在当前的制造业领域，工业4.0的概念被广泛倡导，但其应用范围和内容却存在一定的局限性。大部分研究和实践多集中在离散行业，比如汽车、航空、机械装配等领域，而对流程行业的关注相对较少。而实际上，流程行业作为经济基础的重要支撑，其独特的运行规律和技术特点同样亟需深入研究和突破。近日，在由香山科学会议举办的第682次学术讨论会中，关于制造流程物理系统与智能化的前沿话题引发了业内专家的热烈讨论。中国工程院院士、中国钢铁研究总院名誉院长殷瑞钰在会中指出，流程行业具有重要的战略地位和技术特色，其复杂的物理和化学过程决定了其在制造业中的特殊性质。
一、理解流程行业的核心特点与重要地位
我们常说，“制造工业可以分为离散行业和流程行业”——这是一种简单而直观的分类方法。离散行业关注零部件的组装与集成，比如汽车组装、飞机制造，这些都涉及到零件的单体加工和后续的装配。而流程行业，则包括冶金、化工、建材、制药等领域，这些行业的生产过程如流水线般连续进行，强调的是物质和能量沿着特定的流程路径动态流动。
殷瑞钰强调，流程制造的基础是连续的工艺流程，物质在能源的驱动下，经过化学或物理变化，通过特定的“流程网络”逐步转变成最终产品。这一过程中，生产既受物理规律制约，又受化学反应的影响，还涉及运输和信息交换，是能量、物质、信息三者高度交互的复杂系统。例如，炼钢炉中的高温锻造过程，温度高达1500至1700摄氏度；化学反应在压力和温度的作用下进行，整个过程必须严格控制和优化，才能保证产品质量和生产效率。
流程行业的重要性不容忽视。它不仅是基础产业链的重要组成部分，还在资源利用、能源消耗、环境影响等方面扮演着关键角色。稳定高效的流程行业，关系到经济稳步发展和环境保护的双重目标，任何微小的偏差都可能引发成本上升或安全事故。
二、智能化转型的挑战与机遇
随着信息技术的迅猛发展，推动流程行业实现智能化已成为行业发展的重要方向。中国工程院设立了“面向2035的流程制造业智能化目标、特征和路径战略研究”项目，聚焦钢铁、石化两个代表性行业，旨在通过科技创新推动行业转型升级。
专家们普遍认为，当前流程行业的自动化水平已达一定高度，但向真正的智能制造迈进仍面临诸多难题。核心在于如何实现“模型驱动 + 数据驱动”的深度融合，将物理系统与信息系统无缝集成。殷瑞钰指出，要实现这一目标，首先需要理顺复杂的流程网络结构，将物质流、能量流、信息流进行优化和协同，构建科学、全面的数字模型。
这意味着，必须依靠高精度的传感器、实时监测技术和大数据分析，将现场实际数据快速反馈到模型中。通过先进的仿真软件和智能控制算法，实现对生产过程的动态调控，从而提高整体效率、降低能耗、确保产品质量。未来，工厂的设计、生产调度、能源管理、环保监控等环节都将是智能化的重点应用场景。
三、模型、数据与感知技术的支撑体系
推动流程行业的智能化，离不开先进的模型设计、数据驱动和感知技术。殷瑞钰指出，关键在于构建精准的动态模型，理解物理与化学过程的本质规律，为优化提供科学依据。同时，庞大的现场数据需要通过传感器、物联网设备进行采集和传输，再由大数据和人工智能算法进行分析处理。
在钢铁生产中，比如说高炉炼钢过程，温度、压力、气体成分、料位等参数实时检测至关重要。只有充分利用这些数据，结合先进的模型，才能实现实时优化和故障预警，大幅提升生产安全性和效率。同时，整个信息系统与物理系统的深度融合，也需要高效的网络架构和平台支持。
殷瑞钰强调，未来工业的智能化不仅是设备的自动控制，更是系统级的流程优化。这要求工程师和技术人员不断提升建模和软件开发能力，把各种平台、网络资源集成到生产体系中。只有这样，流程行业才能实现从传统制造向智能制造的根本转变。
四、生态环境与可持续发展的未来导向
流程行业的生产过程对资源的消耗和环境的影响巨大，如何实现绿色、可持续发展也是行业亟需解决的问题。智能化不仅能提升生产效率，更能帮助企业实现节能减排。通过精准的过程控制和能源管理，最大程度降低废弃物和排放物，同时保障生产安全。
未来，利用先进的工艺模拟、环境监测和大数据分析，可以实现全过程的绿色监管。从原料采购到生产调度，再到废物处理，整个环节都可以实现绿色优化。行业的智能化转型，也将成为推动可持续发展的重要力量，为构建绿色产业链提供坚实支撑。
五、结语
流程行业作为制造业的重要组成部分，既有其独特的物理与化学规律，又面临着转型升级的巨大压力和机遇。智能化技术的突破，将有助于实现工艺优化、能效提升和环境保护等多重目标。未来，借助模型、数据、传感器等先进技术的支持，流程行业必须不断探索创新路径，构建高效、绿色、智能的产业生态系统。
只有深入理解流程行业的运行规律，结合先进的科技手段，才能在激烈的市场竞争中立于不败之地，更好地服务于经济社会的可持续发展。这不仅是一场技术的革新，更是行业向高质量发展的必由之路。展望未来，流程行业必将在智能化的引领下，实现跨越式发展，为现代制造业增添更多无限可能。
