资讯 > 正文

AI如何赋能未来的认知控制室?

发布时间:2025-09-16 www.cechina.cn

  当人工智能(AI)在制造业显现出应用潜力时,雪佛龙(Chevron)向其自动化合作伙伴霍尼韦尔过程控制部(Honeywell Process Solutions)提出疑问:如何才能在工厂运营中有效运用这项技术?这并非一项短视的诉求 —— 比如简单叠加一个基于查询的AI助手,而是希望对方协助解决其现存的流程相关问题;这些问题若处理不当,会对运营产生负面影响。
  这一行动诉求要求霍尼韦尔的高管团队明确AI能产生最大影响的领域。为实现这一目标,他们进行了一场“角色扮演”。
  “我们深入代入不同角色,以理解工厂操作员的实际需求,” 霍尼韦尔过程控制部总裁兼首席执行官 Pramesh Maheshwari在接受Control Engineering杂志采访时表示,“控制室里的操作员正面临哪些我们可以解决的挑战?现场操作员又遇到哪些痛点?”
  在雪佛龙的合作项目中,核心关注点在于两点:一是异常情况的管理,二是弄清楚警报触发前工厂内发生了什么,以及操作员应采取何种应对措施。
  “他们提供了很多洞见,我们据此着手开发解决方案。” Maheshwari表示。该解决方案最终以控制室中 “基于AI的控制室智能警报系统” 形式呈现,目前正由雪佛龙进行测试。
  但工业AI的应用并未止步于此。霍尼韦尔近期还推出了一款AI赋能的数字化套件,可用于连接各类平台与应用程序。
  自主自动化
  今年6月,在圣安东尼奥举行的第49届霍尼韦尔用户大会(HUG)上,Maheshwari 发布了源于雪佛龙的合作以及众多客户交流的关键创新成果,其中包括:
  新一轮 AI 赋能的数字技术,旨在加速从“自动化”向“自主化”跃迁;
  一套高阶的 AI 运营技术(OT)网络安全方案,不仅能检测、缓解攻击,更能从源头阻断攻击;
  升级版的Honeywell Digital Prime Ecosystem,允许工程团队在实施前测试项目,以减少工厂停机时间并提高生产吞吐量。
  数字化与AI是发展迅猛的领域。在霍尼韦尔,研发重心始终聚焦于OT,致力于在 “人机协同” 的前提下,助力工厂实现更高程度的自主化运营。“AI应辅助而非取代工人,” Maheshwari在 HUG 年会的主题演讲中表示,“我们的目标是消除日常运营中单调、肮脏且危险的工作内容。”
  以雪佛龙的应用为例,其采用的 Experion 高增强型前瞻运营(HALO)AI警报指导系统,通过整合动态情境知识与工厂范围内的历史响应数据及关联信息,能够帮助操作员快速获取警报信息并解决问题。该系统甚至能根据警报成因及关联关系,提供针对性的纠正措施。
  过去,操作员对警报的响应完全依赖自身经验或资深操作员的指导。“若操作员此前未遇到过该警报,就必须花费时间分析警报触发的原因。” 雪佛龙公司仿真顾问兼高级过程控制工程师Amit Jain表示,“因此,他们采取的应对措施取决于自身的知识储备与经验水平。若无法及时采取正确行动,就可能引发安全事故。但如果我们能分析过去 5 至 10 年的数据,找出应对此类情况的最佳措施及预期结果,情况会怎样呢?”
  Jain最初采用的是机器学习数据,但这类基于时间维度的数据缺乏上下文信息 —— 因为它并未纳入工厂内同时发生的其他事件。为获取这一关键上下文,雪佛龙与霍尼韦尔合作构建了一套覆盖工厂所有要素的知识图谱。
  该知识图谱整合了生产流程、警报、事件、操作关联及溯源数据,并依据行业标准与企业规范,将这些信息转化为具备上下文的流程知识。它能将各类事件与警报关联至历史操作记录,识别警报造成的影响,并通过自然语言提供可执行建议。
  “如今我们拥有了一份涵盖所有数据、警报及对应操作的‘图谱’,能更精准地建立警报与操作之间的关联。” Jain表示,“但我们是否完全信任它?答案是否定的。因此,我们让人类参与其中,以验证最佳响应库是否符合操作程序和假设。”
  这套AI解决方案的研发耗时 8 个月,目前已在雪佛龙启动试点应用,其核心是将操作员的经验知识数字化。该方案的预期效益包括:提升操作员响应效率、降低损失与安全风险、实现知识自动化,以及加速操作员技能培养。它还为与自主操作相关的更多预测性分析打开了大门。

