迈向工业AI之路
作者: 张燕冬中控作为流程工业智能制造整体解决方案的领军企业,其工业软件产品涵盖了生产控制、供应链管理、资产管理、安全环保和工业AI软件等多个方面。历经31年,中控DCS系统在国内市场占有率达37.8%,连续13年国内市场占有率第一;通过持续的研发投入,实现了工业软件SaaS化技术、控制参数在线交叉式鉴定技术等多项技术突破,优化了工业软件生态;针对流程工业所面临的痛点,助力企业实现“安全、质量、成本、绿色”核心目标;面向未来技术发展趋势和人工智能可能带来的机会和挑战,中控提出“1+2+N”智能工厂新架构,以及全球首款通用控制系统UCS和流程工业时序大模型TPT(Time-series Pre-trained Transformer),为实现企业的智能化转型提供路线图。
近期,中控创始人褚健与《财经智库》进行了独家对话,解读中控的历史过程、创新成果及愿景。
走出象牙塔30年
《财经智库》:您被人们称为“中国自动化产业第一人”,上世纪80年代末,您就参与了中国早期工业控制系统DCS(Distributed Control System)的研发,而当时国内技术环境和资源相对有限。作为开拓者,是什么促使您坚持走上工业自动化的道路?是否与您的日本留学经历有关?
褚健:我不是什么第一人,不妥。相对而言,可能有点故事而已。事实上,在自动化领域方面,起步的时候我并未有意要推动产业化进程,而是在各种因素的影响下促成了产业化这件事。首先,在20世纪80年代末90年代初,中国正处于社会转型的关键时期,国家高度重视并大力推动大学科研成果的转化应用。在此背景下,原国家计划委员会(后更名为国家发展和改革委员会)在浙江大学设立了工业自动化国家工程研究中心,鼓励构建一条从研究到产业的通道。在这一政策感召下,我坚定地做了这件事,尽管当时对很多事情不甚了解,但我内心觉得这个方向非常正确。
日本留学的经历对我影响很大。在1986年至1989年期间,我在日本深入参观、走访了日本的多家企业和研究机构,包括新日铁、川崎重工、松下电器等,这些企业的自动化程度非常高,在偌大的车间里几乎看不到人。其中在参观松下电器位于大阪的中央研究院的过程中,我更是目睹了机械手精准地夹取并煎制鸡蛋的精湛技艺。当时我深感震撼,因为机械手抓取鸡蛋的过程中,稍一用力鸡蛋会破,而力量不足鸡蛋就会掉,这对于机械手的控制要求非常高。虽然今天看来或许并不稀奇,但在当时却代表了极高的技术水平。这些景象强化了我的认知,我认为所有的工业企业,离开了自动化就无法实现现代化。所以,回国之后,我便承担起了推动科研成果转化的重任。但当时的我对于技术、产品以及市场都知之甚少,这无疑为产业化之路增添了许多挑战与困难。但正是这些挑战与困难,也让我更加坚定了在自动化领域深耕细作的决心。
《财经智库》:当时遇到的最大困难和瓶颈是什么?
