2024年世界多地地緣政治沖突依舊存在，烏克蘭危機升級、巴以沖突風險持續，成為地區乃至全球經濟發展的中長期制約因素，干擾能源等重要物資供應，加劇全球能源安全風險。而能源需求增長與轉型也面臨投資回報率、技術成本等諸多壓力和挑戰。
在數字化進程日益加速的今天，人工智能（AI）已成為各行各業轉型與升級的重要動力。據CONTROLENGINEERINGChina最近發布的《2024中國工業AI發展洞察與展望》白皮書調查顯示，當前工業AI應用尚處于初始階段，近一半的企業預計AI的廣泛應用將在3~5年內實現。
本白皮書展示了AI在實際工業環境中的有效性。如中壓變頻器柜的AI視頻智能檢測、石化行業壓縮機組的改造均證明了AI技術能夠在復雜的生產環境中發揮巨大的價值。
艾斯本引領工業AI發展
全球頂尖的工業軟件解決方案提供商——艾斯本提供超過40年的行業創新將包括34000種化合物數據庫建模、仿真和8000多種工業流程控制APP的優化能力與工業運營專業知識相融合，并應用高級分析來提高生產資產的盈利能力和可持續性，以增強石油、天然氣、化工、制藥、電力等多個領域客戶業務。
艾斯本全球企業解決方案咨詢高級總監Rob Howard告訴筆者，在生產制造的環節當中，如果采用統一的艾斯本解決方案，可帶來20%利潤增長。在資產績效管理上，艾斯本可以把維護成本降低25%，可以把資產預測性的分析用來提升可靠性分析，從而進一步提升運營。
圖1 艾斯本全球企業解決方案咨詢高級總監 Rob Howard
Rob Howard向筆者介紹稱，艾斯本使用或者采用工業AI已經有二十多年歷史，在2000年以前艾斯本就開始使用到神經網絡（算法數學模型）。“我們對于工業AI或者工業AI對于我們來說，不是什么新的東西，我們一直推進著工業AI。2005年~2010年期間，艾斯本把神經網絡融入到艾斯本的Mtell（AI預測分析領域），也是充分利用生成式AI及深度學習。”
“所以艾斯本創造了這個詞匯——工業AI。原因也非常具體，我們認為普通AI不能夠適應工業場景。對于我們來說，在工程領域具體的知識、經驗，再加上數據的洞見，如機器學習、深度學習、生成式AI，工業AI是我們所在領域的專長。”
工業AI是能源轉型的關鍵，能推動企業實現卓越運營。Rob Howard表示，在化工工程領域中的一些基本規則，如能源保護，要把它應用在AI的輸出上，給予在工業化環境中的安全和預測，建立起非常健康的信任。AI模型具有內置保護措施，既可確保工廠運營安全，還能幫助企業提高效率、追蹤設備運營狀況，并優化可持續戰略的實施。
工業AI能夠在業務運營的關鍵領域帶來徹底變革，顯著提升靈活性、指導性和自動化水平。
靈活性方面，Rob Howard認為，借助于AI在決策過程中更加的迅速、準確。如在一個煉化廠反應器，對于其建模可以根據實際現場運作情況，可以更加快速和頻繁地進行更新。
指導性方面，Rob Howard表示，主要指的是用于高級的流程控制，在語言能力方面，要明白用這個技術做了什么，然后還可以提出問題。操作員問我怎樣把這個流速控制在2.5，后面就會有一個背景的解釋，在工廠當中不同的速率有什么樣的限制。通過這種方式，操作員就可以明白為什么在這個場景下要用到這樣的技術。
自動化經常在工業場景中使用，AI可以用于Mtell當中的Maestro，主要是快速讓用戶了解在資產性能表現等方面有什么新的代理。也即能夠實現的效果是可以以最快的速度、最廣的范圍做到技術規模化，但同時對于操作員必須要有的專業知識提供了不需要知道那么多的可能性。
圖2 自動化工業場景
為上游客戶創造商業價值
Rob Howard介紹說：“艾斯本擁有的眾多技術涉及到工業AI，最終目標要實現自動優化資產和自動化，減少企業之間小的壁壘，讓所有數據在一個數據模型當中得到集成。”那么工業AI能夠帶來的是哪些客戶的價值呢？艾斯本大中華區解決方案咨詢高級總監陳潔女士進一步介紹說：“用工業AI的領域貫穿了SOCAR（阿塞拜疆石油）上游的勘探、開發以及整個煉化過程。使用艾斯本的AI解決方案，用地震波進行反推，用AI來解讀地震波，反推整個地質結構。同時還用AI、用地震波分析巖層結構。
