大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)

化學(xué)工業(yè)4.0大數(shù)據(jù)時代的挑戰(zhàn)提要

1、工業(yè)4.0模式的提出2、化學(xué)工業(yè)發(fā)展所面臨的挑戰(zhàn)3、化學(xué)工業(yè)4.0–智能工業(yè)的新范式4、化學(xué)工業(yè)4.0的關(guān)鍵技術(shù)5、化學(xué)工業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)蒸汽機(jī)突破了人類的體能極限，開啟了工業(yè)化進(jìn)程。電氣化奠定了規(guī)模實踐的基礎(chǔ)，由此誕生了現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)。

電子與信息技術(shù)推動人類進(jìn)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(shè)全面展開--數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、精細(xì)化互聯(lián)網(wǎng)被廣泛應(yīng)用，改變的不只是社交與娛樂方式，更是持續(xù)迭代衍進(jìn)的商業(yè)模式與價值。

物聯(lián)網(wǎng)（IoT）出現(xiàn)的意義在于重新定義了人與機(jī)器、機(jī)器與機(jī)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(jìn)入21世紀(jì)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(xiàn)實過程（TheRealWorld）相融合，通過計算、自主控制和物聯(lián)網(wǎng)（互聯(lián)網(wǎng)），把人、裝置、資源和信息融合一體，實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率、更快速的市場反應(yīng)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(guān)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(wǎng)、分布式和智能化的生產(chǎn)系統(tǒng)。產(chǎn)品：能感知和通訊其整個供應(yīng)鏈和生命周期中的各種信息生產(chǎn)：采用數(shù)字技術(shù)，充分人機(jī)互動，生產(chǎn)物流優(yōu)化集成。裝置：基于生產(chǎn)價值鏈集成，柔性化，可實現(xiàn)自組織。管理：根據(jù)生產(chǎn)實際需求，靈活組織生產(chǎn)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(jī)床廠等企業(yè)開展了各自國家標(biāo)準(zhǔn)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(chǎn)品，未來學(xué)家開始擔(dān)心人類能否應(yīng)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(chǎn)方式。未來，統(tǒng)治世界的是人，還是機(jī)器人？

