以在线感知引领化工生产优化新范式——安徽中科维德数字科技有限公司“AI+化工”科技创新纪实

　　春节刚过，安徽中科维德数字科技有限公司(以下简称中科维德)总工程师赵跃东忙得不可开交——在与技术人员调试优化刚刚研发的全自动离子浓度在线监测分析装置的同时，就加热炉效能优化系统新产品准备在中国海油旗下某石化公司首次应用对接沟通。

图为中科维德总工程师赵跃东(左一)与技术人员调试全自动离子浓度在线监测分析装置

　　《中国化工报》记者在中科维德采访了解到，该公司以“化工在线监测驱动工艺优化专家”为精准定位，凭借自主创新的全链条技术体系，开发工业数据驱动云平台、工业软件和在线感知设备硬件系列产品，助力化工行业“AI+”转型，成功破解行业痛点，为流程工业智能化提供了可落地、可复制的解决方案。

　　优化转型产品兼顾“软硬”

　　作为一家集工业物联网产品研发、销售、方案与服务为一体的国家高新技术企业、国家科技型中小企业、安徽省专精特新企业，中科维德创业之初以研发生产工业ICT(信息通讯技术)设备等为主，目前稳定运行的工业ICT设备累计近万台，先后获授权专利70余项(其中发明专利21项)、软件著作权80余项。

图为中科维德办公楼

　　“化工行业智改数转步伐加快，数据透明化是转型升级的核心基石。我们坚持大数据和人工智能算法模型的工业数据驱动云平台‘底座’，结合化学化工专业技术，2020年开始专注研发化工生产工业软件产品，提供解决方案，逐步实现国产化替代。”中科维德公司董事长宋旭东告诉记者。

　　近年来，中科维德与国内顶级高校、研究院合作，成立了技术研究中心和院士工作站。聚焦化工生产“智改数转”，开发成功WDTLoongAIOT工业数据驱动云平台、WDTLoong多目标协同工艺优化平台等5个工业软件产品，应用于化工行业生产工艺优化、设备和质量管理、能源管理等领域。

图为中科维德董事长宋旭东(前排右一)向来公司考察的中国科学院麻生明院士介绍情况

　　2023年8月，中科维德完成的“基于工业互联网的精细化工工艺参数优化关键技术”科技成果通过行业鉴定达到国内领先水平，获得“安徽省电子科技信息进步一等奖”。2024年12月，“面向有机高分子间歇式精细化工生产过程的工艺与控制优化解决方案”入选工信部、市场监管总局联合公布的2024年度智能制造系统解决方案，成为安徽省石化化工行业唯一上榜的“揭榜挂帅”项目。

　　在线感知成就监测“慧眼”

　　深耕化工“智改数转”领域的中科维德认识到，“过程黑箱”成为当前制约化工企业工艺升级、质量管控与绿色高效运行的核心瓶颈。譬如，化工企业生产过程中pH值、离子浓度等关键工艺指标监测，长期以来依赖传统离线化验分析与离散物理参数采集模式，存在“测不准、不及时、联不上”等难题。含固、高粘、强腐蚀等复杂工况易导致传感器失效，生产过程组分在线检测手段缺失，人工取样分析的滞后性使数据仅能用于“事后判定”，孤立数据与控制系统难以形成闭环，不仅制约工艺优化空间，更带来安全隐患与成本压力，成为化工智能化升级的“拦路虎”。

　　对此，作为专注化工工艺优化的领军企业，中科维德秉持“数据驱动决策，AI 赋能生产”的核心理念，以“打开生产过程黑箱”为使命，瞄准化工生产“黑箱”难题，以过程智能监测为抓手，通过自主研发攻关，构建独特的 “OT(控制技术)+IT(大数据)+AI(人工智能)+Process(化工工艺知识)”四维融合能力，成功研发“全自动化工过程智能监测平台”，打通从现场感知、数据治理、模型分析到智能控制的完整技术链条，形成了软硬件一体化的在线感知与闭环控制产品矩阵，为行业提供自主可控的工业软件、智能化硬件及一体化解决方案，实现监测设备“智能取样-测量-维护”闭环系统升级焕新。

　　赵跃东介绍说，该公司全自动pH在线监测分析装置通过独创的过滤结构、动态循环测量与非水体系算法校正，完美适配复杂介质环境，响应时间不足30秒实现连续监测，并搭配自动冲洗保养功能，将电极寿命延长2-3倍，维护成本降至传统模式的25%以下，彻底扭转了pH检测“电极易损、离线滞后”的被动局面。

