盛虹石化：全流程“黑灯实验室”这样打造

夜幕降临，实验室里依然忙碌——AGV机器人携带样品在自动化检测工作站间来往穿梭，与四轴、六轴机器人精准协同，将样品平稳送至检测位。自动化机器人依托三维模组完成开盖、超声波液位检测、注射器匹配抓取及仪器预处理启动等操作，让丙烯腈、MMA、乙腈、丙酮氰醇四大类产品质量检测同步开展。87台检测仪器与56台机器人在无人值守的黑暗环境中默契协作，仅0.2秒即可完成计算解析与精确定位……

盛虹石化“黑灯实验室”一角。（杨熙 摄）

这是国内化工行业首个全流程无人化分析实验室——盛虹石化产业集团（简称盛虹石化）丙烯腈样品分析“黑灯实验室”的运行场景。经过7个月的稳定运行与持续优化，该实验室于近日完成全面技术迭代，实验室日均检测样品超1600个、分析项目突破5000次。

从“人力密集”到“AI驱动”

“从人工智能（AI）发展的视角看，‘黑灯实验室’是化工行业通往智能化未来的必经之路。它从根本上将生产力主体从‘人’转变为‘AI+机器人系统’，对企业的本质安全、运营效率和未来竞争力具有深远战略意义。”谈及建设“黑灯实验室”的初衷，盛虹石化产业集团总裁白玮说，“化工企业建设‘黑灯实验室’不是选择题，而是关乎未来生存的必答题。只有果断抓住稍纵即逝的窗口期，才能在行业转型升级的激烈竞争中抢占主动权。”

白玮介绍，盛虹石化年产104万吨丙烯腈。丙烯腈具有高毒特性，传统检测需操作人员穿戴厚重、闷热的防护装备，安全风险高。同时，高毒环境所需的强力排风系统能耗巨大，给企业增加了不菲成本。“黑灯实验室”能实现人与高毒样品的完全物理隔离，实现本质安全，同时也能降低为保障人员安全而产生的高能耗。

此外，104万吨丙烯腈产品检测量大、人工操作流程繁琐，而由AI“大脑”统一指挥的“黑灯实验室”，可根据优先级动态安排任务，彻底改变“人找数据”的传统流程，实现运营效率从“人力密集”到“AI驱动”。

更为重要的是，“黑灯实验室”采集到的高质量检测数据进行建模后，可结合生产运行参数，对产品质量和生产运行状况进行预测预警，提前干预并指导生产人员及时进行调整

因此，早在4年前，盛虹石化就启动智慧实验室建设计划。经过长达一年多的走访调研和技术论证，该公司于2023年10月完成丙烯腈分析线自动化改造项目立项，研发攻关由盛虹石化与北京戴纳实验科技携手。

历时21个月的攻坚克难

第一个“吃螃蟹”，总会面临各种各样的挑战。仅为确保本质安全，设计方案便优化了5轮。

项目负责人、智能化副经理刘海浪还记得，双方确定合作意向后不到一周，便因实验流程机械设计的合理性产生了分歧。“大家争得面红耳赤，一度到了掀桌子的地步。我们充分考虑到各环节可能发生的意外情形，坚持高标准分解、细化业务流程，团队连夜修改设计方案是家常便饭。”刘海浪说，以pH检测的稀释功能为例，按标准方法描述，仅需4个步骤就可完成全流程。但为了保证样品检测的准确性，盛虹石化在管路流向、样品、电极、检测杯润洗、检测器具的洁净度等方面提出更高要求，增加了多条液路管线、加热吹干功能，同时配套增加多个业务场景，使整个流程较原设计多了20多项步骤。

此外，中控样品组分非常复杂，具有腐蚀性、溶解性，不同物质对材质的要求不一样，给设备选型用材增加了很大难度。“我们对各种设备内容构造和材质进行分析，同时采购20余种不同规格材料，在实际样品中进行了为期2个月、多达180次的反复耐腐蚀测试。但在实际调试中，卡尔费休试剂在和样品反应后腐蚀性依旧很强。我们经多次讨论与测试，最终选择特氟龙管道进行安装铺设。”刘海浪回忆说。

除了设计瓶颈，团队还克服了多系统集成开发难度高、对接分析检测设备数量庞大、机加工件精度要求苛刻、AGV机器人定位准确度不够等困难。最终，历时21个月的攻坚突破，“黑灯实验室”建成。

迈向智能质检“下一站”

建成的丙烯腈样品分析“黑灯实验室”，深度融合视觉定位、光谱分析、机械臂、AGV及PLC控制等前沿技术，涵盖样品收样、色谱分液、水分分析、滴定分析等25个自动化工作站，集成87台精密分析检测设备，实现机械手臂彻底替代人工，并与LIMS系统无缝联动，依托二维码标签完成全流程追溯管理。

“真是天翻地覆的变化，我们再也不用因接触丙烯腈样品担惊受怕了！”分析工程师薛峰感慨道，以前大家都不愿被分到丙烯腈检测岗位。无论春秋冬夏，每个班都得穿9个小时防护服，衣服很快就湿透了。而“黑灯实验室”实现了人与高毒样品的物理隔离，从源头上根除中毒、灼伤等职业健康风险。

更引人关注的是，传统人工检测方法不可避免存在随机误差，检测结果受人员技能、疲劳程度、主观判断等人为因素干扰，数据的完整性和可追溯性难达理想状态。机器人操作可显著减少人为误差，每个样品都有唯一的“数字DNA”，检测过程被完整记录，确保了数据的可靠、合规与精准溯源。

此外，传统质量检测中心实验室建设需考虑人员操作空间、舒适度及安全防护，导致场地面积大、能耗高。同时，熟练检测人员的培养和人力成本持续上升，也给企业带来压力。“黑灯实验室”自动化系统极大压缩了人工操作空间，减少了仪器闲置，降低了单位产出的占地面积、投资额、能耗和人工成本。数据显示，该“黑灯实验室”投用后，直接释放近50名质检人员工作量，年节约人力成本约600万元。

“目前，我们正在推进丙烯腈装置无人送样车的测试验证与立项工作，充分联动已投用的‘黑灯实验室’，解决人工取样耗时、耗力、耗运力问题。借鉴丙烯腈产品‘黑灯实验室’的成果经验，我们下一步将建设水质化验‘黑灯实验室’，持续推动数字技术与实体经济深度融合，以民营化企龙头的担当为石化产业高质量发展贡献力量。”白玮如是说。