1、工業(yè)4.0模式的提出一直以來，，化學(xué)工業(yè)業(yè)呈現(xiàn)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(chǎn)、生生物質(zhì)、水水資源和煤煤轉(zhuǎn)化等資資源導(dǎo)向性性的化工產(chǎn)產(chǎn)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(chǎn)產(chǎn)品的細(xì)分分化趨勢更更加顯著。。2、化學(xué)工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)我們曾經(jīng)認(rèn)認(rèn)為：2、化學(xué)工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)1）化學(xué)工業(yè)業(yè)在全球范范圍內(nèi)遷移移2）更嚴(yán)格的的健康、安安全與環(huán)境境標(biāo)準(zhǔn)3）綠色導(dǎo)向向的化學(xué)工工業(yè)新技術(shù)術(shù)4）面向“供供應(yīng)鏈網(wǎng)””的產(chǎn)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(xué)工業(yè)業(yè)發(fā)展所面面臨的挑戰(zhàn)戰(zhàn)因此：化學(xué)工業(yè)4.0基于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)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(shù)據(jù)據(jù)技術(shù)、人人工智能技技術(shù)支持下下實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)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(wǎng)網(wǎng)絡(luò)物理系系統(tǒng)（CPS）。3、化學(xué)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(yīng)鏈網(wǎng)”整合3、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0––智能工業(yè)的的新范式化學(xué)工業(yè)4.0的目標(biāo)與任任務(wù)2）規(guī)?；?柔性化3）制造&服務(wù)4）智慧工廠廠大數(shù)據(jù)是化化學(xué)工業(yè)4.0的資源基礎(chǔ)礎(chǔ)。4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)4.1什么是大數(shù)數(shù)據(jù)（BigData）大數(shù)據(jù)不能能簡單理解解為數(shù)據(jù)量量很大的數(shù)數(shù)據(jù)。大數(shù)數(shù)據(jù)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(nèi)完成采采集、管理理、處理并并形成能幫幫助人們進(jìn)進(jìn)行決策的的資訊信息息。（MBGBTBPBEBZBYBBBNBDB………）化工企業(yè)的的大數(shù)據(jù)包包括：業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、、商業(yè)數(shù)據(jù)據(jù)、環(huán)境數(shù)數(shù)據(jù)、裝置置運(yùn)行實時時數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)涵蓋企業(yè)業(yè)全業(yè)務(wù)范范圍,是實現(xiàn)集成成化、智能能化、優(yōu)化化重構(gòu)的重重要基礎(chǔ)，，能識別并并幫助處理理過程中的的異常，實實現(xiàn)柔性生生產(chǎn)和在線線優(yōu)化。4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)4.1什么是大數(shù)數(shù)據(jù)（BigData）4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)大數(shù)據(jù)對技術(shù)實現(xiàn)現(xiàn)最大的改變是:放棄對因果果關(guān)系的孜孜以求，，取而代之的的是關(guān)注事務(wù)（事件件）之間的的相關(guān)關(guān)系，，強(qiáng)調(diào)知道“是什什么”，而而不苛求理論層層面上的“為什么””大數(shù)據(jù)把世世界拉平了了4.1什么是大數(shù)數(shù)據(jù)（BigData）4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（1）新產(chǎn)品、、新工藝的的開發(fā)與優(yōu)優(yōu)化借助大數(shù)據(jù)據(jù)技術(shù)，人人們可以從從更多側(cè)面面刻畫物質(zhì)質(zhì)與能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的過程程，科學(xué)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(xué)學(xué)地分析、、總結(jié)實驗驗結(jié)果，并并更好地指指導(dǎo)生產(chǎn)實實踐。4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（1）新產(chǎn)品、、新工藝的的開發(fā)與優(yōu)優(yōu)化4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：數(shù)據(jù)挖挖掘技術(shù)在在某化工企企業(yè)新產(chǎn)品品研究及工工藝優(yōu)化中中的應(yīng)用4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（2）平滑且動動態(tài)優(yōu)化的的制造過程程工況參數(shù)的的變化必引引起工藝條條件調(diào)整，，調(diào)整的程程度甚至?xí)x設(shè)計計額定的控控制條件，，大數(shù)據(jù)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(biāo)標(biāo)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(shù)體系系。4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（2）平滑且動動態(tài)優(yōu)化的的制造過程程4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：基于實實時數(shù)據(jù)的的動態(tài)流程程模擬–在線模擬優(yōu)優(yōu)化4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（3）設(shè)備保全全與更新大數(shù)據(jù)幫助助建立綜合合設(shè)備機(jī)械械性能、工工藝參數(shù)、、操作規(guī)范范、潤滑保保養(yǎng)、生產(chǎn)產(chǎn)能力、維維護(hù)成本等等因素的設(shè)設(shè)備可靠性性以及經(jīng)濟(jì)濟(jì)性評價模模型，使設(shè)設(shè)備管理到到達(dá)一個科科學(xué)化、經(jīng)經(jīng)濟(jì)化的高高度4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（3）設(shè)備保全全與更新4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：基于知知識的設(shè)備備集成管理理平臺4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（4）異常診斷斷與消除裝置或質(zhì)量量出現(xiàn)異常常后，大數(shù)數(shù)據(jù)幫助快快速完成異異常的定位位、評估、、分類，并并提出適當(dāng)當(dāng)?shù)慕鉀Q方方案，因而而異常消除除過程從單單純的經(jīng)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(shù)據(jù)能做做什么？4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（4）異常診斷斷與消除4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：人工神神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在在華新水泥泥質(zhì)量管理理中的應(yīng)用用4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（5）健康、安安全、環(huán)境境評價體系系大數(shù)據(jù)幫助助建立基于于HSE標(biāo)準(zhǔn)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(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)評價模模型，在線線完成生產(chǎn)產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)行行的可靠性性狀態(tài)和安安全等級評評價，提出出適當(dāng)、可可靠、經(jīng)濟(jì)濟(jì)的應(yīng)急措措施規(guī)劃，，形成優(yōu)化化控制策略略。4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？4、化學(xué)工業(yè)業(yè)4.0的大數(shù)據(jù)基基礎(chǔ)（5）HSE評價體系4.2大數(shù)據(jù)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(xué)學(xué)工工業(yè)業(yè)4.0的大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)（6）市市場場營營銷銷與與客客戶戶關(guān)關(guān)系系大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)模模擬擬產(chǎn)產(chǎn)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(zhǔn)準(zhǔn)則則與與價價值值體體系系，，實實現(xiàn)現(xiàn)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(shù)數(shù)據(jù)據(jù)能能做做什什么么？？4、化化學(xué)學(xué)工工業(yè)業(yè)4.0的大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)（6）市市場場營營銷銷與與客客戶戶關(guān)關(guān)系系4.2大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)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(xué)學(xué)工工業(yè)業(yè)4.0的大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)（7）基基于于BI的過過程程決決策策化工工生生產(chǎn)產(chǎn)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(chǎn)產(chǎn)過過程程的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、均均衡衡性性、、滿滿負(fù)負(fù)荷荷性性又又是是影影響響其其經(jīng)經(jīng)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(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)性性矛矛盾盾，，大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)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(xiàn)現(xiàn)最最優(yōu)優(yōu)化化生生產(chǎn)產(chǎn)調(diào)調(diào)度度，，將將決決策策者者的的經(jīng)經(jīng)驗驗與與智智慧慧模模型型化化是是關(guān)關(guān)鍵鍵。。4.2大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)能能做做什什么么？？4、化化學(xué)學(xué)工工業(yè)業(yè)4.0的大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)基基礎(chǔ)礎(chǔ)（7）基基于于BI的過過程程決決策策4.2大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)能能做做什什么么？？例：：大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)條條件件下下BI對業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的在在線線支支持持5、大大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)應(yīng)應(yīng)用用基基礎(chǔ)礎(chǔ)5.1大數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)處處理理的的基基本本流流程程數(shù)據(jù)抽取與集成數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應(yīng)用①數(shù)據(jù)集成范圍圍②數(shù)據(jù)校正與壓壓縮③數(shù)據(jù)存儲④數(shù)據(jù)倉庫庫⑤CPS平臺1）數(shù)據(jù)抽取–化學(xué)工業(yè)的CPS架構(gòu)5、大數(shù)據(jù)應(yīng)用用基礎(chǔ)1）數(shù)據(jù)抽取–化學(xué)工業(yè)的CPS架構(gòu)5、大數(shù)據(jù)應(yīng)用用基礎(chǔ)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(shù)據(jù)抽取–化學(xué)工業(yè)的CPS架構(gòu)5、大數(shù)據(jù)應(yīng)用用基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)CPS平臺的特點①大數(shù)據(jù)技術(shù)。。②數(shù)據(jù)監(jiān)測技術(shù)術(shù)。③過程模型化和和模擬技術(shù)。。④異常識別別和診斷技術(shù)術(shù)⑤人工智能能技術(shù)2）數(shù)據(jù)分析-基于CPS的數(shù)字化技術(shù)術(shù)5、大數(shù)據(jù)應(yīng)用用基礎(chǔ)柔性化化工過過程系統(tǒng)(FCMS，F(xiàn)lexibleChemicalManufacturingSyste