因為反復的分析，最終效果是在鉆井的時候實現打井的位置最優。在SOCAR（阿塞拜疆石油）從原來得打12口井，現在一樣的產量打8口井即可，效率可以提高至少1/3。鉆一口井成本昂貴，如果沒有精確到位，就會重復投資，艾斯本工業AI大規模地提升了整個鉆井的有效性。”
圖3 艾斯本大中華區解決方案咨詢高級總監 陳潔女士
據了解，里海地區一家大型石油與天然氣運營商通過艾斯本的地下勘探和工程軟件功能將勘探成本降低20%。這家大型石油和天然氣運營商在評估氣田開發項目的經濟可行性，以及設計減少不確定性和風險的勘探和研究計劃方面遇到了挑戰。由此，艾斯本的地下科學與工程（SSE）解決方案在油田開發的多元場景測試與模擬中得到廣泛應用，能夠評估不確定性和潛在風險，作為項目可行性的一部分依據。
解決方案涵蓋地質建模、儲層流動模擬及油井和地表網絡的流動模擬。對測試場景經濟指標的全面評估表明，繼續推進勘探鉆井是明智的選擇。這些結論使研究重心從斷裂特性轉移。該公司得出結論，通過針對關鍵不確定性開展有針對性地研究，可以在不損失信息質量情況下，將新勘探井的調查成本降低20%。
近幾年，國內油氣上游開采量一直在增長，艾斯本也隨之在戰略決策的基礎上采用艾斯本的AI工具大規模地助力三桶油油氣開采效率。
在地下科學與工程解決方案領域，艾斯本成功開發了多項具有重大價值創造潛力的人工智能技術能力。
圖4 用復合地震圍欄上解釋斷層和層位。相交的斷層顯示斷層發展為捕獲的不確定性。
人工智能使艾斯本能夠通過多種方式加速海量數據的解析，自動化執行解釋流程中的中間環節，大幅提升表征的精確度，并有效降低鉆井作業的風險。更重要的是，這些能力顯著將新項目可行性研究的周期縮短數周甚至數月。
通過提升數據解析的速度與準確性，工程師們得以做出更為明智且迅速的決策。通過縮減資本決策周期及降低投資風險，艾斯本能夠創造出更高的經濟價值。
優化資產 提升下游客戶價值
在煉油廠，Saudi Aramco使用Aspen HYSYS通過開發多個裝置的工廠數字孿生分析煉油廠重新配置計劃的可行性。新的重組計劃預計煉油廠的加工能力將增加100,000桶/天，燃料油產量將大幅減少，柴油產量大幅增加。
Rob Howard稱，SOCAR丙烯腈熱回收通過艾斯本工業AI優化增加了36%的廢熱回收。對于其他的客戶來說，可以更高的提升可靠性。對于巴斯夫來說，可以最大化地實現環氧乙烷（EO）投資回報。巴斯夫是環氧乙烷方面的領導者，EO作為一種危險的化學物質，艾斯本工業AI是用在動力模型上，涵蓋整個過程，可以保證EO即在安全閾值內又產出最高。
據了解，巴斯夫作為艾斯本全球最大的化工客戶之一，艾斯本與巴斯夫共同研發工業數據解決方案，并產生巨大影響。“把大規模的工業數據進行聚合并且情景化。情景化和聚合并不重要，但重要的是經過數據的聚合和情景化，AI模型就非常容易地去運用這些數據。
圖5 化工廠夜景
陳潔介紹說：“有時建模型容易，但訓練模型比較難，主要是數據的問題和算力的問題。經過把數據有效的聚合情景化，就可以有效地訓練這些模型，并且用最有效的方法或者最小的算力來訓練這些模型。”
艾斯本工業AI軟件優化客戶運營效率在MOL集團、陶氏化學、Sardeolica均有良好體現。艾斯本為MOL集團提供預測分析對業務產生數百萬美元的影響。在78天可維護規劃和干預的交付期內，檢測關鍵石化廠中主要泵和壓縮機的故障。從而支持整個組織更可持續化的運營。
陶氏化學使用艾斯本工業AI混合模型可提高10%的產量，為難以精確建模的高價值化學品構建反應器生產裝置模型。而在實際運營層面，生產過程難以保持穩定控制，并且難以避免質量和產量問題。
Sardeolica使用艾斯本工業AI預測性維護代理來預測風電場中變速箱和發電機的機械故障。提前6個月發出警告，降低10%生命周期維護成本，一年內，通過Maestro &遷移學習功能將Mtell部署到48個資產中。預計風能轉換系統的壽命將延長1~2年（約6~12%）。
