實(shí)驗室內，科研人員正在熱絡(luò )地探討。

國際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì )（IFAC），全球控制技術(shù)的頂級學(xué)術(shù)組織，其名下會(huì )刊《控制工程實(shí)踐》也是該領(lǐng)域的頂級會(huì )刊，會(huì )刊設立的“最佳論文獎”一直是自動(dòng)控制領(lǐng)域學(xué)者追求的榮耀。

在近年召開(kāi)的IFAC世界大會(huì )上，有一支中國團隊，驚艷了全球自動(dòng)控制領(lǐng)域同行。

在2014年的第十九屆IFAC世界大會(huì )上，一篇作者單位為國內單位、論文作者全部是國內學(xué)者的論文首次入選“最佳論文獎”。這一文章是他們圍繞選礦生產(chǎn)線(xiàn)綜合自動(dòng)化工程項目中的耗能設備——豎爐的運行優(yōu)化控制問(wèn)題，而撰寫(xiě)的《豎爐焙燒過(guò)程優(yōu)化運行的混合智能控制》，實(shí)現了我國學(xué)者獨立獲得該獎項的零突破。他們針對混合選別濃密過(guò)程的控制問(wèn)題提出的區間串級智能切換控制方法獲最佳應用論文提名獎，所在單位成為本次會(huì )議上國內唯一獲獎單位。

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這支團隊來(lái)自于東北大學(xué)流程工業(yè)綜合自動(dòng)化國家重點(diǎn)實(shí)驗室（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗室”）。多年來(lái)，實(shí)驗室面向國家流程工業(yè)高效化與綠色化的重大需求，以實(shí)現智能優(yōu)化制造為目標，在大型全流程生產(chǎn)線(xiàn)成功建立節能降耗效果顯著(zhù)的綜合自動(dòng)化示范系統，為工業(yè)化和信息化深度融合樹(shù)立了典型示范。

一個(gè)個(gè)“唯一”、一項項“首次”，在國際控制領(lǐng)域立起了“中國智造”的金字招牌。

我們缺的是綜合自動(dòng)化

“十年前，選礦廠(chǎng)里皮帶運輸要用對話(huà)機，四層樓高的豎爐要依靠人工看火控制，而整個(gè)運行過(guò)程基本靠現場(chǎng)的工程師憑多年經(jīng)驗來(lái)把握?！碧崞鹋c酒鋼選礦廠(chǎng)的合作項目，實(shí)驗室教授岳恒記憶猶新。

如今，在我國選礦行業(yè)自動(dòng)化水平最高的企業(yè)里，工作人員只需要在生產(chǎn)主控室，就能實(shí)現對礦石布料、豎爐焙燒、磨礦、磁選和濃縮脫水等全流程的優(yōu)化控制，完成計劃調度、成本控制等生產(chǎn)過(guò)程管理與過(guò)程控制的集成。

我國是世界公認的制造業(yè)大國，制造業(yè)要從價(jià)值鏈低端向高端躍遷和攀升，就一定要解決能源消耗大、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴重等瓶頸問(wèn)題。提高流程工業(yè)生產(chǎn)的綜合自動(dòng)化水平，是實(shí)現高效化和綠色化的必由之路。

“我國不缺自動(dòng)化，缺的是綜合自動(dòng)化?！痹跂|北大學(xué)教授、中國工程院院士柴天佑看來(lái)，提高自主創(chuàng )新能力，不斷地進(jìn)行技術(shù)創(chuàng )新，就是中國制造實(shí)現“彎道超車(chē)”的關(guān)鍵所在。

“科技攻關(guān)，沒(méi)有捷徑，關(guān)鍵是有沒(méi)有戰勝困難的信念和勇氣?！边@是柴天佑教育工作人員和學(xué)生的一句口頭禪。在他的帶領(lǐng)下，岳恒、丁進(jìn)良等一批科研人員咬緊牙關(guān)，經(jīng)過(guò)3年的不懈努力，實(shí)現了對生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節的優(yōu)化控制，操作人員減少50%，消耗減少20%，全廠(chǎng)節電725.40萬(wàn)千瓦時(shí)/年。

柴天佑等六位院士一致認為，“該系統是采用綜合自動(dòng)化技術(shù)改造提升傳統產(chǎn)業(yè)，整體技術(shù)水平國際先進(jìn)，是用信息化帶動(dòng)工業(yè)化、走新型工業(yè)化道路的成功范例?！?/p>

以社會(huì )需求為牽引

“創(chuàng )新需要在不斷的積累過(guò)程中，尋求技術(shù)難題的破解之路?！?柴天佑說(shuō)。

鋼水測溫技術(shù)曾經(jīng)是困擾鋼鐵冶金領(lǐng)域的一大難題。鉑銠熱電偶太貴，“消耗式熱電偶人工間斷式測溫”又難保準確性。如何在介質(zhì)溫度高、侵蝕性大、煙塵和高溫環(huán)境等惡劣條件下，滿(mǎn)足高測量精度、高可靠性和低成本的苛刻要求？

