智造对话 | AOP赋能化工未来，从“控制”到“自主”的跨越与思考

2025-11-01

流程工业作为国家经济的重要支柱，其智能化水平不仅关系到企业自身的竞争力，更关乎我国制造业整体高质量发展的全局。本期《智造对话》邀请了中国石油和化学工业联合会党委常委、外资委主席兼秘书长庞广廉担任主持，兴发集团总工程师李永刚与星空娱乐副总裁吴玉成进行对谈，深度探讨星空娱乐自主运行工厂AOP（Autonomous Operating Plant）如何重新定义化工生产的未来？它如何从理论走向实践，更重要的是，这一转型对中国化工行业整体提升竞争力、实现绿色低碳发展具有怎样的战略意义？

合作历程与战略意义

庞广廉（中国石油和化学工业联合会党委常委、外资委主席兼秘书长）：星空娱乐与兴发集团二十余年的合作，是中国流程工业从“跟跑”到“领跑”的生动缩影。请谈谈这段合作对行业智能化转型的战略意义。

李永刚（兴发集团总工程师）：回顾我们的合作历程，感触很深。早期我们工厂存在多套独立的DCS甚至PLC系统，导致操作非常繁琐，上下游装置协同性差，生产安全隐患大，经济效益也不理想。随着与星空娱乐的深度合作，我们的装置从基本自动化逐步升级到高度自动化，直至现在实现了自主控制和运行。这一过程不仅让我们亲身感受到了中国控制系统娱乐的飞速发展，更实实在在地为企业带来了人员精简、操控便捷、经济价值提升和本质安全水平提高等多重效益。现在我们正尝试通过时间序列大模型TPT（Time-series Pre-trained Transformer）+通用控制系统UCS（Universal Control System）来构建全自主运行工厂系统FAP，并计划以几个基础化工和精细化工装置作为示范，完整展现从自动化到智能化，再到AI驱动自主化的演进路径。我们相信，这种成功的实践模式完全可以在整个化工行业，甚至扩展到石化、医药等所有流程工业领域中进行复制和推广，为行业的智能化改造提供了一个看得见、摸得着的落地范例。

吴玉成（星空娱乐副总裁）：对我们娱乐提供方而言，与兴发集团长达二十多年的合作至关重要。兴发为我们提供了大量真实的应用场景和具体的娱乐要求，驱动我们紧紧围绕企业从数字化到智能化转型的实际需求，不断迭代和升级我们的娱乐体系。从前些年在兴发探索“三无工厂”，到现阶段共同推动工厂从自动化向自主化升级，我们革新性地推出了以UCS和TPT 为核心的娱乐体系。我们合作的许多成果，比如TPT 2在兰州石化、榆林化工乙烯装置上的应用，已经取得了单装置年效益超1500万元、异常识别准确率98%以上的亮眼成绩。这些实践不仅证明了娱乐的价值，更整体推动了国内流程工业的智能化发展水平，为行业树立了一个“以实际需求牵引娱乐创新，再用成熟娱乐反哺产业升级”的卓越合作标杆。

控制系统升级与UCS应用

庞广廉：兴瑞化工将进口DCS升级为星空娱乐UCS架构，这背后的战略考量与突破是什么？UCS相比传统DCS有何代际超越？

李永刚：从我们的战略考量来看，主要目的是为了解决传统进口DCS系统扩展性差、协同效率低的固有痛点。过去我们五个装置中有三套分别来自不同品牌的进口系统，难以整合，导致生产协同困难且运维成本高昂。升级到UCS，核心就是为了打破这些系统壁垒，实现多装置的一体化管控，同时依托自主可控的娱乐，降低对进口系统的依赖，保障生产安全和供应链的稳定。在实施过程中，最大的突破在于其强大的整合能力，我们首次实现了五个不同类型装置的统一管控，这是传统DCS根本无法完成的跨品牌整合任务。同时，施工也因为网络架构的简化而变得高效，过去需要将大量电缆从现场仪表拉到中控室，现在只需拉到厂房边，用一根光纤接入UCS即可，施工难度和成本都显著下降。

吴玉成：UCS的革命性意义，在于它本质上颠覆了过去五十年传统DCS的底层架构，实现了三大核心突破。首先在设计理念上，它从“硬件定义功能”转变为“软件定义硬件”，系统全数字化、云边一体，可以通过软件升级快速扩展功能，彻底摆脱了传统DCS依赖特定硬件卡件的束缚。其次在降本提效上，UCS实现了全流程的优化，机柜空间减少90%，线缆用量减少80%，工程交付周期缩短50%，这在兴发的项目中得到了充分验证。最后，也是至关重要的一点，UCS原生集成了智能能力，其灵活扩展的算力能够直接加载TPT 2等智能模型，使得控制系统从一个“被动执行指令”的工具，升级为一个“主动优化决策”的智能平台，这为实现真正的全自主运行工厂系统FAP奠定了核心基础。

