仲夏時(shí)節(jié)，萬(wàn)物競(jìng)茂。
6月上旬，中南大學(xué)北校區(qū)民主樓一樓，“工業(yè)智能與系統(tǒng)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)室”）一派繁忙景象，實(shí)驗(yàn)室主任、中南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院陽(yáng)春華教授正帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成員開(kāi)展科學(xué)研究。
屏幕上的行行代碼，正在構(gòu)建工業(yè)元宇宙；生產(chǎn)過(guò)程的仿真、測(cè)試、控制和優(yōu)化，都可以在數(shù)字工廠里完成。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，一個(gè)虛實(shí)交互的智能工廠模型，引人注目。
這個(gè)智能工廠技術(shù)已經(jīng)在衡陽(yáng)水口山的中國(guó)五礦銅鉛鋅產(chǎn)業(yè)基地的30萬(wàn)噸鋅項(xiàng)目中落地應(yīng)用。一座橫截面積達(dá)152平方米的焙燒爐，裝上“智慧大腦”后，可以實(shí)現(xiàn)全天候“零手操”智能自主運(yùn)行，有效提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和金屬回收率，真正實(shí)現(xiàn)將原料中的有價(jià)金屬“吃干榨凈”。如今，從*初的原料進(jìn)廠到*后的成品出廠，關(guān)鍵工藝流程和生產(chǎn)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化、智能化。
團(tuán)隊(duì)骨干成員、中南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院教授黃科科介紹，針對(duì)焙燒爐的每一種工況，通過(guò)人工智能方法學(xué)習(xí)它的模型，實(shí)現(xiàn)模型和工況的自適應(yīng)匹配，確保焙燒爐的關(guān)鍵指標(biāo)、運(yùn)行品質(zhì)都處于優(yōu)良的狀態(tài)。
“實(shí)驗(yàn)室全力開(kāi)展新一代人工智能技術(shù)和工業(yè)的深度融合研究，縮短理論方法、關(guān)鍵技術(shù)與實(shí)際工業(yè)應(yīng)用之間的鴻溝，推動(dòng)新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展?！标?yáng)春華說(shuō)。
高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)流程的關(guān)鍵工序，其爐內(nèi)料面三維形貌、鐵口鐵水流溫度場(chǎng)與流量等運(yùn)行信息，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常爐況、精準(zhǔn)調(diào)控高爐布料操作、優(yōu)化調(diào)節(jié)爐溫、提升鐵水質(zhì)量的*主要依據(jù)。然而，自高爐面世以來(lái)，其內(nèi)部高溫高壓高粉塵、密閉微光等惡劣環(huán)境，使得直接在線獲取料面三維形貌、精準(zhǔn)感知鐵口鐵水流溫度場(chǎng)分布、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)掌握高爐出鐵流量，成為行業(yè)內(nèi)亟待突破的世界性難題。
對(duì)此，實(shí)驗(yàn)室從2013年起便展開(kāi)研究，經(jīng)過(guò)10多年的潛心攻關(guān)，首創(chuàng)高爐料面三維形貌、鐵口渣鐵流溫度場(chǎng)與流速分布等關(guān)鍵信息的智能在線檢測(cè)新技術(shù)，為復(fù)雜工業(yè)過(guò)程參數(shù)在線檢測(cè)開(kāi)辟了新途徑。該技術(shù)打破了高爐“黑箱”狀態(tài)，增強(qiáng)了對(duì)煉鐵過(guò)程爐況的調(diào)控能力，降低了綜合焦比，提升了鐵水質(zhì)量和產(chǎn)量，為實(shí)現(xiàn)綠色低碳高效煉鐵提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支撐。
“這項(xiàng)技術(shù)目前已得到寶鋼、鞍鋼、酒鋼等鋼鐵企業(yè)的高度關(guān)注與好評(píng)，正在開(kāi)展合作。” 團(tuán)隊(duì)骨干成員蔣朝輝教授表示，下一步，實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)將瞄準(zhǔn)工業(yè)智能化發(fā)展方向，從工業(yè)基礎(chǔ)瓶頸做起，攻克解決關(guān)鍵核心技術(shù)難題。
面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場(chǎng)、面向國(guó)家重大需求、面向人民生命健康，始終是實(shí)驗(yàn)室孜孜不倦的奮斗方向。
湖南一家大型醫(yī)藥裝備公司在發(fā)展過(guò)程中，遇到一項(xiàng)技術(shù)難題——開(kāi)放環(huán)境下封裝藥瓶或無(wú)菌制劑瓶殘氧量檢測(cè)。公司負(fù)責(zé)人為此專程上門到實(shí)驗(yàn)室求助。
封裝藥瓶微量氣體在線精確檢測(cè)，是確保無(wú)菌制劑密封完整性的關(guān)鍵手段，是我國(guó)高端醫(yī)藥裝備行業(yè)典型的技術(shù)難題。一旦攻克，具有重大的科學(xué)價(jià)值和戰(zhàn)略意義。
陽(yáng)春華帶領(lǐng)羅旗舞教授等團(tuán)隊(duì)成員，扎根生產(chǎn)一線近10年，創(chuàng)新提出基于波粒協(xié)同分析的無(wú)腔增強(qiáng)吸收光譜技術(shù)，突破低濃度場(chǎng)短光程下弱吸收氣體在線精確檢測(cè)難題……歷經(jīng)6代產(chǎn)品的持續(xù)迭代升級(jí)，*終成功研制出國(guó)際首套開(kāi)放環(huán)境封裝藥瓶殘氧量在線檢測(cè)儀。
中國(guó)工程院院士、我國(guó)自動(dòng)化控制專家、國(guó)家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體項(xiàng)目負(fù)責(zé)人桂衛(wèi)華教授介紹，該產(chǎn)品具有“無(wú)需環(huán)境恒溫恒濕、無(wú)需氮?dú)獯祾摺o(wú)需插入標(biāo)準(zhǔn)瓶”的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，部分技術(shù)指標(biāo)國(guó)際領(lǐng)先。目前，該技術(shù)已完成轉(zhuǎn)化使用，受到業(yè)界廣泛好評(píng)。
據(jù)了解，實(shí)驗(yàn)室培育了大量原創(chuàng)性技術(shù)成果，授權(quán)超過(guò)200項(xiàng)發(fā)明專利，制定了9項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)核心技術(shù)成功應(yīng)用于株冶有色、江銅貴冶等龍頭企業(yè)，支撐建成我國(guó)首個(gè)鋅冶煉智能工廠和銅冶煉智能工廠。
“我們將繼續(xù)深入開(kāi)展工業(yè)智能創(chuàng)新研究，用數(shù)字技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，以人工智能賦能工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為我國(guó)新型工業(yè)化建設(shè)作出積極貢獻(xiàn)。”桂衛(wèi)華表示。
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