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“工業(yè)智能與系統(tǒng)”教育部重點實驗室:以人工智能賦能工業(yè)高質量發(fā)展

發(fā)布時間:2024-06-18 17:06:00 文章作者:geermo

仲夏時節(jié),萬物競茂。
6月上旬,中南大學北校區(qū)民主樓一樓,“工業(yè)智能與系統(tǒng)”教育部重點實驗室(以下簡稱“實驗室”)一派繁忙景象,實驗室主任、中南大學自動化學院陽春華教授正帶領團隊成員開展科學研究。
屏幕上的行行代碼,正在構建工業(yè)元宇宙;生產過程的仿真、測試、控制和優(yōu)化,都可以在數字工廠里完成。實驗室內,一個虛實交互的智能工廠模型,引人注目。
這個智能工廠技術已經在衡陽水口山的中國五礦銅鉛鋅產業(yè)基地的30萬噸鋅項目中落地應用。一座橫截面積達152平方米的焙燒爐,裝上“智慧大腦”后,可以實現全天候“零手操”智能自主運行,有效提高生產效率、產品質量和金屬回收率,真正實現將原料中的有價金屬“吃干榨凈”。如今,從*初的原料進廠到*后的成品出廠,關鍵工藝流程和生產場景實現了自動化、智能化。
團隊骨干成員、中南大學自動化學院教授黃科科介紹,針對焙燒爐的每一種工況,通過人工智能方法學習它的模型,實現模型和工況的自適應匹配,確保焙燒爐的關鍵指標、運行品質都處于優(yōu)良的狀態(tài)。
“實驗室全力開展新一代人工智能技術和工業(yè)的深度融合研究,縮短理論方法、關鍵技術與實際工業(yè)應用之間的鴻溝,推動新質生產力發(fā)展。”陽春華說。
高爐煉鐵是鋼鐵生產流程的關鍵工序,其爐內料面三維形貌、鐵口鐵水流溫度場與流量等運行信息,是及時發(fā)現異常爐況、精準調控高爐布料操作、優(yōu)化調節(jié)爐溫、提升鐵水質量的*主要依據。然而,自高爐面世以來,其內部高溫高壓高粉塵、密閉微光等惡劣環(huán)境,使得直接在線獲取料面三維形貌、精準感知鐵口鐵水流溫度場分布、實時動態(tài)掌握高爐出鐵流量,成為行業(yè)內亟待突破的世界性難題。
對此,實驗室從2013年起便展開研究,經過10多年的潛心攻關,首創(chuàng)高爐料面三維形貌、鐵口渣鐵流溫度場與流速分布等關鍵信息的智能在線檢測新技術,為復雜工業(yè)過程參數在線檢測開辟了新途徑。該技術打破了高爐“黑箱”狀態(tài),增強了對煉鐵過程爐況的調控能力,降低了綜合焦比,提升了鐵水質量和產量,為實現綠色低碳高效煉鐵提供了堅實的技術支撐。
“這項技術目前已得到寶鋼、鞍鋼、酒鋼等鋼鐵企業(yè)的高度關注與好評,正在開展合作。” 團隊骨干成員蔣朝輝教授表示,下一步,實驗室團隊將瞄準工業(yè)智能化發(fā)展方向,從工業(yè)基礎瓶頸做起,攻克解決關鍵核心技術難題。
面向世界科技前沿、面向經濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康,始終是實驗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)展過程中,遇到一項技術難題——開放環(huán)境下封裝藥瓶或無菌制劑瓶殘氧量檢測。公司負責人為此專程上門到實驗室求助。
封裝藥瓶微量氣體在線精確檢測,是確保無菌制劑密封完整性的關鍵手段,是我國高端醫(yī)藥裝備行業(yè)典型的技術難題。一旦攻克,具有重大的科學價值和戰(zhàn)略意義。
陽春華帶領羅旗舞教授等團隊成員,扎根生產一線近10年,創(chuàng)新提出基于波粒協(xié)同分析的無腔增強吸收光譜技術,突破低濃度場短光程下弱吸收氣體在線精確檢測難題……歷經6代產品的持續(xù)迭代升級,*終成功研制出國際首套開放環(huán)境封裝藥瓶殘氧量在線檢測儀。
中國工程院院士、我國自動化控制專家、國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目負責人桂衛(wèi)華教授介紹,該產品具有“無需環(huán)境恒溫恒濕、無需氮氣吹掃、無需插入標準瓶”的技術優(yōu)勢,部分技術指標國際領先。目前,該技術已完成轉化使用,受到業(yè)界廣泛好評。
據了解,實驗室培育了大量原創(chuàng)性技術成果,授權超過200項發(fā)明專利,制定了9項國家標準。相關核心技術成功應用于株冶有色、江銅貴冶等龍頭企業(yè),支撐建成我國首個鋅冶煉智能工廠和銅冶煉智能工廠。
“我們將繼續(xù)深入開展工業(yè)智能創(chuàng)新研究,用數字技術提升傳統(tǒng)產業(yè),以人工智能賦能工業(yè)高質量發(fā)展,為我國新型工業(yè)化建設作出積極貢獻。”桂衛(wèi)華表示。


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