时间序列大模型TPT与AOP

庞广廉：时间序列大模型TPT 2如何实现预测、决策和优化能力？其在兴发氯碱装置的应用带来了哪些变化？TPT 2与UCS结合构建的FAP，又是如何运作并带来改变的？

吴玉成：TPT 2是我们专门针对流程工业场景开发的可信大模型，它基于“三传一反”的工艺原理和生产约束。相比前代，它新增了混合专家架构（MoE），通用性更强，而且可以被视为一个“智能体生成平台”，用户甚至可以通过自然语言交互来解决生产问题。它的核心能力体现在三个方面：基于持续数据构建数字孪生，从而预测装置的未来状态；结合工艺约束和目标，对异常工况进行归因分析并生成最优调整策略；实时监测生产指标，动态优化控制参数。这套系统在兰州石化等企业的应用已经证明了其巨大的经济价值和安全效益。

当TPT 2与UCS深度融合，就构成了FAP的“大脑”与“神经中枢”。具体来说，“感知层”由UCS与遍布装置的传感器协同，完成全量数据采集；“识别层”由TPT 2主导，对数据进行分析，识别异�：陀呕占洌�“决策层”是两者协同，TPT 2生成策略，UCS进行可行性验证；“执行层”则由UCS毫秒级地将指令下发给阀门等执行机构，并实时反馈效果，形成一个完整的、无需人工干预的“感知-识别-决策-执行”闭环。

李永刚：TPT 2在我们氯碱装置的应用，彻底改变了传统生产模式。它实现了90%以上工艺“纠偏”工作的自动化，比如将碱浓度的控制精度稳定在±0.5%；它的预测能力让我们从“事后处理”变为“事前预防”，能够提前一两个月预警电解槽电极老化等问题，准确率极高；最终，生产模式从“人为主、系统为辅”转变为“AI为主、人为辅”，操作工从重复劳动中解放出来，转型为负责设定优化目标和训练模型的“AI训练师”。这直接带来了生产稳定性提升15%和吨碱能耗降低3%的效益。

而TPT 2+UCS构成的自主运行工厂，带来的突破更是全方位的。在安全上，实现了从“被动应对”到“主动防御”的转变，系统能实时监测并毫秒级处置异常，安全事故率降低了80%。在效率上，装置运行稳定性提升20%，非计划停机减少90%，吨碱能耗再降5%，运维人力成本降低了75%。这让我们清晰地看到了“装置现场无人化、生产设备自动化、过程控制智能化、工厂管理数字化、经营决策数据化”的“五化”未来。

价值重构与未来展望

庞广廉：这种人机协同的转型，如何重构创新模式？请展望一下工业AI未来的化工厂。

吴玉成：这种人机分工的深化，本质上是将人类从低价值的重复性工作中彻底解放，聚焦于高价值的创新性工作。在工业AI时代，工程师的角色从“操作员”、“监控员”转变为“目标设定者与监督者”。他们只需设定如“能耗降低5%”这样的优化目标，系统就能自主完成后续所有复杂的分析、决策和执行。这使得工程师的精力可以完全投入到工艺路线的创新、新产品的研发和运营模式的探索中，让企业创新从依赖个人经验的“手工作坊”模式，升级为“数据驱动+模型支撑”的系统性、高效率创新。

李永刚：从我们企业的实际感受来看，人员能力的转型是激活创新活力的关键。一线操作工转型为“AI训练师”后，他们开始深入理解工艺机理，甚至能提出优化方案，形成了“全员创新”的良好氛围。在创新效率上，我们实现了从“实验室反复试错”到“模型模拟先行”的跨越。比如过去研发一个新工艺可能要一两年，现在通过TPT2模拟筛选最优方案后再进行小试验证，周期缩短到了几个月，成本大幅降低。我们未来希望将这种能力应用到更核心的研发领域，让其成为企业创新的核心引擎。

庞广廉：请用一句话描绘你们心中的未来化工厂。

李永刚：未来的化工厂，将是实现“五化”的自主运行体，人员只需设定目标，系统即可自主优化生产、防控风险，让生产更安全、高效、绿色，工作更轻松。

吴玉成：未来的智能化工新世界，是AI全面接管生产运行全流程，工厂像“有机体”一样自主适应市场与工艺波动，人类则聚焦于新材料、新工艺、新模式的创新，最终实现“生产自主化、创新高效化、价值最大化”的产业新生态。

自主运行工厂，已然超越单纯的娱乐革新，正在开创一个系统自主、产业链协同的智能工业新图景。这不仅是化工行业转型升级的关键路径，更是我们扎实推进新型工业化、培育壮大新质生产力的生动实践。征程万里，未来可期。

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