2003年8月26日，位于江苏仪征的仪征化纤股份有限公司（简称仪征化纤）PTA生产中心的精对苯二甲酸（PTA）生产的全部过程正以130%的设计生产能力高速运转着。虽然生产负荷大幅度的提升，但生产的全部过程的波动反而变小了，操作运行也显得更平稳了。氧化反应、精制结晶、溶剂脱水……所有的生产环节都流畅地运转着，好像正齐声吟唱一曲欢快的生产之歌。

  精对苯二甲酸是聚酯纤维和PET树脂的重要基础化工原料，大范围的应用在化工、纺织等行业。仪征化纤主要是做生产及销售聚酯切片和涤纶纤维业务，配套生产的精对苯二甲酸是公司生产的基本的产品，自身需求巨大（仪征化纤自身有缺口，需外购PTA补充）。为了加大生产能力，仪征化纤决定把精对苯二甲酸1号生产线万吨。经过了扩容技术改造和深挖生产潜力，该生产线％。但是长时间的高负荷运转，生产线一直运行在设备的极限能力附近，使装置运行的稳定性受到很大的影响，产品的质量时有波动，操作难度加大，不能最大限度地发挥装置设备的潜能，达到稳产高产的目的。

  例如氧化反应器，仪征化纤的氧化反应是通过空气压缩机从大气中抽取氧气来参与PX的氧化反应的。因为负荷的增加，空气压缩机平常工作在极限能力附近，每到夏天，由于气温增高，空气压缩机从大气中抽取氧气的能力变弱，则空气压缩机逐步达到满负荷工作状态，这时对空气压缩机是十分危险的，极其轻微的波动将造成整个氧化单元的空压机联锁停车。另外由于生产的全部过程的不稳定，使得氧化反应中醋酸燃烧增加,造成排放的废水中醋酸含量一直偏高。醋酸市场行情报价昂贵，而且是PTA生产必需的溶剂，其排放偏高，不但造成巨大浪费，还会造成环境污染。

  先进控制与优化技术在PTA装置上成功实施后，为高负荷下的平稳操作提供了保障，实现了装置自动升降负荷控制等。并通过对最佳的工艺操作条件的“卡边”优化控制增加了装置产能，提高了产品质量；明显降低了酸耗，取得了显著的经济效益与社会效益。

  专家点评：如果把一个生产的全部过程或一条生产线比喻成一个人的话，各个生产的全部过程和设备好比是人体器官，先进控制与优化软件相当于神经中枢系统，指挥整个机体高性能地协调运行，达到稳定操作、抗干扰性强和优化生产等目标。不但使得生产效率大幅度提升，还促进生产的全部过程的节能降耗和资源的循环利用等。

  相对于通过工艺改造获得效益来说，通过先进控制与优化技术提升经济效益的成本也非常低廉。企业只需要购买相应的软件与技术服务，再添加几台工业用计算机就可以实施了。应用企业一般在半年至一年内、有些甚至在3个月时间内就能收回所投入的成本。应用后可以为企业增加2%—10%的经济效益

  我国控制理论界和工业控制界近30年来在建模、先进控制、质量控制等方面做了大量的理论研究和应用开发，并针对一些复杂工业过程进行应用研究，取得了一定的研究成果和技术经验积累。

  进入上世纪90年代以来，国内已将预测控制、模糊控制、神经网络控制等先进控制技术成功地应用于一些复杂工业生产过程，取得了较好的经济效益与社会效益。但总体来说，开发力量还不集中，品种不全，覆盖面不大，更重要的是工程化和商品化程度不够。具有国产版权的过程企业过程优化与控制系统软件自主软件较少，引进的过程控制与优化软件绝大多数价格较为昂贵，而且有必要进行二次开发。

  先进控制与优化软件及综合自动化软件平台产业化关键技术的研究，解决了多变量预测控制中有效的预测控制算法和相应的优化算法、不可行解问题的解决办法、复杂大系统和非线性系统的预测控制算法等一系列关键技术，部分技术达到国际领先水平。可以说，科技攻关促进了从算法到软件产品到应用到工程化直至产业化的全过程。

  专家点评：浙江中控软件技术有限公司是把我国控制理论界和工业控制界多年的积累工程化，应用软件完善化，实现了先进控制与优化技术工程化的零突破，具备了与国际专业自动化软件公司平等竞争的能力。其攻关技术和软件已经在国内的石化企业，尤其是大型和特大型的石化企业中得到了较大规模的推广应用。

  根据测算，一个企业的生产的全部过程在成功应用先进控制与优化技术后，能增加2%—10%甚至以上的经济效益。此外，先进控制与优化及综合自动化平台软件在流程工业公司的应用，将从提升产品质量、装置产能、降低能耗物耗、提高管理上的水准等方面给公司能够带来巨大的经济效益。产品价格从几百万美元降到几百万人民币

