解码光学DNA,智谱科技深耕千亿级安全生产市场

MEMS 2021-06-20 00:00

2021年是5G商用普及元年。作为5G强相关产业,工业互联网也将迎来新一轮的高速增长。有分析表示,2021年-2025年,工业互联网的产业总体规模将从31370亿元增至94177亿元,该领域也有望涌现更多独角兽。

在工业互联网高成本、强规模效应的特点之下,石油化工等大型国有企业扎推的行业成为先行实验者。对于石油化工企业来说,在工业互联网的智能化改造升级中,除了降本增效等普适性需求,安全生产更是其核心诉求。

拿化工行业举例,2015年至2020年间,全国化工事故累计发生1002起,造成事故遇难人数1312人。面对巨大的伤亡数据,升级安全管理措施成为化工企业的重中之重。而传统的安全监测方式局限性大、效率低,如何更科学、高效,并且以最小的误差来预警事故呢?南京的智谱科技选择了光谱技术。


深耕光谱技术,智谱科技押注“人工智能的眼睛”


智谱科技成立于2018年10月,创始人曹汛和张健均来自清华大学,曹汛在29岁就获得国家技术发明一等奖,37岁入选2020年度国家“杰出青年”,现任南京大学教授。基于多年对光谱技术的研究,在他们看来,光谱可以看成是人工智能的“眼睛”,将超越人眼的局限,让人类“看到”更多信息。

光谱,全称光学频谱,是复色光经过色散系统(如棱镜、光栅)分光后,被色散开的单色光按波长(或频率)大小而依次排列的图案。除可见光外,光谱还包含紫外、红外等多波长信息。

物质的光谱信息具有唯一性,就像是物质的光学“DNA”。历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素,如铷、铯、氦等。在现代物理学、化学等学科中,大到天体、小到原子、分子结构,几乎都应用了光谱分析这工具。

创始人张健进一步解释,目前很多计算机视觉方向的人工智能企业大多利用可见光RGB相机来进行算法分析,比如能分辨事物的大小、颜色等外在信息,却无法看到更内在、更丰富的信息。比如,一堆苹果,人工智能技术能分辨其大小、是否已经红了,而通过光谱技术,能够进一步地判断苹果的甜度,表皮是否有农药残留,表皮之下是否有缺陷等。

区别于当前的扫描式光谱成像技术,智谱科技的核心技术体现在用光谱视频相机,以类似于人类视觉的动态方式来反映事物的光谱信息。简单来讲,之前的光谱仪要花上10-30分钟来扫描一面墙,智谱则直接通过相机拍照、摄像的方法,以每秒20帧的速度抓取光谱数据,再将光谱数据还原成人眼可识别的图像。

智谱已投放市场的产品


基于这种思路,智谱让原本属于实验室的高精尖科学观测手段成为普通人可接触、可操作的方式。此外,张健表示,光谱技术也将推动人工智能技术的发展,是未来视觉相机的组成部分。以近似于人类视觉的方式去反映事物的光谱信息,将极大丰富机器视觉的感知能力,在数据层面推动人工智能的持续升级。

目前,光谱技术在农业食品、环境、制药、军事安防等多个领域都有应用。智谱科技选择石油化工生产场景下的重大危险源监测作为技术落地的首站。

张健本身在化工类央企有10多年的工作经历,对化工领域,尤其是气体泄漏场景造成的事故非常痛心。自2011年以来,石油化工行业发生的12起重特大事故都来自于危化重大危险源企业。怀着“科技造福人类”的愿景,智谱科技开始了将技术进行商业化应用的征程。

在所有石油和化工事故中,生产、储运环节事故数量居多。主要原因是这些环节的介质多属于高温高压、有毒有害、易燃易爆危险物质,其装备存在易腐蚀、易失效、易泄漏等风险,一旦发生产泄漏就可能导致严重的火灾、爆炸或者中毒事故。光谱视觉感知技术则能对泄漏气体进行成像感知,突破传感器物理极限和目视边界,高效监测泄漏情况的发生。

因此,智谱科技研发了泄漏气体光谱视频智能监测系统,并生产了云台型、固定型和手持型等多种硬件监测设备,以满足不同使用场景的需要。据了解,智谱科技的泄漏气体光谱视频产品已经应用到包括中石油、中石化、中海油在内的各大型石油、化工企业。接下来,公司也将围绕光谱技术开发更多应用场景,持续拓宽业务线。


系统化光谱视觉监测解决方案,千亿级的安全生产市场


2010年起,我国已成为全球化学品第一生产大国,化工产能约占世界总量的40%,相当于欧洲和北美洲的总和。由危险化学品引发的各类事故也连年发生。据化学品事故信息网统计,近三年来石油炼制、油气开采和化工生产企业共发生各类安全事故685起,其中,直接发生泄漏的事故148起,火灾事故248起,爆炸事故176起,中毒事故31起,其他事故82起。而在大部分火灾、爆炸和中毒事故中,介质泄漏是引发事故的重要因素。 

2020年10月,工业信息化部、应急管理部印发了《“工业互联网+安全生产”行动计划(2021-2023年)》,强调通过“工业互联网+安全生产”快速感知、实时监测、超前预 警、联动处置、系统评估等新型能力体系,来达到数字化管理、网络化系统及智能化管控水平,从而实现更高质量、更有效率、更可持续且更为安全的发展模式。

