據集成范圍圍②數據校正與壓壓縮③數據存儲④數據倉庫庫⑤CPS平臺1）數據抽取–化學工業(yè)的CPS架構5、大數據應用用基礎1）數據抽取–化學工業(yè)的CPS架構5、大數據應用用基礎工業(yè)代謝平衡衡（Industrialmetabolismbalance）敏捷&平滑（agile&smooth）柔性&精良（flexible&lean）基于云計算（（CloudComputing）1）數據抽取–化學工業(yè)的CPS架構5、大數據應用用基礎化學工業(yè)CPS平臺的特點①大數據技術。。②數據監(jiān)測技術術。③過程模型化和和模擬技術。。④異常識別別和診斷技術術⑤人工智能能技術2）數據分析-基于CPS的數字化技術術5、大數據應用用基礎柔性化化工過過程系統(tǒng)(FCMS，FlexibleChemicalManufacturingSyste