图片来源:霍尼韦尔
  新兴的数字认知能力
  生成式AI(Generative AI)是用于创造新内容的工具,而代理式AI(Agentic AI)则旨在实现自主决策。未来,代理式AI将负责生成预测与建议,控制室操作员则像自动驾驶汽车中的驾驶员一样,对系统进行监督。
  从 “数字认知” 的视角也能理解这一趋势 —— 它通过人机协同,将专业经验融入生产流程。“借助数据、分析技术与数字技术的力量提供指导,让经验最浅的人员也能展现出媲美资深专家的操作水平,” 霍尼韦尔工业自动化首席技术官Jason Urso表示。
  要实现这一跨越,控制系统必须进行变革。他指出,当前的控制系统在 “稳态运行” 时能高效工作,但一旦超出稳态范围,面对警报时的决策就要依赖人工经验。
  行业真正需要的,是一种具备数字认知能力的新型分布式控制系统(DCS)—— 它能将原始数据转化为可用知识。
  “倘若我们能像 50 年前实现过程控制设备自动化那样,实现决策自动化,会怎样?” Urso指出,“我认为这正是我们接下来要迈向的方向。”
  这一变革不仅限于设备控制层面,更要在 “提供建议指导” 上实现更高程度的自主化 ——比如判断 “生产什么、何时生产;维修什么、何时维修”。
  “在Experion的下个版本中,我们将见证一次巨大的飞跃,它将彻底摆脱传统控制系统的面貌。它将呈现为一个推荐与引导式操作的门户,而非仅仅展示一堆数字,任人自行摸索。” Urso表示。
  霍尼韦尔将这套系统命名为 Experion Cognition,它包含三大核心模块,可确保工厂在稳态与动态运行状态下均能实现高效运转:
  全新的智能用户界面与用户体验突破数据和警报的局限,主动提供优化建议。
  推理引擎与分析系统将工艺流程与数字孪生技术深度融合。
  打破控制系统的边界,实现与生产计划、调度、维护、可靠性管理及核心流程的互联互通,为工厂运营提供闭环响应能力。
  网络安全和系统健康自动化
  “随着我们拥抱连接性和数字化,网络安全比以往任何时候都更加重要,” Maheshwari说道,“如果没有强大的防御,AI和自主性的优势可能会被一次网络攻击所破坏。”
  在HUG大会上,霍尼韦尔推出了一系列启用AI的网络安全解决方案,旨在加强OT环境对不断演变的网络威胁的防御。核心产品包括:
  霍尼韦尔网络主动防御系统(Honeywell Cyber Proactive Defense):这是一款基于AI和行为分析技术的软件,通过建立全面的系统运行基准来检测异常情况,并提供可执行的洞察建议,助力增强OT的网络防御能力。
  霍尼韦尔运营技术安全运营中心(Honeywell OT Security Operations Center):这是一项 “厂商无关、无需代理” 的服务,专为工业领域OT环境设计,具备先进的定制化功能,可全年 24 小时实时监控网络威胁态势。
  霍尼韦尔的网络安全解决方案从资产发现开始,包括风险和漏洞,将其汇集到一份报告中,从漏洞和合规性的角度提供可能发生的情况。还有网络安全服务,包括软件、用于培训和意识的专业服务以及托管服务,包括用于修补漏洞的安全远程访问。
  霍尼韦尔网络安全产品负责人Nav Sharma在新闻发布会上表示:“OT安全运营中心将所有内容整合在一起,因为它监控资产,检测威胁和漏洞,向安全运营中心发送警报供分析师查看,然后遵循提供后续步骤的主动防御解决方案。
  勒索软件攻击变得越来越复杂和频繁。根据霍尼韦尔最近发布的网络安全威胁报告,工业领域的勒索软件攻击持续上升,从 2024 年第四季度到 2025 年第一季度增长了 46%。2025 年第一季度,在 2024 年确定的 6,130 名勒索软件受害者的基础上,又记录了 2,472 名勒索软件受害者。这些事件,尤其是那些直接攻击 OT 环境的事件,可能会导致严重的停机、生产力损失和安全问题。
  随着越来越多的不良行为者要求更高的赎金并更快地破坏 OT 网络,因此需要通过更智能的解决方案更快地识别网络安全事件的方法。
  霍尼韦尔网络主动防御使用历史数据和AI,可以对流程进行建模、识别异常并预测威胁。它还包括“欺骗技术”,这是一种基于诱饵的方法,可以引诱威胁行为者远离真实资产。虽然欺骗技术并不新鲜,但霍尼韦尔已经能够将其更深入地应用到控制环境中,以涵盖安全系统。
  “大家可能看过《十一罗汉》系列电影,里面有潜入博物馆偷艺术品的情节 —— 欺骗技术的原理类似,就是创建一个‘假展厅’,攻击者会试图进入这个虚假目标,” 霍尼韦尔全球高级运营技术网络安全产品负责人Dragos Rosioru解释道,“同时我们还部署了传感器,能检测是否有人试图进入这个‘假展厅’。对于真正的展厅工作人员来说,他们知道那是假的,不会主动进入;因此,只要有人进入,就说明存在试图入侵的攻击者。”
  除网络安全外,霍尼韦尔在 HUG 年会上还宣布,将扩展 Honeywell Digital Prime平台,使其成为一套覆盖企业级的解决方案,可在工程项目落地前对其进行测试与调整,从而减少工厂停机时间,并在项目投产后提升生产吞吐量。
  Digital Prime平台于两年前推出,最初是作为“数字孪生”工具,用于追踪、管理和测试过程控制变更与系统修改,运行于 Experion DCS之上。如今,该平台新增了分析引擎,可对接各类服务,轻松收集生命周期管理、库存管理及迁移规划相关的信息。
  霍尼韦尔希望通过服务增值创造更多价值——该平台能整合原本需工程师手动收集的数据。“在基础层面, Digital Prime平台所做的,就是将我们研发的部分技术进行自动化处理,” 霍尼韦尔Digital Prime平台产品组合总监Christian Salazar表示,“以系统迁移为例,客户可即时登记迁移需求,清晰了解支持时间表,整个迁移过程将通过数字孪生技术完成。”
  Digital Prime支持的服务不仅限于系统迁移,还涵盖整个系统健康状态管理(其中也包括网络安全)。升级后的Honeywell Digital Prime Ecosystem预计或将于 2025 年第四季度向客户开放。

标签:AI,认知控制室,人工智能,霍尼韦尔,工业AI,网络安全

相关文章