该《行动计划》是贯彻落实国家关于“深入实施工业互联网创新发展战略”、“提 升应急管理体系和能力现代化”、“从根本上消除事故隐患”的重要指示精神,其目标也明确包括“到2023年底,工业互联网与安全生产协同推进发展格局基本形成”,以及“一批重点行业工业互联网安全生产监管平台建成运行,‘工业互联网+安全生产’快速感知、实时监测、超前预警、联动处置、系统评估等新型能力体系基本形成”。

在“发展绝不能牺牲人的生命安全为代价”的使命观下,智谱科技也在积极推动光谱视觉感知技术及其产品解决方案在石油化工行业的应用。

据了解,使用传统视频监控,有70%以上的易燃易爆、有毒气体都无法识别,而无色无味的泄漏气体也难以靠人的感官辨别。智谱研发的光谱视觉感知监测系统和智能感知操作系统,可实时判断有无泄漏,定位泄漏点,并且能通过测量泄漏量来发出事故预警,最终基于泄漏轨迹、泄漏扩散范围来指导应急处置。更重要的是,智谱科技将光谱视频数据与物联网、大数据、人工智能、云计算等技术融合,实现报警信息的智能化。系统收集到的信息直接上传到电脑、手机等终端的危化重大危险源在线监控与事故预警系统,便于管理人员随时查看。

智谱的智能感知操作系统完整覆盖了事前预警与研判、事中决策与处置支持、事后评估与溯源。其远距离、非接触式(最远可达公里级)的监测方式,满足24小时在线巡检的需求。通过远程、直观显示泄漏气体的形状、浓度分布与扩散走向等,可为管理人员争取应急处置的最佳时机,降低风险。 

目前,智谱科技已经落地了云台型、固定式泄漏气体光谱视频智能监测系统,以及手持式光谱视频气体检测仪,涵盖了50多种易燃易爆气体的检测。产品形态的多样性也满足了源头风险管控、安全检查等不同场景的需求,比如相关安全监察人员可直接手持检测仪,进行信息的实时采录和上传,并能自由呼叫、远程协同,监管中心则通过协同云系统进行远程督导与联动,实时跟踪现场路线轨迹,以及源头溯源、评估分析等工作。

聚焦、专注于石油化工行业,是智谱科技目前与未来一段时间的市场策略。目标市场具体包括投资动辄千亿级以上的全国7大石油与化工产业基地、全国600多家化工产业园、30个千万吨级炼油一体化基地,以及25000多家规模以上石油化工企业。再结合国际光谱智能感知设备的价格,不难推测,其在中国石油化工及危化品安全生产监控领域的市场规模可达千亿元量级。

智谱科技正在积极与各大石油炼化企业,各级化工园区接触。除了产品的直接销售,智谱科技也已经发展出了融资租赁等创新模式。除直客模式之外,运营商等集成商也是智谱的潜在合作伙伴。张健告诉36氪,“我们一点不介意被集成、贴牌,集成商能凭借其行业理解,帮助我们在行业内迅速铺开,我们要做的是背后的光谱应用技术平台。”


打造平台型技术公司:光谱技术的跨行业应用


围绕光谱技术,智谱科技也在探索在环保、农业、生命健康、军工等更广的应用场景。针对工业废水处理,智谱科技已经推出了光谱水质在线监测技术。 

传统的工业废水处理中,对水质的检测一般通过各类化学方式来实现,检测时间在60-120分钟不等。此外,受制于水质在线监测设备的建造、监测成本等客观条件制约,化学方法仅能在废水进水口、出水口进行滞后性检测,无法评估污水处理过程中的水质状态。

为了能够实现对工业废水处理过程中,对水质状态进行有效的实时监测,随时追踪污水处理状态,智谱科技为行业用户提供了一种快速、准确、低成本的绿色检测技术——光谱水质在线监测技术。相比于传统的化学检测技术,光谱水质检测技术具有快速、高效、无化学废液、无二次污染的特点。同时,结合物联网、云计算、人工智能等先进工业过程分析技术手段,用户可以在水质的实时数据池中深度挖掘水质参数与处理工艺间的隐藏关系,以实现对处理流程的升级改造,降低处理成本,提高水质处理质量。

生命健康也在智谱科技的计划中。张健表示,刚创业的时候就计划先把化工领域做好,后面再去开发大健康领域的应用市场。关于光谱技术在生命健康领域的应用,他拿糖尿病举例,“得了糖尿病的人,视网膜会出现险恶病变,发病初期是治疗的黄金时间。如果能有相应的光谱仪检测出患者视网膜早期的病变的情况,就能把握治疗最佳时机,大大降低失眠风险。”生命健康领域的商业模式,也将智谱科技从化工领域的to B拓展到to C,对应的也将是海量的市场。

张健也表示:“随着进入不同行业,我们对不同波段光的掌握程度会提高,数据量会不断积累。后续我们也会建立起自己的数据库平台。” 

科技向善的时代发展观下,智谱科技也将持续深耕光谱技术,造福更多应用领域。在张健看来,光谱技术有着广阔的前景,“光谱的终局是‘上帝之眼’,也就是从紫外线到最远端的光波都能覆盖,最终做成一个可识别所有波长的全光谱相机”。而一旦全光谱相机成为现实,“全人类基本上就从可见光时代迈到非可见光时代”。

从可见光的世界,到全光域的宇宙,智谱将用全光谱的智慧,照亮时代前进的脚步。据了解,智谱科技正在进行新一轮融资,科创板上市也在其计划中。


MEMS 中国首家MEMS咨询服务平台——麦姆斯咨询(MEMS Consulting)
评论 (0)
热门推荐
X
广告
我要评论
0
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