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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