褚健:我所面临的难题并非单纯的对技术不了解,而是对系统性技术的陌生。在学校期间,研究的重心多聚焦于某一技术点上的突破,这些研究或许已达到前沿水平,但要将之转化为产品级的技术创新,却需要实现从点到面的系统性跨越,这与撰写学术论文的差别很大。初涉此领域,有很多事情我并不熟悉,但我却明白,要将一项技术理念转化为市场所需的产品远非易事。市场所渴求的并非单纯的样机、科研成果或学术论文,而是能够切实解决问题的方案或手段。
彼时,中国刚刚改革开放,国外的产品大量涌入,但若我们的产品明显比国外的差,用户一定不愿意用国产的产品。譬如我们一开始就研发了当时最复杂也是最重要的工业控制系统DCS,对于石油化工这样的流程工业企业,一旦控制系统出问题,则导致停工停产,甚至出现重大事故,所以没有一家企业愿意接受相信并采用我们的DCS。DCS不同于其他普通产品——进口的电饭锅和国产的电饭锅,两者都能使用,不会出现大问题,而DCS一旦出问题,就会影响生产。既然下决心要创办一个企业,又想做点有意义、有价值的事,肯定要学习,学习如何开发一款好产品,学习如何管理一家企业,如何鼓励一个团队,如何去营销,如何去说服客户……有了目标,就有希望。
我们的服务对象涉及炼油、化工、电力、造纸以及制药等行业的生产过程,全都用到自动化。这些行业企业一年365天、每天24小时不间断地运行,就像电不能停一样。如此严苛的运行环境,对控制系统的可靠性提出了极高的要求。打个比方,如果说人的大脑是一个控制器,那么大脑必须有逻辑判断,而对于一家企业来说,其控制系统就犹如大脑。

《财经智库》:这也就是为什么您经常将工业控制系统称之为“工业大脑”。
褚健:在没有控制系统之前,由于生产规模较小,各项操作依靠人工完成;然而,随着生产复杂性的提升,机器控制成为不可或缺的替代方案,这就是我们现在用的计算机、芯片、软件以及众多通信技术(ICT)。之所以把DCS比喻成工业大脑,是因为它已经具备了“大脑”的基本属性,并需要大量的知识储备。这些知识就是AI技术。AI技术在工业大脑里已经开始发挥作用,能够实现对整个工厂更准确的控制。这一变革性进展极大地削弱了工程师在传统生产流程中的重要性,以往需要众多不同专业背景的工程师协同工作的任务,如今仅凭一个集成AI的系统即可高效完成,甚至能胜任许多工程师难以单独解决的复杂任务。我和我的团队正积极地推动这一领域的发展。
《财经智库》:让中控成为流程工业的“工业大脑”是您的追求。去年,正好是中控30年,您将此分成三个阶段:第一个十年要解决生存问题;第二个十年参与竞争,也就是跟国际一流企业竞争高端的国内市场;第三个十年,解决市场占有率问题。您还说,最重要的贡献就是完成了一个工业控制体系的国产化。1975年美国Honeywell研制成功TDC2000,世界意义上的现代工业控制系统(DCS)诞生;同年,日本横河电机也推出了自己的第一款DCS产品;1981年,一批外资企业开始进入中国。您能否介绍一下中控这30年经历的关键节点?
褚健:确实,流程工业的控制系统从上世纪80年代开始就被大型跨国公司所垄断。中控首先要解决生存问题。在此基础上,与一流的跨国公司进行竞争,然后在竞争中学习并超越。目前中控有超过3.2万家客户,具有大量的数据积淀和实践案例,未来我希望中控的客户数量可以很快达到5万这个数字。
今年是中控第四个十年的起始年,我们希望在未来的十年里,中控能够依托于对工业Know-how的理解以及在流程行业的独特优势,在全球竞争的基础上加强工业AI能力,并在工业AI方面成为全球领先的企业,这是我们的目标。30余年来,我们开始是个小舢舨,先在游泳池学游泳,然后在钱塘江游泳,尽管游不到江口,但毕竟可以靠岸;后来成为一条大船,游到了杭州湾出海口,未来,我们希望中控成为一个舰队,游向更广阔的大海。
2007年对中控而言是一个标志性的年份。那一年,中控获得了中国石化武汉分公司500万吨“油品质量升级炼油改造工程”的项目合同(如今已是2000万吨炼油规模),包括四套主装置:500万吨/年常减压,190万吨/年煤、汽柴油加氢精制,120万吨/年延迟焦化和6万吨/年硫磺回收。这个项目非常成功,标志着国产DCS首次进入500万吨级炼油核心主装置,也标志着高端市场核心主装置DCS被跨国公司垄断的时代结束了。中控从原来只做小项目到承接大型项目主装置,从500万吨炼油到千万吨炼油、百万吨乙烯及整个炼化一体化,这意味着中控从原来很小的市场占有率,到逐步有能力竞争再到领先。只有拥有这样重大项目的业绩,中控才能保证在未来市场竞争中不被跨国公司压垮。
《财经智库》:从之前的小项目到500万吨炼油、千万吨炼油的大项目,中控2023年DCS国内市场占有率已达37.8%,其中化工领域占有率是56.3%。目前,中控的DCS在国内的占比已经很高了,是否已到天花板?
