如果化學(xué)公司想要保持競爭力并在不斷變化的世界中前進(jìn)，他們需要迅速采用創(chuàng)新技術(shù)。將物聯(lián)網(wǎng)(IoT)納入到這些公司可以提供重要的好處。將物聯(lián)網(wǎng)(IoT)與機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)結(jié)合起來，可以推動這個行業(yè)更高效地工作，創(chuàng)造更好的結(jié)果。

　　物聯(lián)網(wǎng)(IoT)可以如何改善化學(xué)生產(chǎn)?化學(xué)公司可以如何在他們的生產(chǎn)流程中使用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)?

　　利用物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)來改善化學(xué)品的生產(chǎn)

　　圖1、工業(yè)4.0的轉(zhuǎn)換圖示

　　雖然很多行業(yè)都在接受物聯(lián)網(wǎng)，但是迄今為止它可能與化學(xué)品業(yè)務(wù)無關(guān)。但ARC的總裁Andy Chatha幾年前在ARC咨詢集團(tuán)行業(yè)論壇的主題演講中明確表示，物聯(lián)網(wǎng)(IoT)也適用于化工行業(yè)。 Chatha解釋說，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(IoT)可以簡化許多工業(yè)公司的生產(chǎn)流水線部分，包括提供智能機(jī)器，提供更好的大數(shù)據(jù)存儲容量，并且?guī)椭鷥?yōu)化系統(tǒng)和資產(chǎn)。在這個行業(yè)中物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的好處是深遠(yuǎn)的。它們包括更好的生產(chǎn)力，更高的資產(chǎn)利用率和更高的收入。

　　促進(jìn)創(chuàng)新

　　研發(fā)方面存在巨大的機(jī)遇，以更快的速度創(chuàng)造更高價值和更高利潤率的產(chǎn)品，尤其是專業(yè)和農(nóng)作物保護(hù)用的化學(xué)品。先進(jìn)的分析和機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)能夠幫助實現(xiàn)分子的高容量優(yōu)化，以及模擬實驗室測試和實驗，以系統(tǒng)優(yōu)化配方的性能和成本(“從試管到化工產(chǎn)品片劑”)。

　　圖2、工業(yè)4.0在化工行業(yè)中的應(yīng)用

　　此外，先進(jìn)的分析和機(jī)器學(xué)習(xí)可以推動最佳可用資源的分配，以根據(jù)實際情況投資組合重點研究項目。

　　同時，內(nèi)部知識和專利數(shù)據(jù)庫的篩選也成為可能，以最大限度地利用知識產(chǎn)權(quán)并填補(bǔ)其中的空白。

　　機(jī)器學(xué)習(xí)還可以幫助化學(xué)品制造商在產(chǎn)品生命周期中對可持續(xù)性和環(huán)境影響進(jìn)行模擬仿真。

　　改變工廠運營中的博弈

　　物聯(lián)網(wǎng)為制造和資產(chǎn)管理中的機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)奠定了基礎(chǔ)，因為它可以捕獲有關(guān)資產(chǎn)狀態(tài)和性能，過程參數(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量，生產(chǎn)成本，存儲容量和庫存(遙測)，入站/出站物流，工人的實時數(shù)據(jù)安全，配對的產(chǎn)品與服務(wù)等;

　　圖3、物聯(lián)網(wǎng)在商業(yè)運營中的關(guān)鍵目標(biāo)

　　利用當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集，存儲，處理和分析功能，現(xiàn)在可以將大量的工廠，資產(chǎn)和運營數(shù)據(jù)與先進(jìn)的算法結(jié)合使用，以模擬，預(yù)測和規(guī)定資產(chǎn)的維護(hù)需求，從而提高可用性，優(yōu)化正常運行時間以提高運營績效并延長資產(chǎn)壽命。

　　在這種情況下，數(shù)字雙胞胎(digital twins ，當(dāng)每個引擎、每個渦輪、每臺核磁共振，都被創(chuàng)造了一個“數(shù)字雙胞胎”(Digital Twin)，能為企業(yè)創(chuàng)造更多價值)在管理資產(chǎn)性能和維護(hù)方面起著重要的作用。一旦工廠和工藝被設(shè)計并且被工程化出來，數(shù)字雙胞胎(digital twins )就可以通過模擬與安全性和/或性能相關(guān)的特殊工廠和工藝條件(如飛行模擬器)來訓(xùn)練操作員。數(shù)字資產(chǎn)雙胞胎((Digital Twin))可用于維護(hù)，以預(yù)測某些過程參數(shù)對資產(chǎn)性能，資產(chǎn)生命周期和維護(hù)需求的影響。德勤大學(xué)出版社的文件“工業(yè)4.0與化學(xué)工業(yè)”解釋了“數(shù)字雙胞胎”的概念，“組織通過從物理到數(shù)字，再回到物理的運動所產(chǎn)生的信息中創(chuàng)造出價值”。

