我国是橡胶助剂生产大国，但是生产方式整体还比较落后。作为过程系统工程方面的专家，清华大学化学工程系过程系统工程研究所袁志宏博士日前在接受记者采访时，解析了橡胶助剂企业智能工厂建设的路径。他表示，充分运用互联网、大数据和人工智能等新型信息技术，开启新的发展动能，是橡胶助剂行业实现由市场需求驱动的智能制造、智能决策、绿色发展目标的必由之路。

集成优化降能耗

在行业调研中，袁志宏发现，目前绝大多数橡胶助剂生产线，特别是促进剂生产线采用的还是间歇式生产方式，自动化程度低，生产装置基本还是手动调节，由此带来的能耗高、效率低、安全环保水平低等问题十分突出。

“这与我国橡胶助剂占世界总产量80%的生产大国地位极不相符，同时也制约着行业总体效益和竞争力的提升。”袁志宏建议，橡胶助剂企业可以通过对工艺与过程进行集成优化，大幅降低能耗，提高资源利用率。

在袁志宏看来，橡胶助剂生产过程中流量、压力和温度等控制变量繁多，而这些变量直接影响着生产系统的稳定性和底层控制系统的性能，进而影响生产过程的能耗与企业的经济效益。而这些变量又是相互耦合的，不能单独从某一个角度来调控，必须从全局来进行工艺与过程的集成优化。

以防老剂RD生产为例，通过建立并求解防老剂RD的生产全流程优化模型，找出相关优化操作参数，就可以大幅降低能耗、减少污染物排放、提高资源利用率等，并为底层控制系统提供可行的执行方案，实现生产控制的智能化。

闭环控制稳质量

产品质量是橡胶助剂生产企业的生命线和竞争力所在，而其稳定性取决于系统运行水平。

“传统的间歇生产过程没有稳定工作点，反应釜温度一直在变化，这给控制和优化带来了很大的挑战。比如促进剂MBT反应釜温度采用手动控制与调节，其波动幅度高达几十摄氏度。产品质量控制严重依赖于操作人员的经验。与此同时，产品检验普遍采用离线分析，产品质量也无法得到有效保障。”袁志宏说。

袁志宏经过分析认为，借助新型的在线分析、在线检测技术，构建过程闭环检测和优化控制系统是提高产品质量与保障质量稳定性的有效方法。通过在PID常规控制系统上再加一个预测控制，把所有过程单元进行集中管控，同时配置在线检测系统，可以直接将检测结果反馈到生产系统，对生产系统进行实时调节，保证生产系统的稳定运行。

“以闭环在线检测和优化控制替代传统的开环离线检测和手动调控，来实现生产过程安稳长满优运行，是提升各批次产品质量稳定性的好路径。”袁志宏表示。

敏捷供应控成本

与石化行业有所不同，精细化工及化工行业实施智能制造，另外一大优势还体现在能够根据市场需求，实现高度灵活的生产组织和资源配置，以减少小批量、定制化带来的成本增加。

袁志宏表示，在流程工业智能制造的驱动下，精细化工未来将向定制化、个性化和绿色化方向发展。为了适应这一市场趋势，橡胶助剂企业必须提升快速响应能力，将原有的单品种、大批量生产方式调整为多品种、多批量、高质量、低成本生产模式，通过对供应链的优化来满足柔性生产和定制化需求，同时又可以很好地控制库存成本。

以促进剂MBT为例。袁志宏说，大型促进剂生产企业每家都会有许多条生产线，如促进剂MBT既可以作为产品直接销售，也可以作为原料继续生产促进剂CBS、NS和DM。如何平衡产品和原料的库存，是一个典型的系统工程问题，但是目前绝大多数助剂企业还没有找到合理的解决途径。通过全价值链端到端的系统工程，建立敏捷供应链决策系统，计算出最优化分配比例和方案，实现多品种产品生产的动态资源配置，实现资源优化、产能优化和库存优化，有效降低生产成本。

袁志宏强调：“在明确了智能工厂的发展方向和目标后，橡胶助剂企业当务之急就是要努力实现助剂生产过程的连续化、自动化，打好生产过程的物理基础，完善过程分析和传感系统，为工艺流程优化与产品质量自动控制奠定基础。”

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