褚健:比如DCS在中国的市场规模是120亿元左右,如果纯粹从DCS市场规模角度来讲,肯定是有天花板的;但从自动化、数字化、智能化的角度来讲,还看不到天花板。现在用户最关注的,比如节能、安全、降本等痛点,未来中控有可能面临的天花板很高很高,不是几百亿元,而是几千亿元。理论上讲,目前在中控的战略转型阶段,面向的市场大概是500亿元到1000亿元的环境,预期的市场前景将会更大。我们要做的,最终是全方位地帮助用户解决困难和问题,而不仅仅是推销一款产品。
《财经智库》:把格局打开,目标锁定安全、质量、成本、绿色,似乎就不存在天花板了。中控一直根植于制造业,传统制造业从自动化、数字化到智能化这个过程中,怎样才能更好地实现这个途径?
褚健:第一,必须把产品体系和服务模式做好;第二,这个服务模式有尽可能大的覆盖面;第三,要有很多典型的成功案例;第四,广而告之。目前,中控在全国647个化工园区及沙特、泰国、哈萨克斯坦等国家设立了近200家5S店,覆盖全球3.2万多家用户,并通过5S店把先进的创新成果、产品技术、解决方案及应用效果传递给企业,让企业愿意尝试,并为企业带来实实在在的效果,这才能赢得企业信任。未来中国的经济,特别是在原材料工业领域,竞争还会非常激烈,企业要在竞争中活下来,主要途径就是全面消除安全事故、提高产品质量、降低各项成本,并朝着智能化、绿色化发展方向发展,这就是中控要干的事。

内驱力:持续迭代
《财经智库》:您始终强调工业软件的重要性,并认为智能制造是软件驱动的工业革命,为什么?
褚健:控制系统就是人的大脑,仅有智商不够,还需要知识,而工业领域所指的“知识”是构建软件的基础。软件不仅是各种机器设备实现智能化的关键,更是产品设计、生产控制、能源管理、安全管理、质量管理等的主要工具。从工业3.0到工业4.0,包括正在来临的工业5.0,是从工业自动化到工业智能化,再到工业可持续发展的进化过程,也是传统制造向新型工业化、新质制造的进化过程,其中数字化转型是基础,也就是软件与材料设备、工艺流程、数实融合的过程。在工业领域,尤其是在流程行业的转型过程中,包括数字化转型、AI应用、供应链韧性、可持续发展等都与软件密切相关。在过去30年,中控始终围绕行业需求,加快发展工业软件,已建立了丰富的产品线并自主研发出一批核心工业软件,形成了较为完善的工业软件产品谱系。我始终认为,推进智能制造,关键在于工业软件,智能制造是软件驱动的工业革命。
《财经智库》:然而,中控最初的优势在于硬件。
褚健:最初,中控肯定什么优势都没有,但优势是逐步建立起来的。我所指的优势不是指市场占有率,而是中控如何能够把现在保有的3.2万多家用户和未来可能达到的5万家用户服务好,让用户能够在安全、质量、成本、绿色的核心需求上得到大幅度提升;如何把我们的技术经验和积累的案例知识与用户的需求结合在一起,通过AI的运用,帮助用户创造价值。可以说,中控不是一个DCS公司,也不是一个自动化公司,而是一个工业AI公司。