南京2022年4月20日 /美通社/ -- 能源與流程工業(yè)制造是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，伴隨著過(guò)去幾十年工業(yè)制造的高速發(fā)展，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)面臨的能耗高、資源消耗高、產(chǎn)品附加值低、環(huán)境污染等問(wèn)題越來(lái)越突出，亟需通過(guò)最新的人工智能技術(shù)來(lái)推動(dòng)流程工業(yè)制造高效化、綠色化、智能化發(fā)展。
強(qiáng)化學(xué)習(xí)是一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策技術(shù)，具有自主學(xué)習(xí)、高度非線性等特性，可有效應(yīng)對(duì)工業(yè)控制面臨的一系列難題。南棲仙策作為強(qiáng)化學(xué)習(xí)AI智能決策應(yīng)用的領(lǐng)軍者，將強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用于工業(yè)控制任務(wù)，產(chǎn)生了多個(gè)落地案例。南棲仙策團(tuán)隊(duì)將強(qiáng)化學(xué)習(xí)應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)編寫(xiě)了《強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制白皮書(shū)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為《白皮書(shū)》，下載鏈接：http://polixir.ai/white-papers/rl-control），《白皮書(shū)》結(jié)合實(shí)際案例，對(duì)強(qiáng)化學(xué)習(xí)在工業(yè)控制中的應(yīng)用過(guò)程進(jìn)行了介紹，并展示了強(qiáng)化學(xué)習(xí)帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。
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白皮書(shū)共分為三個(gè)部分
第一部分：概述流程工業(yè)生產(chǎn)控制的挑戰(zhàn)
現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)管理流程，多個(gè)環(huán)節(jié)由人工把控，依賴(lài)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)且響應(yīng)速度緩慢。過(guò)程控制基于經(jīng)典控制算法，在大范圍動(dòng)態(tài)條件復(fù)雜系統(tǒng)的優(yōu)化控制問(wèn)題上存在不足。系統(tǒng)運(yùn)維缺乏數(shù)據(jù)支撐，故障難預(yù)警、風(fēng)險(xiǎn)不可控，常造成企業(yè)產(chǎn)品不夠穩(wěn)定、生產(chǎn)線持續(xù)性不夠高、產(chǎn)量波動(dòng)的應(yīng)對(duì)能力不足、生產(chǎn)損耗過(guò)大成本難以控制等問(wèn)題。
第二部分：介紹南棲仙策強(qiáng)化學(xué)習(xí)工具的優(yōu)勢(shì)
南棲全球領(lǐng)先的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)化學(xué)習(xí)工具POLIXIR REVIVE提供了數(shù)據(jù)模擬環(huán)境和強(qiáng)化學(xué)習(xí)優(yōu)化技術(shù)，在火力發(fā)電、化工生產(chǎn)、自來(lái)水/污水生產(chǎn)處理等多個(gè)工業(yè)場(chǎng)景帶來(lái)了不同的能力，與MPC（Model Predictive Control）的對(duì)比為例，闡述了在系統(tǒng)建模方法、系統(tǒng)模擬能力、控制策略能力上更具有實(shí)施快、成本低、建模靈活、適用面廣、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。在實(shí)施上，南棲通過(guò)云端協(xié)同架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了POLIXIR REVIVE與ReinOptima工業(yè)邊緣控制器的聯(lián)動(dòng)。通過(guò)云端協(xié)同架構(gòu)，當(dāng)ReinOptima的預(yù)測(cè)性維護(hù)模塊識(shí)別出系統(tǒng)發(fā)生偏移時(shí)，自動(dòng)將歷史數(shù)據(jù)傳輸?shù)絉EVIVE系統(tǒng)更新虛擬環(huán)境模型和控制策略，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境變化的自動(dòng)適應(yīng)和持續(xù)的自我學(xué)習(xí)與進(jìn)化。
第三部分：南棲仙策技術(shù)優(yōu)勢(shì)與場(chǎng)景應(yīng)用案例
《白皮書(shū)》通過(guò)實(shí)際案例分別對(duì)能源與流程工業(yè)制造"高精度控制、高穩(wěn)定控制、大滯后控制、全局目標(biāo)控制"四個(gè)不同維度的需求進(jìn)行了詳細(xì)解讀。
>>高精度控制
傳統(tǒng)人工控制增壓泵房的給水，經(jīng)常導(dǎo)致水量和能耗過(guò)高或過(guò)低。通過(guò)POLIXIR REVIVE產(chǎn)生的泵頻控制策略，可大大降低出口流量與目標(biāo)流量差值，達(dá)到系統(tǒng)所期望的精準(zhǔn)控制，并與歷史同時(shí)期千噸水電耗相比，節(jié)省電耗約 7.16%，有效提高了泵房的經(jīng)濟(jì)效益。
>>高穩(wěn)定控制
在燃煤火電機(jī)組控制中，由于外部擾動(dòng)，導(dǎo)致主蒸汽溫度長(zhǎng)期不穩(wěn)定。傳統(tǒng)的PID控制存在嚴(yán)重的過(guò)調(diào)、延遲等問(wèn)題，導(dǎo)致超溫、溫度過(guò)低等情況出現(xiàn)，影響發(fā)電效率等。通過(guò)POLIXIR REVIVE產(chǎn)生的溫控策略，可將出口溫度有效控制在一定范圍內(nèi)，并幫助節(jié)省燃煤 0.06%，保障穩(wěn)定的同時(shí)延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。
>>大滯后控制
在磨煤機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中，由于目標(biāo)出口煤粉溫度與控制風(fēng)量之間存在較長(zhǎng)的時(shí)間差，整體系統(tǒng)存在滯后性、長(zhǎng)距離控制等問(wèn)題，以及風(fēng)速測(cè)不準(zhǔn)導(dǎo)致風(fēng)速控制器的 PID 控制失效。通過(guò)POLIXIR REVIVE產(chǎn)生的冷熱一次風(fēng)擋板位控制策略，可使出口風(fēng)粉溫度分布更貼近目標(biāo)溫度，系統(tǒng)運(yùn)行工況更加穩(wěn)定。
>>全局目標(biāo)控制
循環(huán)水泵的優(yōu)化控制難點(diǎn)體現(xiàn)在需全局考慮整鍋爐運(yùn)行流程，尋找最優(yōu)的耗電-發(fā)電平衡點(diǎn)，PID控制難以實(shí)現(xiàn)，通過(guò)POLIXIR REVIVE產(chǎn)生的循環(huán)水泵控制策略，可在330MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組循環(huán)水泵控制中，將整體指標(biāo)值降低約0.53，相較于PID控制策略，節(jié)能提升3.52%。
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