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當(dāng)前，化工行業(yè)正經(jīng)歷著轉(zhuǎn)型升級(jí)的關(guān)鍵時(shí)期，中石化（天津）石油化工有限公司（以下簡(jiǎn)稱“天津石化”），作為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，率先踏上了智慧實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的探索與實(shí)踐之路。這一具有里程碑意義的創(chuàng)新舉措，不僅促進(jìn)了企業(yè)自身的技術(shù)革新與運(yùn)營效率的飛躍，也為整個(gè)石油化工行業(yè)樹立了數(shù)智化轉(zhuǎn)型的典范，引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展的新方向。

01

一場(chǎng)工業(yè)實(shí)驗(yàn)室的巨大變革

隨著企業(yè)業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長和質(zhì)量管控要求的不斷提高，傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)實(shí)驗(yàn)室面臨著人力成本投入巨大、數(shù)據(jù)共享不暢等諸多挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)為：

1. 人力資源浪費(fèi)：大量人力被投入到重復(fù)的、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)步驟中，無法專注于更復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)和分析工作，造成人力成本居高不下。
2. 數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象：各生產(chǎn)裝置、實(shí)驗(yàn)室之間的信息未實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一平臺(tái)管理，數(shù)據(jù)共享不及時(shí)，影響生產(chǎn)過程的時(shí)效性和穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室人工分析

為應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室?guī)淼奶魬?zhàn)，天津石化攜手中控技術(shù)，共同開啟了一場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室變革。基于中控全流程智能質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)（Q-Lab），通過深度融合大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)，顯著增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)室的自動(dòng)檢測(cè)能力，優(yōu)化了人力資源配置，并徹底打破了數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象。通過高效感知、精益管控、預(yù)測(cè)優(yōu)化及智慧協(xié)同等手段，推動(dòng)天津石化質(zhì)量管控水平再上新高度，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠，助力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

02

引入智慧，完全實(shí)現(xiàn)“機(jī)器代人”

在天津石化智慧實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目中，中控技術(shù)為其設(shè)計(jì)了水質(zhì)全流程智慧無人分析系統(tǒng)、色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統(tǒng)，以及全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)等智能化、信息化、自動(dòng)化設(shè)備的投入和建設(shè)，提高了水質(zhì)和色譜檢測(cè)的自動(dòng)化、高效化、規(guī)范化水平。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全流程的自動(dòng)化檢測(cè)，涵蓋樣品自動(dòng)分揀、自動(dòng)分樣、自動(dòng)上樣、自動(dòng)分析、數(shù)據(jù)自動(dòng)上傳、自動(dòng)洗瓶以及自動(dòng)樣品瓶分裝等功能，確保了檢測(cè)流程的精準(zhǔn)與高效。

全流程自動(dòng)化檢測(cè)場(chǎng)景

水質(zhì)全流程智慧無人分析系統(tǒng)的應(yīng)用，為水質(zhì)安全監(jiān)測(cè)裝上了“千里眼”與“順風(fēng)耳”，能夠按需監(jiān)測(cè)樣品中的各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，如pH值、電導(dǎo)率、濁度、懸浮物、COD、氨氮、總氮及硫酸根等，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸至中央控制系統(tǒng)，為管理者提供了及時(shí)、全面的水質(zhì)信息，便于其迅速做出響應(yīng)和決策。色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統(tǒng)應(yīng)用，為色譜分析裝上了“機(jī)械臂”，能夠精準(zhǔn)無誤地完成樣品的自動(dòng)分樣、加標(biāo)、裝載、進(jìn)樣及分析，大大減輕了實(shí)驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)避免了人為操作可能帶來的誤差。全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)通過遍布各裝置的18個(gè)自動(dòng)樣品柜和4臺(tái)套無人駕駛小車的無縫銜接，實(shí)現(xiàn)樣品從裝置到中心化驗(yàn)室的無人化流轉(zhuǎn)。

