在當今制造業智能化轉型的浪潮中，新材料作為戰略性新興產業的核心基礎，其生產過程的高效、穩定與柔性化控制至關重要。和利時公司攜手杭州聚合順新材料股份有限公司，通過引入先進的流程模擬技術與批次控制系統，共同探索并實踐了一條極具特色的新材料智慧轉型之路。
一、項目背景：新材料生產的精細化挑戰
杭州聚合順作為國內領先的聚酰胺新材料供應商，其產品廣泛應用于紡織、汽車、電子等領域。隨著市場競爭加劇與客戶需求日益多樣化，傳統的連續或半連續生產方式在應對多品種、小批量、高質量訂單時，面臨諸多挑戰：工藝參數調整依賴經驗、生產穩定性難保障、新產品研發周期長、物料與能耗存在優化空間。如何實現生產過程的精準控制與動態優化，成為企業提升核心競爭力、實現高質量發展的關鍵命題。
二、核心方案：流程模擬與批次控制的深度融合
針對上述挑戰，和利時提出了以“流程模擬”先行驗證、“批次控制”精準執行的協同解決方案。
- 數字孿生與流程模擬：項目首先構建了關鍵生產裝置（如聚合反應單元）的高保真數字孿生模型。通過集成熱力學、動力學數據及歷史生產數據，該模型能夠在虛擬環境中精確模擬物料的流動、反應、傳熱傳質等全過程。工程師可以在投產前，于仿真平臺中安全、低成本地測試不同原料配比、溫度壓力曲線、催化劑投加策略等，預測產品質量、收率及能耗，從而快速篩選和優化工藝方案，大幅縮短從實驗室到工業化生產的轉化周期。
- 高級批次控制（Batch Control）系統：基于模擬驗證的最優工藝參數，和利時部署了符合ISA-88標準的高級批次控制系統。該系統將每個生產訂單定義為一個獨立的“批次”，嚴格按照預定義的、經過模擬驗證的“配方”（Procedure）執行。系統自動協調反應釜、計量設備、閥門、泵等單元操作，實現物料投料的精準時序控制、反應過程的溫度與壓力程序控制、以及安全聯鎖保護。這確保了每一批產品生產的高度重復性和一致性，有效消除了人為操作波動帶來的質量風險。
- 閉環優化與知識沉淀：系統并非靜態執行。在實際生產過程中，實時采集的數據（如在線分析儀表數據）會與模擬預測值進行對比。產生的偏差可用于校準和優化模擬模型，使其更貼近實際。成功的批次生產數據被結構化存儲，形成企業寶貴的工藝知識庫，為后續的工藝微調和新配方開發提供數據支撐，實現了“模擬-執行-學習-優化”的良性循環。
三、轉型成效：打造智慧生產新范式
通過該項目的實施，杭州聚合順取得了顯著成效：
- 質量提升與穩定：產品關鍵指標的一致性顯著提高，批次間質量波動大幅降低，客戶滿意度提升。
- 效率與柔性增強：新產品工藝驗證時間平均縮短30%以上，產線能夠快速響應不同規格的訂單需求，切換時間減少，設備利用率提高。
- 成本與能耗優化：通過模擬優化找到更經濟的操作點，原料轉化率提升，單位產品能耗下降，實現了綠色低碳生產。
- 安全與合規保障：嚴格的程序化控制減少了人為誤操作風險，所有生產活動均有完整的電子批記錄，滿足了行業日益嚴格的合規與追溯要求。
- 人才與模式升級：改變了傳統依賴老師傅經驗的模式，培養了掌握數字化工具的新型工藝工程師團隊，提升了企業持續創新的內生動力。
四、啟示與展望：特色之路的可復制價值
和利時與杭州聚合順的合作項目，為新材料乃至流程工業的智能化轉型提供了一個經典范例。其精髓在于將“虛”（流程模擬）與“實”（物理生產）緊密結合，以模擬的“精”來指導和保障控制的“精”。
這條特色之路表明，智慧轉型并非簡單的設備自動化堆砌，而是需要深刻的工藝理解與先進的數字技術雙輪驅動。它從工藝本質出發，通過數字化手段固化、優化并持續提升核心生產知識，最終實現質量、效率、成本的系統性改善。
隨著人工智能、大數據分析與更精確的機理模型發展，流程模擬與生產控制的融合將更加深入，實現從“程序化控制”到“自適應優化”的飛躍。和利時與杭州聚合順的實踐，不僅為自身贏得了發展先機，也為整個新材料行業探索高質量發展路徑、服務國家戰略需求，提供了極具參考價值的智慧轉型方案。
