人工智能在过程工业绿色制造中的机遇与挑战丨Engineering
导语
智能制造是提高过程工业质量的关键。在智能制造中，有这样一种趋势：将各种新一代信息技术融合到过程安全分析中。目前，由于危险化学品的大量使用，绿色制造面临着安全管理方面的重大障碍，从而导致化工过程空间的不均匀化以及安全环保法规的日益严格化。新兴的信息技术，如人工智能（AI），作为克服这些困难的一种手段，是很有前景的。基于最先进的人工智能方法和过程工业中复杂的安全关系，华东理工大学的钱锋院士研究团队识别并讨论了与过程安全相关的几个技术挑战：用过程安全的稀缺标签进行知识获取；基于知识的过程安全推理；不同来源异构数据的精确融合；以及动态风险评估和辅助决策的有效学习。
过程工业是原材料工业的一个分支，对国民经济具有重要意义。经过数十年的发展，中国的过程工业取得了长足的进步，中国成为世界上最大的制造业国家之一。然而，与发达国家相比，中国的过程工业急需智能管理和营销技术来提高原材料的利用率，同时建立更加实用的环境和安全管理体系。这一问题引起了学术界的广泛关注，并在相关研究领域取得了很大进展。
近年来，新一代信息技术的迅猛发展，促使一些国家寻求新的产业革命战略。美国推出智能流程制造，旨在产业升级和转型。德国提出了工业4.0的战略构想，重点是将信息技术融入制造业。英国、法国和日本分别宣布了英国工业2050战略、法国新工业计划和日本社会5.0战略。在此背景下，中国政府为实现“新工业革命”，提出了《新一代人工智能发展规划》。《新一代人工智能发展规划》战略以“创新、协调、绿色、开放、共享”为核心，推动智能制造发展。
在国家应对新工业革命的战略背景下，智能制造是当前过程工业的发展趋势，绿色制造是其不可或缺的组成部分之一。绿色制造注重高效和安全，这反映了更严格的环境政策和更好的事故预防的需要。实现绿色制造需牢记三个主要目标：降低能源消耗和减少污染物排放；生命周期过程安全监测和风险控制；以及环境足迹监测和评估。到目前为止，还没有很好理解的方法来实现这些目标。
人工智能（AI）是一项综合性前沿技术，因其在AlphaGo中的出色表现而受到全世界的广泛关注。今天，人工智能被认为是世界上最先进的三大技术之一，并对计算机视觉、自然语言处理和机器人技术等多个领域产生了显著的影响。此外，人们普遍认为人工智能对智能制造至关重要。
华东理工大学的钱锋院士研究团队详细讨论了绿色制造在过程工业中所面临的挑战。人工智能通过对材料和能源的智能利用，在改善过程安全管理和提高效率方面发挥着重要作用。
本文的主要贡献如下：
（1）总结了中国石化行业过程安全的现状，指出了过程工业实现绿色制造的主要问题；为绿色制造提供了重要的指导方针。
（2）针对中国石化行业的现状和主要问题，提出了人工智能是实现绿色制造的核心技术的观点。为了实现绿色制造，有几种技术可以解决这些主要问题，包括知识图、贝叶斯网络和深度学习。
（3）考虑到过程工业与过程工业特点之间复杂的安全关系，提出了将知识图应用到过程工业的若干技术挑战。这些挑战可能会引起未来研究人员的兴趣。
各国为应对新工业革命提出的政府计划
关键词：过程工业；智能制造；绿色制造；人工智能
以上内容来自：Shuai Mao, Bing Wang, Yang Tang, Feng Qian. Opportunities and Challenges of Artificial Intelligence for Green Manufacturing in the Process Industry[J]. Engineering, 2019, 5(6):995-1002.
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