　　圖4、3D打印在化工業(yè)中的應(yīng)用

　　分布式制造/ 3D打印在開發(fā)創(chuàng)新原料和推動新的收入來源方面為化工行業(yè)帶來了全新的機(jī)遇。在傳統(tǒng)元件制造中使用3000多種材料，而只有大約30種材料可用于3D打印。從這個角度來看，到2020年化學(xué)粉末材料市場預(yù)計每年將會超過6.3億美元。

　　圖5、工業(yè)4.0的分層架構(gòu)

　　通過在可穿戴設(shè)備上增加智能標(biāo)簽，可以提高工作人員的安全性，這可以幫助提醒工作人員接觸危險物質(zhì)(如有毒氣體)，以便在緊急情況下幫助找到雇員和合同工。此外，如果員工離開指定的或授權(quán)的工作區(qū)域(“連接的工作人員”)，則可能會觸發(fā)警報。

　　把你的供應(yīng)鏈帶到另一個層面上

　　在供應(yīng)鏈中，物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)的新技術(shù)還有很多潛力。只要考慮使用高級分析來提高預(yù)測準(zhǔn)確性，從而導(dǎo)致整個銷售和運營計劃流程以及相關(guān)KPI的改進(jìn)。

　　先進(jìn)的分析和機(jī)器學(xué)習(xí)可以用來緩解供應(yīng)鏈中斷的風(fēng)險。例如，在發(fā)生自然災(zāi)害的情況下，貨物可以自動重新路由，以最低的成本實現(xiàn)按時交貨的目標(biāo)和完成對客戶的承諾。

　　另一個使用的機(jī)會在于優(yōu)化運輸資產(chǎn)和相關(guān)成本。在許多情況下運輸化學(xué)品意味著需要考慮特殊設(shè)備和復(fù)雜的合規(guī)性要求，空回程是常態(tài)而非例外，從而避免會導(dǎo)致成本增加和資產(chǎn)利用率不理想。在這里，機(jī)器學(xué)習(xí)可以幫助更好地利用運輸資產(chǎn)，并將浪費排除在物流職能之外。

　　靠近客戶來創(chuàng)新

　　過去幾年，化學(xué)工業(yè)作為一個“資產(chǎn)密集型”行業(yè)，正在著力于優(yōu)化工廠和資產(chǎn)運營。然而，開發(fā)創(chuàng)新的，以客戶為中心的商業(yè)模式和服務(wù)方面還有很大的潛力可以挖掘。以下是化學(xué)公司如何在客戶前端更好地利用物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)的一些例子：

　　利用傳感器和遙測技術(shù)來實現(xiàn)供應(yīng)商/供應(yīng)商庫存管理的概念，并使補(bǔ)貨流程完全自動化(“不接觸”或者“低接觸”訂單)。

　　通過傳感器技術(shù)實時監(jiān)控客戶的制造工藝參數(shù)，利用先進(jìn)的算法將工藝參數(shù)與(半成品)的質(zhì)量關(guān)聯(lián)起來，開始銷售首過質(zhì)量測試產(chǎn)品作為業(yè)務(wù)成果，而不是銷售產(chǎn)品。提供基準(zhǔn)數(shù)據(jù)作為服務(wù)的機(jī)會。

　　使用先進(jìn)的算法，更好地了解客戶的購買行為/模式，相應(yīng)地調(diào)整產(chǎn)品和服務(wù)組合，識別交叉銷售機(jī)會以增加客戶的忠誠度和分享錢包。

　　圖6、物聯(lián)網(wǎng)的作用

　　通過捕捉和處理來自社交媒體的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，通過適當(dāng)?shù)臓I銷活動和創(chuàng)新的服務(wù)產(chǎn)品來獲得客戶/市場情緒的可視性。

　　繼續(xù)推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)

　　通過機(jī)器學(xué)習(xí)和使用物聯(lián)網(wǎng)，化工企業(yè)可以前進(jìn)并獲得積極的業(yè)務(wù)成果。化學(xué)公司如何使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)?Chatha說，工業(yè)企業(yè)已經(jīng)或正在為整合物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。總的來說，物聯(lián)網(wǎng)可以作為一種解決方案，幫助化工行業(yè)跟上時代的步伐，更好地滿足股東和客戶的需求。但是，如果有足夠的清潔和豐富的數(shù)據(jù)來訓(xùn)練算法，并建立高質(zhì)量的預(yù)測結(jié)果的模型，那么這是成功的關(guān)鍵。另一個關(guān)鍵的成功因素是高技能的數(shù)據(jù)的科學(xué)家缺乏，這些可能是在化學(xué)工業(yè)中快速采用物聯(lián)網(wǎng)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的嚴(yán)重制約因素。