工業(yè)制造是國民經(jīng)濟的重要支柱,是實現(xiàn)發(fā)展升級的國之重器。中國制造業(yè)如何由大變強,急需流程工業(yè)的智能轉型發(fā)展。多年來,東北大學流程工業(yè)綜合自動化國家重點實驗室面向國家流程工業(yè)高效化與綠色化的重大需求,以實現(xiàn)智能優(yōu)化制造為目標,解決工業(yè)實際難題,在實踐中錘煉方法與技術,升華為科學理論,反哺實際應用,在大型全流程生產(chǎn)線成功建立節(jié)能降耗效果顯著的綜合自動化示范系統(tǒng),為我國流程制造業(yè)由“制造大國”向“制造強國”發(fā)展提供了科技支撐。
隨著工業(yè)化進程的加快推進,我國已經(jīng)成為世界公認的制造業(yè)大國。制造業(yè)要從價值鏈低端向高端躍遷和攀升,就要解決能源消耗大、生產(chǎn)成本高、環(huán)境污染嚴重等瓶頸問題。提高流程工業(yè)生產(chǎn)的綜合自動化水平是實現(xiàn)高效化和綠色化的必由之路。
“我國不缺自動化,我們?nèi)钡氖蔷C合自動化?!痹诓裉煊釉菏靠磥恚岣咦灾鲃?chuàng)新能力,不斷進行技術創(chuàng)新,就是中國制造實現(xiàn)“彎道超車”的關鍵所在。
酒鋼選礦廠,在我國這個選礦行業(yè)自動化水平較高的企業(yè)里,工作人員只需要在生產(chǎn)主控室,就能實現(xiàn)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(diào)度和成本控制等生產(chǎn)過程管理與過程控制的集成。
“十年前,選礦廠里皮帶運輸要用對話機,四層樓高的豎爐要依靠人工看火控制,而整個運行過程基本都靠現(xiàn)場的工程師們憑多年經(jīng)驗來把握?!碧崞鹋c酒鋼的合作項目,岳恒教授記憶猶新。
“科技攻關,沒有捷徑,關鍵是有沒有戰(zhàn)勝困難的信念和勇氣。”這是柴天佑教育工作人員和學生的一句口頭禪。在他的帶領下,岳恒、丁進良等一批科研人員咬緊牙關,經(jīng)過3年的不懈努力,實現(xiàn)了對生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化控制,操作人員減少50%,消耗減少20%,全廠節(jié)電725.40萬千瓦時/年,成為我國選礦行業(yè)自動化水平較高的企業(yè),產(chǎn)生上億元的經(jīng)濟效益。
創(chuàng)新需要在不斷的積累過程中,尋求技術難題的破解之路。鋼水測溫技術曾經(jīng)是困擾鋼鐵冶金領域的一大難題。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(1460~1600℃)、侵蝕性大(O、Mn、S)、煙塵和高溫環(huán)境等惡劣條件下滿足高測量精度、高可靠性和低成本的苛刻要求?
實驗室謝植教授在經(jīng)歷了二十年的研究后,提出了黑體空腔式鋼水連續(xù)測溫方法,實現(xiàn)了鋼水溫度的連續(xù)測量,達到了國際領先水平。這一系列成果是實驗室瞄準國家重大戰(zhàn)略需求的體現(xiàn)。
在江西一家公司的稀土生產(chǎn)線上,由于使用了智能優(yōu)化控制系統(tǒng),成功的使稀土金屬直收率提高了1.15個百分點,稀土產(chǎn)品合格率提高了2.3個百分點。
這些項目,僅是實驗室500余項縱橫科研項目中一小部分。“科學創(chuàng)新必須以社會需求為牽引,把探索科學問題與解決國家重大問題結合起來,以原創(chuàng)性基礎研究支撐應用研究的方向,持續(xù)不斷地提高理論服務社會經(jīng)濟的深度和廣度?!辈裉煊釉菏空f。
信息技術與制造技術的深度融合,讓實驗室的創(chuàng)新能力不斷攀升,各類創(chuàng)新成果更是走出國門在重大自動化工程中得到應用。一項又一項在實踐中獲得的理論成果,提升了中國在國際自動控制領域的影響力。
巴布亞新幾內(nèi)亞瑞木鎳鈷項目是中資企業(yè)境外投資建成的有色金屬采選冶聯(lián)合項目。實驗室憑借在工業(yè)流程領域的絕對優(yōu)勢,中標該項目中規(guī)模最大的冶煉廠區(qū)的全流程自動化工程。
據(jù)實驗室岳恒教授介紹,項目組克服了惡劣環(huán)境和特殊氣候的不利影響,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(tǒng)實驗平臺和測試平臺及鎳鈷冶煉全流程自動控制系統(tǒng),使得浸出率和回收率指標顯著提升。
“在這個項目中,我們不僅要展示我們的實力,更要在國際自動控制領域樹立起中國的一面旗幟。”岳恒教授說。
越南煤炭礦產(chǎn)集團林同氧化鋁廠是越南一個氧化鋁廠項目。實驗室承擔了該廠全流程一體化綜合自動化系統(tǒng)的硬件集成和軟件開發(fā)工作,在最短時間內(nèi)采取最優(yōu)化方案,使鋁廠實現(xiàn)管理流程最優(yōu)化、降能增效最佳化。(通訊員:楊明 段亞巍 王晨)