大数据时代的挑战

1、化学工业4.0大数据时代的挑战提 要1、工业4.0模式的提提出2、化学工工业发展展所面临临的挑战战3、化学工工业4.0智能工业业的新范范式4、化学工工业4.0的关键技技术5、化学工工业4.0的大数据据基础蒸汽机突突破了人人类的体体能极限限，开启启了工业业化进程程。电气化奠奠定了规规模实践践的基础础，由此此诞生了了现代化化学工业业。电子与信信息技术术推动人人类进入入了自动动化文明明。1、工业4.0模式的提提出至今，人人类已有有了三次次工业革革命：1、工业4.0模式的提提出企业的信信息化建建设全面面展开-数字化、网络化化、精细细化互联网被被广泛应应用，改改变的不不只是社社交与娱娱乐方式式，更是是持

2、续迭迭代衍进进的商业业模式与与价值。物联网（IoT）出现的的意义在在于重新新定义了了人与机机器、机机器与机机器间的的交流渠渠道与模模式,也必将丰丰富人与与人之间间的交流流模式。智能化成成为科技技界与工工业界的的最新命命题进入21世纪以后后：1、工业4.0模式的提提出美国通用用电气等等提出了了工业互互联概念念（Industrial Internet）。中国提出出“两化化融合”（themergeofindustrializationand information）。德国2012年提出了了工业4.0（Industry4.0）。于是：虚拟全球球（Virtual global）与现实过过程（TheRea

3、lWorld）相融合，通过计计算、自自主控制制和物联联网（互互联网），把人人、装置置、资源源和信息息融合一一体，实实现更高高的生产产效率、更快速速的市场场反应以以及灵活活性。全球化智智能化化绿绿色色化用户中心心快快捷便利利专专业化1、工业4.0模式的提提出那么，工工业4.0是什么呢呢：关键词：智慧工工厂1、工业4.0模式的提提出一种基于于物联网网、分布布式和智智能化的的生产系系统。产品：能能感知和和通讯其其整个供供应链和和生命周周期中的的各种信信息生产：采采用数字字技术，充分人人机互动动，生产产物流优优化集成成。装置：基基于生产产价值链链集成，柔性化化，可实实现自组组织。管理：根根据生产产实际

4、需需求，灵灵活组织织生产方方式和流流程。1、工业4.0模式的提提出美国的通通用电气气、波音音；德国国的博世世、奔驰驰、SAP；中国的的格力、三一、沈阳机机床厂等等企业开开展了各各自国家家标准下下新型工工业模式式的探索索。例如：1、工业4.0模式的提提出特斯拉踢踢开了传传统制造造业大门门，苹果果、小米米，谁是是下一个个？例如：面对汹涌涌而至的的智能原原料、智智能制造造和智能能产品，未来学学家开始始担心人人类能否否应对自自作聪明明所带来来的后果果：0和1或许真正正无情地地颠覆人人类5000年文明史史以来的的社会组组织形式式、生活活方式以以及生产产方式。未来，统统治世界界的是人人，还是是机器人人？1

5、、工业4.0模式的提提出一直以来来，化学学工业呈呈现出两两大发展展趋势：一方面是是包括石石油、天天然气、新能源源、矿产产、生物物质、水水资源和和煤转化化等资源源导向性性的化工工产业，集中度度越来越越高。另一方面面是在市市场多样样化下，生物、软固体体、功能能材料、膜、纳纳米、催催化、医医药、仿仿生、基基因工程程等产品品的细分分化趋势势更加显显著。2、化学工工业发展展所面临临的挑战战我们曾经经认为：2、化学工工业发展展所面临临的挑战战1）化学工工业在全全球范围围内迁移移2）更严格格的健康康、安全全与环境境标准3）绿色导导向的化化学工业业新技术术4）面向“供应链链网”的的产业集集成然而，工业4.0是

6、一个很很有前景景的工业业新范式式2、化学工工业发展展所面临临的挑战战因此：化学工业业4.0基于物联联网、数数据网和和互联网网的无缝缝连接，将市场场终端需需求与制制造过程程在线集集成，并并在大数数据技术术、人工工智能技技术支持持下实现现生产制制造过程程的最优优化和智智能化。过程控控制将从从嵌入式式系统发发展到网网络物理理系统（CPS）。3、化学工工业4.0智能工业业的新范范式1）由过程程集成到到“供应链网网”整合3、化学工工业4.0智能工业业的新范范式化学工业业4.0的目标与与任务2）规模化化&柔性化3）制造&服务4）智慧工工厂大数据是是化学工工业4.0的资源基基础。4、化学工工业4.0的大数据

7、据基础4.1什么是大大数据（BigData）大数据不不能简单单理解为为数据量量很大的的数据。大数据据指的是是所涉及及的资料料量规模模巨大，用目前前常规的的统计方方法和软软件工具具，无法法在合理理的时间间内完成成采集、管理、处理并并形成能能帮助人人们进行行决策的的资讯信信息。（MBGBTBPBEBZBYBBBNBDB） 化工企业业的大数数据包括括：业务数据据、商业业数据、环境数数据、装装置运行行实时数数据、大数据技技术涵盖盖企业全全业务范范围,是实现集集成化、智能化化、优化化重构的的重要基基础，能能识别并并帮助处处理过程程中的异异常，实实现柔性性生产和和在线优优化。4、化学工工业4.0的大数据据

