关于工业软件智能化应用调查

关于工业软件智能化应用调查：导读：

数字化转型在全球范围内成为引领石化行业新一轮发展的科技浪潮。在国内智能工厂建设也如火如荼地开展。但智能工厂建设不能只停留在概念设计阶段或满足于“完美”的框架设计。

我们必须回到智能工厂的终极目标：优化和决策支持。而以流程模拟为支撑的工艺数字孪生是优化和决策支持不可或缺的技术，从而是智能工厂最核心的内容之一。在关键工业软件技术自主可控的国家宏观战略背景下，圣泰科技围绕工艺数字孪生软件进行了卓有成效的自主创新和实践。

1. 工艺数字孪生

当前在全球范围内掀起数字化工厂和智能工厂的创新大潮，建设智能工厂是复杂的系统化工程，而以“机理模拟、在线、全生命周期、优化”为基本特征的工艺数字孪生（Process Digital Twin）则始终是整个智能工厂的核心。工艺数字孪生是数字孪生的一种，以基于机理的稳态模拟技术、动态模拟与仿真技术、在线模拟和优化技术等为支撑，形成实际工艺过程在虚拟空间的孪生体，并最终服务于过程优化和决策支持。基于严格机理的模拟是基本要求，在线和贯穿全生命周期是基本特征，而优化和决策支持则是其终极目标。从设计阶段的设计验证优化、到开车前的方案优化和高仿真度的培训、直到生产运维阶段的生产指导优化、设备性能监控、节能降耗减碳、调度优化、过程安全管理等全生命周期中持续创造价值。

a) 在设计阶段，用于工艺包开发、物料平衡、设计验证、参数和方案优化、控制和联锁系统验证、HAZOP安全分析、超压泄放分析等；

b) 在开车前，用于开车方案的优化研究、高仿真度的操作员开停车和事故处理培训等；

c) 装置投用后，数字孪生模型将实现在线运行，与实时数据库连接，具有稳态检测、数据过滤和校正、装置全流程模拟功能，系统全方位实时监控运行装置的物料平衡、能量平衡、工艺性能、设备性能和健康状态、能耗、用能分析、成本、经济效益等，为装置优化运行提供生产指导、预警和联动分析，实现装置的节能降耗和经济效益最大化。工艺数字孪生还是生产运行和维护过程中的PID整定、控制方案优化、操作规程优化、过程安全培训和演练、应急处置方案研究、事故原因分析以及装置脱瓶颈分析、扩能改造方案制定等等工作中无法或缺的技术。


2. 圣泰科技围绕工艺孪生的自主创新

作为工艺数字孪生的支撑技术，流程模拟是生产企业物料平衡、能量核算和优化、工艺计算、设备性能计算、标定核算、工艺脱瓶颈和调优、在线优化等必不可少的基础技术。以前流程模拟的核心技术被国外（绝大多数是美国）公司垄断，国际贸易冲突和近期国际形势让国家意识到核心工业软件和技术被国外垄断的风险。

圣泰科技（SimTech）是以流程模拟为基因，以推动行业进步为使命，深耕工艺数字孪生和过程安全领域的工业软件和技术公司。经过近10年的艰苦研究，自主开发了基于云计算模式的商品化通用化工流程模拟软件（鸿鹄过程模拟系统SimTech Simulator），在上游油气处理、炼油、芳烃、乙烯、化工、煤化工等领域开展了大量的实际工程验证，其功能和性能与国际通用模拟软件（Aspen Plus, PROII, Hysys等）相当。自此圣泰掌握了核心的大型模拟系统开发技术。圣泰科技还在此基础上开发了在线模拟优化软件SimTech Advisor，与实时数据库连接，具有数据过滤和校正、装置全流程模拟功能，全方位实时监控运行装置的物料平衡、能量平衡、工艺性能、设备性能、能耗、用能分析、经济效益等，并为装置优化运行提供生产指导、预警和联动分析，实现装置的节能降耗和经济效益最大化。圣泰科技的动态模拟引擎SimTech Dynamics和仿真系统SimTech OTS则大量应用于动态工程研究、操作仿真培训和过程安全培训等。


