產業 AI 風潮來襲專題石化龍頭台塑集團近年跨很大,內部組成專案小組運用人工智慧(AI)默默練兵,台塑主管透露,透過 AI 學習降低能源耗用,又把產能開到最大化,這當中或許只有 0.3% 至 1% 的精進效益,卻是石化廠決戰關鍵點。
談起石化業就一定要先清楚認知,這是一座超大型自動化生產工廠,進料、生產到成品,只需要透過人工監測儀表,就能完成一系列工作,已是高度自動化工廠,為何還要導入AI?
去年,台塑集團總裁王文淵一聲令下,至今已有上百位員工進修學習 AI,也陸續提出數百項課題摸索、上線測試中,儘管課題繁多,但都緊扣在重要精神,即降低生產成本、提升產能效率。
台塑主管指出,當競爭對手用的工廠設備、原料種類跟自己差異不大,大家的成本差距自然不會太大,幾乎是在同一個起跑點競賽,換言之,與同行競爭的價格不是便宜 50 美元、 100 美元,而是能不能再降 1 美元或是 5 美元,「有時候就差這 1 美元,產品可能滯銷或是全銷」,微幅差距就是能否比別人多接單的關鍵。
若要建構 AI,首先就要有龐大歷史數據,台塑過往早已累積大量生產統計,最適合進階 AI 層級的行業,以台塑化為例,光是煉油廠想將高價柴油生產多一點,就必須先過濾 137 萬筆歷史數據,排除不正常生產範圍產生的異常數據,才能丟給 AI 學習。
目前台塑化的煉油廠「優化生產與操作提升計畫」,已經上線測試完成第 3 套常壓蒸餾塔(CDU- 3 ),每年多產出柴油比例為 0.35%,一年多增加銷售額新台幣 1.05 億元,航空燃油也多產出 1.21% 比例,一年多銷 1379 萬元。
所需的能源耗用蒸汽,卻可以達到每小時省下 100 公斤,換算一年節省 830 萬元費用,形成產值(量)增加,成本下降的雙重效益,合計年效益約 1.26 億元。
對照台塑化 1 年賺 600 億元,平均 1 天賺 1.6 億元,或許會覺得,公司生產事業只花 1 天就賺到 AI 1 年功夫,不過台塑主管強調,「這只是 1 套設備,在麥寮有上千套設備,是積沙成塔概念,當景氣衰退,這些效益會是小兵立大功」。
台塑主管進一步說,要讓 CDU 產出較多高單價成品油,關鍵在於溫度控制,煉油是連續性生產製程,可簡單分成 3 個動作,包括進料、升溫煉成油品、取出油品,全在一座蒸餾塔完成,進料太快、取出油品倉促或是加溫速度太快,都會影響整座蒸餾塔溫度,在 AI 眼裡會視為 3 項變數(風險)。
人工用儀控監測溫度曲線變化,總有盲點,溫度突然飆高或是下降,凡是遇到異常就會損失高單價成品油,而 AI 可以同步監測、預測 3 項變數,當進料過多,立即搭配加溫速度,或是取出油品節奏,將穩定度維持巔峰狀態。
目前 CDU- 3 上線測試完成,今年測試 CDU- 2 ,預計明年 CDU- 1 也要上線,若全數導入 AI,年效益提升至 3 億元。
不只如此,台塑打算將 AI 培養成「經驗豐富的老師傅」,快速找出問題點,甚至是潛在風險提前挖掘出來。
台塑主管表示,石化廠每年會輪流歲修定檢,就好比車輛進場保養概念,儘管如此,石化廠工安問題仍是時有所聞,這是所有石化廠一直想克服;平日生產設備都配有警示系統,若生產變數異常,alert 就大響,現場人員要開始排除障礙,「alert 不會告訴你哪裡出問題,有時維修人員需要花很多天找,還不一定找得到」。
同樣邏輯,台塑將整套系統正常生產係數全丟給 AI 學習,當 alert 響起時,AI 可以快速找到問題點,並回饋給現場工作人員,宛如一名資深老師傅,給予資淺同仁明確方向,不用耗費多日徒勞無功,台塑主管形容,好比是人腦 Know how 轉移到電腦。
目前台塑提高標準,正在培訓 AI 老師傅達到最高境界:設備故障前自動預警。
台塑主管分析,道理很簡單,系統會發出警示是因為人為設定警戒範圍值,「假設平常設定警戒溫度值為 300 度 C,凡是在 300 度 C 以下,都不會觸及警報,但有時候溫度可能是略低或略高,AI 就要即時偵測並分析結果,若出現溫度波動頻繁,儘管沒有 alert(警示),但也要通報同仁,因為這意味著,設備即將故障」。
台塑董事長林健男日前就提到,針對設備故障前自動預警,今年度預計 5 成高風險轉動設備陸續導入AI,期盼藉此減少工安事件發生。今年 AI 目標總效益要達到 1.7 億元。
即使練兵至今 1 年多,不過台塑等級還在單元設備上線測試,尚未進化到整座工廠交付給 AI,台塑主管坦言,投入 AI 就像是一條不歸路,任何疑惑都可以是一個課題,AI 只能客製化,唯有不斷練功才能塑造出最適合台塑的 AI 夥伴。
(新聞資料來源 : 中央社)
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