智慧實(shí)驗(yàn)室通過先進(jìn)的LIMS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了任務(wù)的高效分配。化驗(yàn)員僅需將密封樣品放置于傳送帶上，系統(tǒng)便自動(dòng)完成調(diào)度、樣品分配、分析等一系列繁復(fù)操作，并即時(shí)將實(shí)驗(yàn)成果上傳至管理系統(tǒng)。此智能化管理模式，實(shí)現(xiàn)了人與危化品的零接觸，實(shí)現(xiàn)了本質(zhì)安全，更大幅提升了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性與可靠性，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的客觀性與科學(xué)性。

此外，智慧實(shí)驗(yàn)室還利用3D建模技術(shù)將實(shí)驗(yàn)室的靜態(tài)與動(dòng)態(tài)場(chǎng)景進(jìn)行精準(zhǔn)再現(xiàn)。該技術(shù)不僅支持模型與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的聯(lián)動(dòng)，還實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)流程的可視化，化驗(yàn)員能夠通過大屏實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，有效保障實(shí)驗(yàn)室的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

03

“工業(yè)AI+大數(shù)據(jù)”，帶來價(jià)值躍升

天津石化通過全流程智能質(zhì)量監(jiān)控平臺(tái)（Q-Lab），構(gòu)建了基于多系統(tǒng)互聯(lián)的智慧實(shí)驗(yàn)室管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全流程質(zhì)量數(shù)據(jù)的匯聚與貫通，具備統(tǒng)計(jì)分析、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、報(bào)警管理等功能，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和智能分析，使得化驗(yàn)員能夠更加精準(zhǔn)地預(yù)測(cè)產(chǎn)品質(zhì)量的變化趨勢(shì)。

在安全保障方面，天津石化智慧實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)流程的實(shí)時(shí)監(jiān)控與預(yù)警，有效降低了事故風(fēng)險(xiǎn)；在效率層面，通過融合AI、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，深入挖掘?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)識(shí)別流程瓶頸，并針對(duì)性實(shí)施改進(jìn)措施，大幅提升工作效率與實(shí)驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)度；在成本控制層面，實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置，有效減少資源浪費(fèi)；同時(shí)，智慧實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了質(zhì)量信息的一鍵追溯、智能診斷與預(yù)測(cè)，為科學(xué)決策提供堅(jiān)實(shí)支撐，管理層據(jù)此能夠精準(zhǔn)把握生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，提升企業(yè)的整體運(yùn)營效率。智慧實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建為天津石化帶來了顯著的價(jià)值提升，增強(qiáng)了核心競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

天津石化化驗(yàn)計(jì)量部南港分部中心化驗(yàn)室負(fù)責(zé)人表示：

智慧實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了人力密集型傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室向智能化、數(shù)字化、自動(dòng)化的轉(zhuǎn)型，我們建設(shè)的水質(zhì)、色譜智慧無人實(shí)驗(yàn)室和全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)，在智慧實(shí)驗(yàn)室Q-Lab管控平臺(tái)這個(gè)“智慧大腦”的指揮下，真正實(shí)現(xiàn)了全流程“機(jī)器代人”，大幅替代人工，年節(jié)約用工成本900余萬元，踐行了新質(zhì)生產(chǎn)力的高質(zhì)量發(fā)展要求。

天津石化智慧實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)

天津石化智慧實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)不僅是一次技術(shù)的革新與飛躍，更是一次質(zhì)量管理思維的深度轉(zhuǎn)變。它像一顆璀璨的明珠，鑲嵌在智能工廠建設(shè)的宏偉藍(lán)圖之中，不僅為天津石化自身注入了強(qiáng)大的發(fā)展動(dòng)力，更激發(fā)了行業(yè)內(nèi)外的創(chuàng)新活力，引領(lǐng)著行業(yè)向更加高效、環(huán)保、可持續(xù)的未來邁進(jìn)。