3. 孪生技术的大量实践

工艺孪生不只是一个新的概念，而是可以切实创造价值的技术。圣泰科技不仅自主掌握了工艺数字孪生的软件开发技术，并围绕孪生技术开展了大量卓有成效的实践。

a) 在工艺包和工程设计阶段，圣泰科技将孪生技术应用于超压泄放分析和火炬系统优化研究，近10年来完成了超过400套炼油、芳烃、乙烯、化工、煤化工等各类型装置的分析，涵盖了几乎全部国内新建2000万吨/年级别炼化一体化项目，包括大连恒力、浙江石化、盛虹炼化、广东石化、裕龙石化、PetroNas等央企、民企和国外项目，取得了卓越的成效，为这些企业在设计阶段节省了上亿元的投资。圣泰采用孪生技术对复杂工业装置尤其是首次工业化的装置进行大量的动态工程研究，与主要工程公司和研究院在反应系统设计优化、反应动力学分析、操作方案优化、顺控等复杂控制系统验证、控制方案的优化、多相流研究、低温过程传热研究等方面开展了卓有成效的研究。

b) 开车阶段：圣泰围绕工艺孪生理念，为工艺包商、工程公司和业主开发了动态模型和仿真系统，用于设计验证、控制系统校验和操作人员开停车、故障处理、应急处置等高仿真度的培训。圣泰运用孪生技术，不仅为某大型炼化一体化项目培训技术工程师和操作员，还解决了大量开车过程中的问题，比如通过优化控制方案解决了某企业开车过程多次联锁停车的难题和安全隐患。

c) 生产阶段的应用：在企业竞争日趋激烈的大背景下，如何增产节能降耗优化将成为企业的切实需求。圣泰科技将工艺孪生技术大量应用于企业的生产优化。比如某合资大型乙烯装置由于急冷系统的瓶颈导致数年时间无法满负荷生产，经过工艺数字孪生的分析和优化，找出急冷油塔的问题源头并改进，问题得以彻底解决，并持续服务生产优化。又如，某企业操作和技术人员老化严重，青黄不接，老员工的知识和技能不能有效传承，新员工缺乏生产、操作、应急处置等经验，安全生产操作遇到挑战，圣泰科技基于数字孪生建立现代化智能培训系统，从而有效传承知识、提升操作技能、优化控制、保障安全生产。某石化公司以“稳定生产和节能降耗”为目标，采用圣泰科技的数字孪生技术，建立全流程在线模拟优化模型，实现工艺性能、设备性能、物料能量平衡、能耗物耗、碳排放、成本与经济效益等的实时计算、监控、预测、异常预警和工艺优化，实现提质、增效、节能降耗减碳。

4. 未来可期

圣泰科技十年磨一剑，投入重金进行核心技术和工业软件的研发，公司研发人员接近50%，成功开发出模拟系统等一系列自主产权的工业软件，使流程模拟技术的国产化和自主可控成为现实，并不断推动以模拟为支撑的数字孪生技术的工业实践和价值创造。对推动核心工业软件的国产替代、推动行业持续进步具有至关重要的现实和长远意义。

圣泰科技在自主创新道路上将一路远行，未来将继续深耕于稳态模拟、多相流模拟、泄放系统模拟、动态模拟、在线模拟、实时优化、人工智能等工艺孪生相关“硬核”技术的研发，并将其与过程安全技术融合，不断突破核心工业软件自主创新的新高度！

道阻且长，行则将至；行而不辍，未来可期！

为了更好地帮助企业数字化转型，清晰理解客户需求，了解不同岗位人员对于数字转型的需求及看法，我们将进行一次关于工业软件智能化应用的调查。

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