图为中科维德技术人员组装全自动pH在线监测分析装置

　　本文开头提及的全自动离子浓度在线监测分析装置，则依托“滴定+光谱”融合技术与LSTM时序算法、卷积神经网络等深度学习，建立了多类离子光谱特征数据库，可快速拓展生产过程离子组分定性和定量检测需求，为产品质量控制、设备防腐预警与环保合规提供了实时数据支撑;基于效能优化控制系统的加热炉效能优化系统，采用比色测温与非接触激光光谱技术替代传统单点监测设备，采集炉管可视化温度场数据与燃烧气体精准分析数据，不仅在传感技术、实时性和测温范围等方面取得突破，而且通过多变量AI分析动态模型指导低氧燃烧优化，实现加热炉温度实时在线控制和能效优化，热效率达95%以上，适用于炼油石化等领域。

　　据测算，该系统在中国海油这家石化公司应用后，可节能降耗1%-3%，年节省燃料费用上百万元。同时减少NOx/CO排放，延长炉管寿命，为加热炉数字孪生与智能优化提供高维数据保障。并且通过红外全视场测温精准监控炉管/炉嘴温度，预测性预防局部过热导致设备损坏和介质泄漏，降低燃烧不完全风险，避免爆炸、火灾隐患，保障生产安全稳定运行。

　　“支撑这些产品高效运行的，是我们自主研发的WDTLoongAIoT平台。”赵跃东对记者说。该平台以自主研发实时数据库为基础，兼容400+种工业协议，打通与DCS、PLC、MES等系统的数据壁垒，接入边云协同计算架构等多个AI模型，实现边缘端实时预警与云端深度分析有机结合，可拓展设备健康管理、能源优化等多元应用，为企业构建数据驱动的持续优化能力。

　　应用示范破解行业“痛点”

　　在中科维德看来，在线监测的价值早已超越单一数据采集，通过实时数据闭环、AI模型训练，将最优工艺参数固化为自动化程序，用技术创新打破“黑箱”壁垒，大幅提升产品一致性与优等品率，降低人力成本与能耗物耗，形成“成本节约-过程控制-智能进化”的递进式价值体系，赋能企业提升竞争力。

　　目前，中科维德的“化工在线监测驱动工艺优化”创新成果已在高分子材料、石油化工、农药合成、新能源等多个细分领域打造成功案例，将实验室成果转化为工业化、智能化新质生产力，为化工企业提供“硬件+软件+服务”一体化解决方案。

　　位于合肥巢湖的安徽皖维高新材料股份有限公司，是国内规模最大、产业链最全的聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)生产企业，2022年，PVB分厂作为皖维公司数字化改造试点单位，联合中科维德等率先在PVB分厂启动智改数转。

图为皖维PVB分厂操作工在控制室工作

　　中科维德研发负责人吴小松告诉记者，该项目按照“云-边协同一体化”总体架构，运用物联网、大数据、模型算法等新一代技术，针对PVB分厂生产智能化需求，涵盖工艺、质量、操作、仓库、设备等生产和流程，打造“人、机、料、法、环、测”全要素、全时空的数据业务智能工厂。

图为中科维德研发负责人吴小松在皖维PVB分厂介绍全自动pH在线监测分析装置

　　记者了解到，PVB生产工艺参数繁多、控制要求严格。其中核心装置反应中酸碱度作为关键指标，此前检测依靠人工操作，凭经验判断。采用中科维德的全自动pH在线监测分析装置后，实现pH值数据实时采集并与DCS系统联网，实现自动报警、自动控制调节酸碱度，员工轻点鼠标也可随时查看，有效解决了pH监测误差大、效率低、离线滞后等痛点。同时，中科维德基于化工工艺参数优化关键技术，挖掘PVB生产“黄金工艺”曲线19条，不断自学习、迭代优化破解工艺优化难题。

　　春江水暖鸭先知。PVB分厂负责人介绍，智能化改造以来，工艺优化效率、产品品质和管理效率明显提升，生产系统波动率大幅下降。比如气干塔温度调整时间从手动约50分钟缩减到智能控制的30分钟，人工干预频次降低95%以上，温差控制精准度提升4倍，蒸汽用量降低，堵料频率减少。同时，产品关键指标稳定性提高，单位吨产品水耗降低，工艺检查时间缩短至30分钟，产量、消耗、人工数据随时抓取，生产报表自动生成高效快捷，工作效率大大提升，减员增效显著。2023年9月，皖维PVB分厂数字化转型项目通过验收评审，得到了专家的一致认可和好评。

图为2023年9月皖维PVB分厂数字化转型项目验收评审会

　　“中科维德不是技术概念的倡导者，而是价值结果的交付者。除皖维集团外，我们还与昊源化工、丰原生物、辉隆集团等化工企业合作开展智改数转，客户反响良好。”宋旭东表示，我国化工生产工艺优化市场规模庞大，中科维德已在这片“蓝海”市场中找到自己的独特定位。今年是“十五五”开局之年，营业收入预计将创历史新高。

　　未来，中科维德将坚持“维真持德”的理念，持续深耕“化工生产过程感知数据驱动工艺优化“赛道，以自主可控的工业软件为核心，为客户创造核心价值，致力于打造成为“行业领先的工业互联网产品和解决方案的提供商及数据服务商”，推动化工生产安全环保、绿色低碳发展。