大數(shù)據(jù)時(shí)代的挑戰(zhàn)

化學(xué)工業(yè)4.0大數(shù)據(jù)時(shí)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(lèi)的體能極限，開(kāi)啟了工業(yè)化進(jìn)程。電氣化奠定了規(guī)模實(shí)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(dòng)人類(lèi)進(jìn)入了自動(dòng)化文明。

1、工業(yè)4.0模式的提出至今，人類(lèi)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(kāi)--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(lè)方式，更是持續(xù)迭代衍進(jìn)的商業(yè)模式與價(jià)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(guó)通用電氣等提出了工業(yè)互聯(lián)概念（IndustrialInternet）。中國(guó)提出“兩化融合”

（themergeofindustrializationandinformation）。

德國(guó)2012年提出了工業(yè)4.0（Industry4.0）。

于是：虛擬全球（Virtualglobal）與現(xiàn)實(shí)過(guò)程（TheRealWorld）相融合，通過(guò)計(jì)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(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率、更快速的市場(chǎng)反應(yīng)以及靈活性。全球化智能化綠色化用戶(hù)中心快捷便利專(zhuān)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(gè)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(dòng)，生產(chǎn)物流優(yōu)化集成。裝置：基于生產(chǎn)價(jià)值鏈集成，柔性化，可實(shí)現(xiàn)自組織。管理：根據(jù)生產(chǎn)實(shí)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(guó)的通用電氣、波音；德國(guó)的博世、奔馳、SAP；中國(guó)的格力、三一、沈陽(yáng)機(jī)床廠等企業(yè)開(kāi)展了各自國(guó)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(kāi)了傳統(tǒng)制造業(yè)大門(mén)，蘋(píng)果、小米，誰(shuí)是下一個(gè)？例如：面對(duì)洶涌而至的智能原料、智能制造和智能產(chǎn)品，未來(lái)學(xué)家開(kāi)始擔(dān)心人類(lèi)能否應(yīng)對(duì)自作聰明所帶來(lái)的后果：0和1或許真正無(wú)情地顛覆人類(lèi)5000年文明史以來(lái)的社會(huì)組織形式、生活方式以及生產(chǎn)方式。未來(lái)，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(lái)，，化學(xué)工業(yè)業(yè)呈現(xiàn)出兩兩大發(fā)展趨趨勢(shì)：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(lái)越越高。另一方面是是在市場(chǎng)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(shì)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?cè)?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(gè)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(wú)縫連連接，將市市場(chǎng)終端需需求與制造造過(guò)程在線(xiàn)線(xiàn)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)制造過(guò)程程的最優(yōu)化化和智能化化。過(guò)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(guò)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(jiǎn)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(jì)計(jì)方法和軟軟件工具，，無(wú)法在合合理的時(shí)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(shí)時(shí)時(shí)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(shí)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(shí)別并并幫助處理理過(guò)程中的的異常，實(shí)實(shí)現(xiàn)柔性生生產(chǎn)和在線(xiàn)線(xiàn)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(duì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)最大的改變是:放棄對(duì)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(kāi)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(huà)物質(zhì)質(zhì)與能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換的過(guò)程程，科學(xué)家家與工程師師們可以更更好的規(guī)劃劃實(shí)驗(yàn)方案案，更科學(xué)學(xué)地分析、、總結(jié)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果，并并更好地指指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)實(shí)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(kāi)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(dòng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的的制造過(guò)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)?huì)偏離設(shè)計(jì)計(jì)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(mǎn)足一定定優(yōu)化目標(biāo)標(biāo)的平滑且且動(dòng)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(dòng)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的的制造過(guò)程程4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：基于實(shí)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的的動(dòng)態(tài)流程程模擬–在線(xiàn)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(rùn)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(píng)價(jià)模模型，使設(shè)設(shè)備管理到到達(dá)一個(gè)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(shí)的設(shè)備備集成管理理平臺(tái)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(píng)估、、分類(lèi)，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(guò)程從單單純的經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)判斷、儀儀器監(jiān)測(cè)，，發(fā)展到智智能化、程程序化和自自動(dòng)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(píng)價(jià)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(píng)價(jià)價(jià)模型和過(guò)過(guò)程技術(shù)經(jīng)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模模型，在線(xiàn)線(xiàn)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(jí)評(píng)評(píng)價(jià)，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(píng)價(jià)體系4.2大數(shù)據(jù)能做做什么？例：：面面向向過(guò)過(guò)程程的的危危險(xiǎn)險(xiǎn)源源辨辨識(shí)識(shí)及及可可操操作作性性評(píng)評(píng)價(jià)價(jià)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(chǎng)場(chǎng)營(yíng)營(yíng)銷(xiāo)銷(xiāo)與與客客戶(hù)戶(hù)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(chǎng)場(chǎng)供供需需平平衡衡，，掌掌握握用用戶(hù)戶(hù)的的行行為為準(zhǔn)準(zhǔn)則則與與價(jià)價(jià)值值體體系系，，實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)商商業(yè)業(yè)智智能能化化，，在在市市場(chǎng)場(chǎng)的的競(jìng)競(jìng)爭(zhēng)爭(zhēng)中中取取得得主主動(dòng)動(dòng)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(chǎng)場(chǎng)營(yíng)營(yíng)銷(xiāo)銷(xiāo)與與客客戶(hù)戶(hù)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(shí)識(shí)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(guò)過(guò)程程決決策策化工工生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程對(duì)對(duì)于于裝裝置置及及外外供供條條件件的的依依賴(lài)賴(lài)度度較較大大，，同同時(shí)時(shí)生生產(chǎn)產(chǎn)過(guò)過(guò)程程的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、均均衡衡性性、、滿(mǎn)滿(mǎn)負(fù)負(fù)荷荷性性又又是是影影響響其其經(jīng)經(jīng)營(yíng)營(yíng)效效果果的的重重要要因因素素，，這這是是一一對(duì)對(duì)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(shí)實(shí)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(yàn)驗(yàn)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(guò)過(guò)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(duì)業(yè)業(yè)務(wù)務(wù)的的在在線(xiàn)線(xiàn)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(chǔ)④數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)庫(kù)⑤CPS平臺(tái)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(jì)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(tái)的特點(diǎn)①大數(shù)據(jù)技術(shù)。。②數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)技術(shù)術(shù)。③過(guò)程模型化和和模擬技術(shù)。。④異常識(shí)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(guò)過(guò)程系統(tǒng)(FCMS，F(xiàn)lexibleChemicalManufacturingSyste