推進共同創新 實現可持續發展路徑
Rob Howard說：“AI也可以幫助中國脫碳。特別重要的一點，是可以幫助培養中國新的工程師，幫助他們建設這種能力，可以更好的來解決現有工廠里的問題。”使用生成式AI的確對于“以人為本”或者“以人為基礎”的AI使用達到一個新的層級。艾斯本可持續性解決方案的設計過程中，涉及到如何利用二氧化碳過程更快，以更高效的速度來提升自動化的水平。
圖6 降低碳強度，CCUS和OPEX的項目時間表分別縮短50%和20%
2024年4月，艾斯本推出一種新的獨特的集成建模和優化解決方案，旨在指導公司進行碳捕獲利用和存儲決策以及可持續發展戰略投資。艾斯本的戰略規劃解決方案基于與全球頂尖的綜合能源和化工集團之一——沙特阿美公司簽訂許可協議而開發的。憑借這一顯著成就，艾斯本也宣布正著手啟動一項規模更大的協同創新計劃，匯聚領先的業主運營商和工程、采購及施工（EPC）公司，共同創新更廣泛的戰略規劃解決方案組合，以嘗試在多種可持續發展路徑上實現優化。
Rob Howard告訴筆者，在可持續發展的路徑上，現有的在能效管理、排放管理、電氣化方面越來越多地進入到生物基原料、氫經濟、可再生能源。在可再生電力方面中國是世界的領導者。未來更多的可持續發展路徑，如塑料循環性、新材料以及二氧化碳都可以作為一種原料。
在該領域中艾斯本有可持續性的區域顧問，并與不同地方的不同公司進行充分的協作、進行信息的分享。包括OMV、埃克森美孚等深度密切合作的客戶，幫助他們加快綠氨的生產、加快技術的應用，提升工廠效率。
商業機會和市場布局
艾斯本在中國已經有20余年發展，主要在軟件設計、開發、技術支持、技術咨詢、技術服務等，為中國客戶提供本地化的軟件產品和服務支持。Rob Howard認為，現在中國更需要與全球進行互動，艾斯本是以軟件為平臺來傳播全球的最佳實踐，目前聚焦以下幾個領域：
一是資產高效運營。國內石油石化行業的產能相對過剩，下游整個化工市場還沒有完全回彈，使得整個運營需要更加高效。其實國外已經在運營高效方面有很多經驗，會把這些沉淀成最佳實踐，以艾斯本的軟件平臺介紹給中國客戶。
二是可持續發展。可持續發展在歐洲，如碳稅的價格現在幾乎是中國的10倍（如果不是20倍的話）。歐洲對可持續發展在運營中的表現，已經把節能減排變成運營的一部分，低碳策略運營化了。所以艾斯本中國的客戶也特別期望借鑒這些全球的經驗。
三是全球化。很多全球優秀的公司很早就是全球運營的模式，而中國公司在全球的項目越來越多。在此情況下，也把整個工程設計、建造的最佳實踐介紹給中國的客戶，以軟件為平臺來傳播最佳實踐。
圖7 艾斯本全球化運營設計、建造最佳實踐
Rob Howard說：“很難相信中國有著世界大約40%的化工原料，在化工領域中國像一個巨人，所以這個規模有盈利方面的挑戰。中國在很多方面已經是領導者，我們特別相信艾斯本可以通過我們的解決方案可以幫助中國繼續保持領導者的地位，而且進一步擴大領導者的份額。”
中國發展新質生產力的目標是要提升資產的利潤率、效率。在某些領域中國出現了產能過剩，需要由AI來幫助它能最有效的管理這些資產。
陳潔女士補充稱，中國企業的國際影響力越來越大，AI可以使之全球化的腳步更順暢。比如在海外交付項目時，可以用我們的并行交付模式進行設計和交付項目，底層邏輯就是用數據和AI來支撐。
還有整個軟件里面內嵌了如全球的成本庫、全球的報價習慣（尤其是資本性支出），所有這些軟件的功能都可以支撐中國企業順利地加快全球化腳步。
Rob Howard表示，非常認同陳潔女士的觀點。現在在工業包括供應鏈等等方面，實現全球化艾斯本也可以有非常大的助力，因為所有的這些過程都要求有AI的融入，而且AI的解決方案也可以讓所有的升級或者并行的工程速度更快。
據了解，艾斯本助力中國過程行業的數字化轉型和升級，已與眾多中國企業建立了長期的合作關系，并積極參與中國市場的項目建設，不斷推動其產品和服務在中國的本地化應用和創新發展。
微信公眾號
微信視頻號
京公網安備11010502053156號