當前，化工行業正經歷著轉型升級的關鍵時期，中石化（天津）石油化工有限公司（以下簡稱“天津石化”），作為行業的領軍企業，率先踏上了智慧實驗室建設的探索與實踐之路。這一具有里程碑意義的創新舉措，不僅促進了企業自身的技術革新與運營效率的飛躍，也為整個石油化工行業樹立了數智化轉型的典范，引領了行業發展的新方向。

01

一場工業實驗室的巨大變革

隨著企業業務量的持續增長和質量管控要求的不斷提高，傳統工業企業實驗室面臨著人力成本投入巨大、數據共享不暢等諸多挑戰。具體表現為：

1. 人力資源浪費：大量人力被投入到重復的、簡單的實驗步驟中，無法專注于更復雜的實驗和分析工作，造成人力成本居高不下。
2. 數據孤島現象：各生產裝置、實驗室之間的信息未實現統一平臺管理，數據共享不及時，影響生產過程的時效性和穩定性。

傳統實驗室人工分析

為應對傳統實驗室帶來的挑戰，天津石化攜手中控技術，共同開啟了一場實驗室變革。基于中控全流程智能質量監控平臺（Q-Lab），通過深度融合大數據與AI技術，顯著增強了實驗室的自動檢測能力，優化了人力資源配置，并徹底打破了數據孤島現象。通過高效感知、精益管控、預測優化及智慧協同等手段，推動天津石化質量管控水平再上新高度，確保產品質量的穩定與可靠，助力企業可持續發展。

02

引入智慧，完全實現“機器代人”

在天津石化智慧實驗室項目中，中控技術為其設計了水質全流程智慧無人分析系統、色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統，以及全廠智慧無人取送樣系統等智能化、信息化、自動化設備的投入和建設，提高了水質和色譜檢測的自動化、高效化、規范化水平。該系統能夠實現全流程的自動化檢測，涵蓋樣品自動分揀、自動分樣、自動上樣、自動分析、數據自動上傳、自動洗瓶以及自動樣品瓶分裝等功能，確保了檢測流程的精準與高效。

全流程自動化檢測場景

水質全流程智慧無人分析系統的應用，為水質安全監測裝上了“千里眼”與“順風耳”，能夠按需監測樣品中的各項關鍵指標，如pH值、電導率、濁度、懸浮物、COD、氨氮、總氮及硫酸根等，并將數據實時傳輸至中央控制系統，為管理者提供了及時、全面的水質信息，便于其迅速做出響應和決策。色譜液體樣品全流程智慧無人分析系統應用，為色譜分析裝上了“機械臂”，能夠精準無誤地完成樣品的自動分樣、加標、裝載、進樣及分析，大大減輕了實驗人員的勞動強度，同時避免了人為操作可能帶來的誤差。全廠智慧無人取送樣系統通過遍布各裝置的18個自動樣品柜和4臺套無人駕駛小車的無縫銜接，實現樣品從裝置到中心化驗室的無人化流轉。

智慧實驗室通過先進的LIMS系統，實現了任務的高效分配。化驗員僅需將密封樣品放置于傳送帶上，系統便自動完成調度、樣品分配、分析等一系列繁復操作，并即時將實驗成果上傳至管理系統。此智能化管理模式，實現了人與危化品的零接觸，實現了本質安全，更大幅提升了實驗數據的精確性與可靠性，確保了實驗結論的客觀性與科學性。

此外，智慧實驗室還利用3D建模技術將實驗室的靜態與動態場景進行精準再現。該技術不僅支持模型與實時數據的聯動，還實現了實驗流程的可視化，化驗員能夠通過大屏實時監控設備的運行狀態，有效保障實驗室的安全穩定運行。

03

“工業AI+大數據”，帶來價值躍升

天津石化通過全流程智能質量監控平臺（Q-Lab），構建了基于多系統互聯的智慧實驗室管控系統，實現了全流程質量數據的匯聚與貫通，具備統計分析、實時監控、數據查詢、報警管理等功能，通過對實驗室數據進行深度挖掘和智能分析，使得化驗員能夠更加精準地預測產品質量的變化趨勢。

在安全保障方面，天津石化智慧實驗室實現了對實驗流程的實時監控與預警，有效降低了事故風險；在效率層面，通過融合AI、大數據分析等技術，深入挖掘實驗數據，精準識別流程瓶頸，并針對性實施改進措施，大幅提升工作效率與實驗結果精準度；在成本控制層面，實現了資源的優化配置，有效減少資源浪費；同時，智慧實驗室實現了質量信息的一鍵追溯、智能診斷與預測，為科學決策提供堅實支撐，管理層據此能夠精準把握生產動態，提升企業的整體運營效率。智慧實驗室的構建為天津石化帶來了顯著的價值提升，增強了核心競爭力，為企業未來可持續發展奠定了堅實基礎。

天津石化化驗計量部南港分部中心化驗室負責人表示：

智慧實驗室實現了人力密集型傳統實驗室向智能化、數字化、自動化的轉型，我們建設的水質、色譜智慧無人實驗室和全廠智慧無人取送樣系統，在智慧實驗室Q-Lab管控平臺這個“智慧大腦”的指揮下，真正實現了全流程“機器代人”，大幅替代人工，年節約用工成本900余萬元，踐行了新質生產力的高質量發展要求。

天津石化智慧實驗室現場

天津石化智慧實驗室的建設不僅是一次技術的革新與飛躍，更是一次質量管理思維的深度轉變。它像一顆璀璨的明珠，鑲嵌在智能工廠建設的宏偉藍圖之中，不僅為天津石化自身注入了強大的發展動力，更激發了行業內外的創新活力，引領著行業向更加高效、環保、可持續的未來邁進。