當(dāng)前，化工行業(yè)正經(jīng)歷著轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵時期，中石化（天津）石油化工有限公司（以下簡稱“天津石化”），作為行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，率先踏上了智慧實驗室建設(shè)的探索與實踐之路。這一具有里程碑意義的創(chuàng)新舉措，不僅促進(jìn)了企業(yè)自身的技術(shù)革新與運營效率的飛躍，也為整個石油化工行業(yè)樹立了數(shù)智化轉(zhuǎn)型的典范，引領(lǐng)了行業(yè)發(fā)展的新方向。

01

一場工業(yè)實驗室的巨大變革

隨著企業(yè)業(yè)務(wù)量的持續(xù)增長和質(zhì)量管控要求的不斷提高，傳統(tǒng)工業(yè)企業(yè)實驗室面臨著人力成本投入巨大、數(shù)據(jù)共享不暢等諸多挑戰(zhàn)。具體表現(xiàn)為：

1. 人力資源浪費：大量人力被投入到重復(fù)的、簡單的實驗步驟中，無法專注于更復(fù)雜的實驗和分析工作，造成人力成本居高不下。
2. 數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象：各生產(chǎn)裝置、實驗室之間的信息未實現(xiàn)統(tǒng)一平臺管理，數(shù)據(jù)共享不及時，影響生產(chǎn)過程的時效性和穩(wěn)定性。

傳統(tǒng)實驗室人工分析

為應(yīng)對傳統(tǒng)實驗室?guī)淼奶魬?zhàn)，天津石化攜手中控技術(shù)，共同開啟了一場實驗室變革?；谥锌厝鞒讨悄苜|(zhì)量監(jiān)控平臺（Q-Lab），通過深度融合大數(shù)據(jù)與AI技術(shù)，顯著增強(qiáng)了實驗室的自動檢測能力，優(yōu)化了人力資源配置，并徹底打破了數(shù)據(jù)孤島現(xiàn)象。通過高效感知、精益管控、預(yù)測優(yōu)化及智慧協(xié)同等手段，推動天津石化質(zhì)量管控水平再上新高度，確保產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定與可靠，助力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

02

引入智慧，完全實現(xiàn)“機(jī)器代人”

在天津石化智慧實驗室項目中，中控技術(shù)為其設(shè)計了水質(zhì)全流程智慧無人分析系統(tǒng)、色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統(tǒng)，以及全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)等智能化、信息化、自動化設(shè)備的投入和建設(shè)，提高了水質(zhì)和色譜檢測的自動化、高效化、規(guī)范化水平。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全流程的自動化檢測，涵蓋樣品自動分揀、自動分樣、自動上樣、自動分析、數(shù)據(jù)自動上傳、自動洗瓶以及自動樣品瓶分裝等功能，確保了檢測流程的精準(zhǔn)與高效。

全流程自動化檢測場景

水質(zhì)全流程智慧無人分析系統(tǒng)的應(yīng)用，為水質(zhì)安全監(jiān)測裝上了“千里眼”與“順風(fēng)耳”，能夠按需監(jiān)測樣品中的各項關(guān)鍵指標(biāo)，如pH值、電導(dǎo)率、濁度、懸浮物、COD、氨氮、總氮及硫酸根等，并將數(shù)據(jù)實時傳輸至中央控制系統(tǒng)，為管理者提供了及時、全面的水質(zhì)信息，便于其迅速做出響應(yīng)和決策。色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統(tǒng)應(yīng)用，為色譜分析裝上了“機(jī)械臂”，能夠精準(zhǔn)無誤地完成樣品的自動分樣、加標(biāo)、裝載、進(jìn)樣及分析，大大減輕了實驗人員的勞動強(qiáng)度，同時避免了人為操作可能帶來的誤差。全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)通過遍布各裝置的18個自動樣品柜和4臺套無人駕駛小車的無縫銜接，實現(xiàn)樣品從裝置到中心化驗室的無人化流轉(zhuǎn)。