  在我国，先进控制与优化的理论、算法和技术都相对来说还是比较成熟了，所以该攻关项目的最大的困难并非来自于理论技术，而是缺乏工程实践经验。其次，先进控制与优化等软件目前大多是服务于大型石化企业，它们年生产销售额往往高达几百亿元，本身经济实力雄厚，所以他们倾向于选择价格高昂，但是相对很成熟的国外先进控制与优化技术和软件产品，本土软件产品的应用和产业化推广面临巨大问题。

  起步晚、有差距，如果就此放手不做的话，我们可能在相关领域永远丧失发展机会，受制于他人。以前我国没有具有自主知识产权的先进控制与优化软件产品时，国外卖给我国流程工业公司的软件与服务非常昂贵，比如大型催化装置的先进控制系统软件与服务要价上百万甚至几百万美元费用。攻关完成以后，本国自主知识产权的先进控制与优化软件等相关这类的产品从无到有，对之形成压力，现在国外相关软件产品与服务的价格已经回落到国际主流的几百万人民币，大幅度的降低我国企业的投资费用，并为国家节省大量外汇，创造了显著的社会效益。

  专家点评：争取仪征化纤先进控制与优化系统项目时，我们面对的是AspenTech公司和Honeywell公司等跨国大公司的公开竞争。我们事先做了大量的调研分析，针对仪征化纤PTA装置的工艺控制现状提出了极其详细的设计的具体方案。于是仪征化纤让我们先给溶剂脱水塔实施先进控制看看，用他们一位副总的话来说，“说没用，是马是驴，拉出来溜溜”。我们正是抓住这个机会，通过先进控制管理系统的实施，切实降低了醋酸的消耗，用实力说服了用户。结果我们不但拿到了这一个项目，而且仪征化纤还把很复杂的PTA全流程生产的全部过程先进控制与优化系统交给我们来实施。点评专家苏宏业（浙江中控软件有限公司董事长兼总经理、教授、博导）

  不自主研发，就会永远受制于人苏宏业现任浙江大学先进控制研究所副所长、浙江中控软件技术有限公司董事长。作为项目负责人承担国家杰出青年科学基金、国家“十五”科技攻关课题等十多项国家纵向课题。获得国家教育部首届优秀青年教师奖、国家教育部科技进步奖一、二等奖、浙江省科技进步奖二等奖、浙江省第六届青年科技奖、浙江省第十届青少年英才奖、浙江省151工程人才计划第一层次人选等荣誉与奖励。

  浙江中控软件技术有限公司从2001年起承担国家科技部“十五”科技攻关课题———先进控制与优化及企业综合自动化软件平台关键技术探讨研究，在科技部的领导和中控集团的关心与全力支持下，已经顺利地完成了课题攻关，完全实现了课题任务书的要求。

  回首课题攻关的过程，颇有感受。我们感觉能顺利达成目标，主要有四个方面的因素。

  首先是定位正确、目标明确、计划合理，我们在实施课题的过程中，非常明确地把目标定位在研究开发并完善先进控制与优化技术软件，实现工程化与商品化，最终达到我国具有自主知识产权的先进控制与优化软件产业化的零突破。在此指导思想下，我们分别针对理论与算法研究、软件开发与测试、仿真实验与现成试验、工程服务经验积累与集成、市场开拓与销售、应用项目实施与维护等方面做了详细的计划与实施监督规划，从而为课题的顺利进行提供了目标与计划保障。

  第二是充分的利用前人与自身的研究积累。在争取攻关课题之前，我们就已经在课题所涉及的相关研究领域进行了较为长期的研究探讨与尝试，特别是我们所依托的技术支撑单位———浙江大学先进控制研究所、工业控制技术国家重点实验室和工业自动化国家工程研究中心等几十年来的研究、开发和工程应用经验积累均为课题的顺利开展提供了技术与方法保障。

  第三是科技部和中控集团领导的指导与关心，以及课题组全体研究成员的共同努力与奋斗为课题的顺利实施提供了组织管理与资源保障。

  最后是企业化运作模式为课题的顺利完成提供了机制保障。与国外同类技术与软件产品相比，我们起步晚、有差距，如果就此放手不做的话，我们可能在相关领域永远丧失发展机会，永远受制于他人。以前我国没有具有自主知识产权的先进控制与优化软件产品时，国外专业自动化软件公司卖给我国流程工业公司的软件与服务非常昂贵，为了达到一直能从中国的市场获取高额的垄断利润与市场的绝对占有率，他们会采用各种手段压制国内技术与产品的形成与发展，因此一定要采用灵活的运作机制来保障具有自主知识产权的先进控制与优化技术及软件产品的推广应用并形成产业化，中控软件的企业行为为此提供了支撑。

  课题攻关完成后，我们已实现了打破国外公司对我国这一自动化软件领域的市场垄断，大幅度的降低我国流程工业公司应用先进控制与优化技术的投资费用，为国家节省大量外汇，创造了显著的经济与社会效益，充足表现了国家对高新技术扶持所带来的重大意义与显著效果。

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