人工自愈技术让装备更健康

  [中国石化报2023-09-11]
  美国、欧洲曾经对石化生产事故进行统计，机器事故达40%、人为失误达40%、工艺失误达20%，装备问题和人为失误是产生石化生产事故最主要的原因，人为失误也会造成设备的损害。因此，如何保证设备安全运转是非常重要的问题。
  可穿戴心脏电子设备和植入式设备用于心脏疾病的检测和诊疗，可提升人体辅助康复和自愈能力。中国工程院院士高金吉认为，工业上也应借鉴“自主调理”治疗原理，研究自愈调控系统，实现机器故障的预防和自愈。
  国际上有学者对仿生学提出了“五块论”，控制系统相当于人的大脑，动力功能相当于内脏，传感功能相当于五官，操作功能相当于四肢，结构功能相当于躯体。仿照人的大脑提高机器的智能就是人工智能。人工智能是1956年提出的，可以让计算机像人一样思考，计算机模拟人的头脑，仿生机械学对人的智能研究大幅增强了仿生人脑的能力，但是忽略了人和动物自身健康的自愈系统和自愈功能。人工智能和人工自愈都是研究从人到物的科学，人工智能让机器更聪明，人工自愈是赋予机器维持健康状态的能力，让机器更健康。
  数据和物质、能源一样是宝贵的资源，基于工业互联网的动力装备高质量数据采集是快准诊断、智能运维的基础。工业互联网+人工智能最适用于遍布祖国大地的油气动力装备。实现绿色油气工业发展，智能健康装备是基础，基于传感器群、互联网、数据库及数据挖掘和云计算技术的机械系统运行大数据分析，将为油气动力装备智能化、自愈化高效安全可靠运行提供技术支撑。
  人工自愈系统包括自修复、自愈调控、代偿、自保护、故障防止系统等方面。“人工自愈会让装备自主健康，既可用于研制新一代装备，又可以指导在役装备辅助康复和再制造。”高金吉说。
  自动化技术形成于18世纪末至20世纪30年代，瓦特发明离心式调速器，并把它与蒸汽机的阀门连接起来，构成蒸汽机转速的闭环自动控制系统，这项发明开创了近代自动调节装置应用的新纪元。机器的自愈技术始于20世纪初，1916年环形平衡器出现以来，科学家研制出多种在线主被动平衡装置，其他的自愈技术，如智能材料的自修复智能结构、摩擦自修复技术等也被研制并应用。
  数字化转型的目标在于构建智慧工厂和健康工厂，健康工厂所要求的辅助康复、自主健康、本质安全化、高危无人化都需要人工自愈技术的支撑，这也是石化产业发展的必由之路。因此，当前行业应积极开展技术攻关，通过工业互联网+人工智能和本体技术（工程技术、知识经验、故障案例）的深度融合形成变革性技术，可以对故障进行快准溯源诊断和预测维修，推进互联网+油气工程深度融合，建立自愈化、智能化的油气田管网。
  高金吉表示，人工自愈可实现机器装备自主健康代替人工维护，建设安全健康的智能油气田和管网，将赋能新一轮科技革命，我国应加强自主创新，率先发展基于人工自愈的装备自主健康技术。