實(shí)驗室教授謝植經(jīng)歷了二十年如一日的研究后，提出了黑體空腔式鋼水連續測溫方法，實(shí)現了鋼水溫度的連續測量，被國際上譽(yù)為“堪與當年作為冶金一大發(fā)明的鋼液濃差定氧媲美”，具有劃時(shí)代的意義。目前，全國實(shí)力前50位的鋼鐵公司中，有47家在使用該技術(shù)。

這些成果是實(shí)驗室瞄準國家重大戰略需求，堅持“把論文寫(xiě)在大地上”最有力的印證。

在江西金世紀新材料公司的稀土生產(chǎn)線(xiàn)上，由于使用了實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的智能優(yōu)化控制系統，成功地使稀土金屬直收率提高了1.15個(gè)百分點(diǎn)，稀土產(chǎn)品合格率提高了2.3個(gè)百分點(diǎn)。

在勝利、中原、齊魯等油田，實(shí)驗室開(kāi)發(fā)的“輸油管道泄漏監測系統”得到了廣泛應用，產(chǎn)品已在中石油和中石化集團20多省份的21條管線(xiàn)、100多個(gè)輸油站、總長(cháng)達5000多公里的管道成功投入應用，每年為企業(yè)創(chuàng )造直接經(jīng)濟效益4億元以上。

這只是實(shí)驗室500余項縱橫科研項目中的一小部分?！翱茖W(xué)創(chuàng )新必須以社會(huì )需求為牽引，把探索科學(xué)問(wèn)題與解決國家重大問(wèn)題結合起來(lái)，以原創(chuàng )性基礎研究支撐應用研究的方向，持續不斷地提高理論服務(wù)社會(huì )經(jīng)濟的深度和廣度?！辈裉煊诱f(shuō)。

把“戰場(chǎng)”開(kāi)辟到國外

巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷項目的礦石資源儲量約為1.43億噸，其中已探明及可控的資源儲量超過(guò)7800萬(wàn)噸，是一個(gè)世界級的大型紅土鎳礦。憑借在工業(yè)流程領(lǐng)域的絕對優(yōu)勢，實(shí)驗室中標了該項目中規模最大的冶煉廠(chǎng)區全流程自動(dòng)化工程。

據實(shí)驗室教授岳恒介紹，項目組克服了惡劣環(huán)境的不利影響，針對瑞木鎳鈷生產(chǎn)全流程，研發(fā)了基于全生命周期的鎳鈷冶煉全流程一體化控制系統實(shí)驗平臺和測試平臺及鎳鈷冶煉全流程自動(dòng)控制系統，使得浸出率和回收率指標顯著(zhù)提升。

實(shí)驗室將這一系列應用成果以長(cháng)文形式在控制領(lǐng)域頂級期刊《國際電氣電子協(xié)會(huì )匯刊控制系統技術(shù)》上發(fā)表，得到了國際同行的公認。

“在這個(gè)項目中，我們不僅要展示我們的實(shí)力，更要在國際自動(dòng)控制領(lǐng)域樹(shù)立起中國的一面旗幟?！痹篮阏f(shuō)。

越南煤炭礦產(chǎn)集團林同氧化鋁廠(chǎng)是越南第一個(gè)氧化鋁廠(chǎng)項目，在越南備受矚目。實(shí)驗室承擔了該廠(chǎng)全流程一體化綜合自動(dòng)化系統的硬件集成和軟件開(kāi)發(fā)工作，在最短時(shí)間內采取最優(yōu)化方案，使鋁廠(chǎng)實(shí)現管理流程最優(yōu)化、降能增效最佳化。

2016年，該技術(shù)在越南仁基氧化鋁廠(chǎng)再次實(shí)施，為該廠(chǎng)帶來(lái)了顯著(zhù)的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益?！皩?shí)驗室在越南亮出了‘中國自動(dòng)控制’的靚麗名片?！辈裉煊诱f(shuō)。

“我們不僅要結合企業(yè)的實(shí)際需求提煉科技難題，通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新攻克難題，而且要開(kāi)展深入的學(xué)術(shù)研究，在國際頂級期刊發(fā)表高水平的論文，讓中國的控制技術(shù)躋身世界領(lǐng)先行列?！睂?shí)驗室副主任丁進(jìn)良說(shuō)。

目前，實(shí)驗室在國際上率先提出的決策與控制一體化的生產(chǎn)全流程集成優(yōu)化控制方法，成功應用于國內赤鐵礦選礦生產(chǎn)線(xiàn)、巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷冶煉、越南氧化鋁生產(chǎn)等重大自動(dòng)化工程中，顯著(zhù)提高金屬回收率和精礦品位指標。研究方向被寫(xiě)入國際自動(dòng)控制聯(lián)合會(huì )引領(lǐng)未來(lái)自動(dòng)化發(fā)展方向白皮書(shū)《面向人類(lèi)未來(lái)的系統與控制》，作為未來(lái)國際自動(dòng)化發(fā)展方向之一。

“中國智造”再度驚艷全球……

摘自《中國科學(xué)報》