智慧實驗室通過先進(jìn)的LIMS系統(tǒng)，實現(xiàn)了任務(wù)的高效分配?；瀱T僅需將密封樣品放置于傳送帶上，系統(tǒng)便自動完成調(diào)度、樣品分配、分析等一系列繁復(fù)操作，并即時將實驗成果上傳至管理系統(tǒng)。此智能化管理模式，實現(xiàn)了人與危化品的零接觸，實現(xiàn)了本質(zhì)安全，更大幅提升了實驗數(shù)據(jù)的精確性與可靠性，確保了實驗結(jié)論的客觀性與科學(xué)性。

此外，智慧實驗室還利用3D建模技術(shù)將實驗室的靜態(tài)與動態(tài)場景進(jìn)行精準(zhǔn)再現(xiàn)。該技術(shù)不僅支持模型與實時數(shù)據(jù)的聯(lián)動，還實現(xiàn)了實驗流程的可視化，化驗員能夠通過大屏實時監(jiān)控設(shè)備的運行狀態(tài)，有效保障實驗室的安全穩(wěn)定運行。

03

“工業(yè)AI+大數(shù)據(jù)”，帶來價值躍升

天津石化通過全流程智能質(zhì)量監(jiān)控平臺（Q-Lab），構(gòu)建了基于多系統(tǒng)互聯(lián)的智慧實驗室管控系統(tǒng)，實現(xiàn)了全流程質(zhì)量數(shù)據(jù)的匯聚與貫通，具備統(tǒng)計分析、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)查詢、報警管理等功能，通過對實驗室數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和智能分析，使得化驗員能夠更加精準(zhǔn)地預(yù)測產(chǎn)品質(zhì)量的變化趨勢。

在安全保障方面，天津石化智慧實驗室實現(xiàn)了對實驗流程的實時監(jiān)控與預(yù)警，有效降低了事故風(fēng)險；在效率層面，通過融合AI、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，深入挖掘?qū)嶒灁?shù)據(jù)，精準(zhǔn)識別流程瓶頸，并針對性實施改進(jìn)措施，大幅提升工作效率與實驗結(jié)果精準(zhǔn)度；在成本控制層面，實現(xiàn)了資源的優(yōu)化配置，有效減少資源浪費；同時，智慧實驗室實現(xiàn)了質(zhì)量信息的一鍵追溯、智能診斷與預(yù)測，為科學(xué)決策提供堅實支撐，管理層據(jù)此能夠精準(zhǔn)把握生產(chǎn)動態(tài)，提升企業(yè)的整體運營效率。智慧實驗室的構(gòu)建為天津石化帶來了顯著的價值提升，增強(qiáng)了核心競爭力，為企業(yè)未來可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。

天津石化化驗計量部南港分部中心化驗室負(fù)責(zé)人表示：

智慧實驗室實現(xiàn)了人力密集型傳統(tǒng)實驗室向智能化、數(shù)字化、自動化的轉(zhuǎn)型，我們建設(shè)的水質(zhì)、色譜智慧無人實驗室和全廠智慧無人取送樣系統(tǒng)，在智慧實驗室Q-Lab管控平臺這個“智慧大腦”的指揮下，真正實現(xiàn)了全流程“機(jī)器代人”，大幅替代人工，年節(jié)約用工成本900余萬元，踐行了新質(zhì)生產(chǎn)力的高質(zhì)量發(fā)展要求。

天津石化智慧實驗室現(xiàn)場

天津石化智慧實驗室的建設(shè)不僅是一次技術(shù)的革新與飛躍，更是一次質(zhì)量管理思維的深度轉(zhuǎn)變。它像一顆璀璨的明珠，鑲嵌在智能工廠建設(shè)的宏偉藍(lán)圖之中，不僅為天津石化自身注入了強(qiáng)大的發(fā)展動力，更激發(fā)了行業(yè)內(nèi)外的創(chuàng)新活力，引領(lǐng)著行業(yè)向更加高效、環(huán)保、可持續(xù)的未來邁進(jìn)。