8、基础4.1什么是大大数据（BigData）4、化学工工业4.0的大数据据基础大数据对技术实实现最大的改变是:放弃对因因果关系系的孜孜以求求，取而代之之的是关关注事务（事事件）之之间的相关关系系，强调知道“是是什么”，而不不苛求理论论层面上上的“为什么么”大数据把把世界拉拉平了4.1什么是大大数据（BigData）4、化学工工业4.0的大数据据基础（1）新产品品、新工工艺的开开发与优优化借助大数数据技术术，人们们可以从从更多侧侧面刻画画物质与与能量转转换的过过程，科科学家与与工程师师们可以以更好的的规划实实验方案案，更科科学地分分析、总总结实验验结果，并更好好地指导导生产实实践。4.2大数据能能

9、做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（1）新产品品、新工工艺的开开发与优优化4.2大数据能能做什么么？例：数据据挖掘技技术在某化工工企业新新产品研研究及工工艺优化化中的应用4、化学工工业4.0的大数据据基础（2）平滑且且动态优优化的制制造过程程工况参数数的变化化必引起起工艺条条件调整整，调整整的程度度甚至会会偏离设设计额定定的控制制条件，大数据据可以帮帮助建立立多种工工况条件件下满足足一定优优化目标标的平滑滑且动态态优化的的模型系系统与工工艺参数数体系。4.2大数据能能做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（2）平滑且且动态优优化的制制造过程程4.2大数据能能做什么么？例：基于于

10、实时数数据的动动态流程模拟拟在线模拟拟优化4、化学工工业4.0的大数据据基础（3）设备保保全与更更新大数据帮帮助建立立综合设设备机械械性能、工艺参参数、操操作规范范、润滑滑保养、生产能能力、维维护成本本等因素素的设备备可靠性性以及经经济性评评价模型型，使设设备管理理到达一一个科学学化、经经济化的的高度4.2大数据能能做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（3）设备保保全与更更新4.2大数据能能做什么么？例：基于知知识的设设备集成管理理平台4、化学工工业4.0的大数据据基础（4）异常诊诊断与消消除装置或质质量出现现异常后后，大数数据帮助助快速完完成异常常的定位位、评估估、分类类，并提提出适

11、当当的解决决方案，因而异异常消除除过程从从单纯的的经验判判断、仪仪器监测测，发展展到智能能化、程程序化和和自动化化。4.2大数据能能做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（4）异常诊诊断与消消除4.2大数据能能做什么么？例：人工工神经网网络在华华新水泥泥质量管管理中的的应用4、化学工工业4.0的大数据据基础（5）健康、安全、环境评评价体系系大数据帮帮助建立立基于HSE标准和企企业效益益最优化化的评价价模型和和过程技技术经济济评价模模型，在在线完成成生产系系统运行行的可靠靠性状态态和安全全等级评评价，提提出适当当、可靠靠、经济济的应急急措施规规划，形形成优化化控制策策略。4.2大数据能能做

12、什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（5）HSE评价体系系4.2大数据能能做什么么？例：面向向过程的的危险源源辨识及及可操作作性评价价系统（HAZOP）4、化学工工业4.0的大数据据基础（6）市场营营销与客客户关系系大数据模模拟产品品的市场场供需平平衡，掌掌握用户户的行为为准则与与价值体体系，实实现商业业智能化化，在市市场的竞竞争中取取得主动动的地位位。4.2大数据能能做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（6）市场营营销与客客户关系系4.2大数据能能做什么么？例：某化化工企业业基于知知识管理理的CRM4、化学工工业4.0的大数据据基础（7）基于BI的过程决决策化工生产产过程对对于

13、装置置及外供供条件的的依赖度度较大，同时生生产过程程的稳定定性、均均衡性、满负荷荷性又是是影响其其经营效效果的重重要因素素，这是是一对结结构性矛矛盾，大大数据帮帮助决策策者在诸诸多约束束下实现现最优化化生产调调度，将将决策者者的经验验与智慧慧模型化化是关键键。4.2大数据能能做什么么？4、化学工工业4.0的大数据据基础（7）基于BI的过程决决策4.2大数据能能做什么么？例：大数数据条件件下BI对业务的的在线支支持5、大数据据应用基基础5.1大数据处处理的基基本流程程数据抽取与集成数据分析系统应用数据集成成范围数据校正正与压缩缩数据存储储 数据据仓库CPS平台1）数据抽抽取化学工业业的CPS架构

14、5、大数据据应用基基础1）数据抽抽取化学工业业的CPS架构5、大数据据应用基基础工业代谢谢平衡（Industrial metabolismbalance）敏捷&平滑（agile& smooth）柔性&精良（flexible&lean）基于云计计算（CloudComputing）1）数据抽抽取化学工业业的CPS架构5、大数据据应用基基础化学工业业CPS平台的特特点大数据技技术。数据监测测技术。过程模型型化和模模拟技术术。 异常常识别和和诊断技技术 人工工智能技技术2）数据分分析-基于CPS的数字化化技术5、大数据据应用基基础柔性化化化工过程程系统(FCMS，FlexibleChemicalManufacturing System)强调以客客户为中中心，由由多个柔柔性制造造单元构构成，能能根据产产品任务务或生产产环境的的变化迅迅速进行行调整，解决多多品种批批量生产产模式中中的效率率瓶颈问问题工艺系统统柔性化化工艺条件件柔性化化产品品种种柔性化化3）系统应应用-柔性化制制造系统统5、大数据据应用基基础网络物理理系统（CPS）以其集集成、协协调、敏敏捷、智智能等特特性，是是实现多多品种、灵活组组批、异异常侦破破与消除除，以及及生产单单元柔性性重构的的重要平平台。当当然实现现化工生生产系统统柔性仍仍然是一一个复杂杂的问题题。数字化技技术。柔性化设设计理论论和技术术。生产组织织及控制制