东北大学自动化实验室助力中国制造“弯道超车”

工业制造是国民经济的重要支柱,是实现发展升级的国之重器。中国制造业如何由大变强,急需流程工业的智能转型发展。多年来,东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室面向国家流程工业高效化与绿色化的重大需求,以实现智能优化制造为目标,解决工业实际难题,在实践中锤炼方法与技术,升华为科学理论,反哺实际应用,在大型全流程生产线成功建立节能降耗效果显著的综合自动化示范系统,为我国流程制造业由“制造大国”向“制造强国”发展提供了科技支撑。

随着工业化进程的加快推进,我国已经成为世界公认的制造业大国。制造业要从价值链低端向高端跃迁和攀升,就要解决能源消耗大、生产成本高、环境污染严重等瓶颈问题。提高流程工业生产的综合自动化水平是实现高效化和绿色化的必由之路。

“我国不缺自动化,我们缺的是综合自动化。”在柴天佑院士看来,提高自主创新能力,不断进行技术创新,就是中国制造实现“弯道超车”的关键所在。

酒钢选矿厂,在我国这个选矿行业自动化水平较高的企业里,工作人员只需要在生产主控室,就能实现对矿石布料、竖炉焙烧、磨矿、磁选和浓缩脱水等全流程的优化控制,完成计划调度和成本控制等生产过程管理与过程控制的集成。

“十年前,选矿厂里皮带运输要用对话机,四层楼高的竖炉要依靠人工看火控制,而整个运行过程基本都靠现场的工程师们凭多年经验来把握。”提起与酒钢的合作项目,岳恒教授记忆犹新。

“科技攻关,没有捷径,关键是有没有战胜困难的信念和勇气。”这是柴天佑教育工作人员和学生的一句口头禅。在他的带领下,岳恒、丁进良等一批科研人员咬紧牙关,经过3年的不懈努力,实现了对生产各个环节的优化控制,操作人员减少50%,消耗减少20%,全厂节电725.40万千瓦时/年,成为我国选矿行业自动化水平较高的企业,产生上亿元的经济效益。

 

 

创新需要在不断的积累过程中,寻求技术难题的破解之路。钢水测温技术曾经是困扰钢铁冶金领域的一大难题。铂铑热电偶太贵,“消耗式热电偶人工间断式测温”又难保准确性。如何在介质温度高(1460~1600℃)、侵蚀性大(O、Mn、S)、烟尘和高温环境等恶劣条件下满足高测量精度、高可靠性和低成本的苛刻要求?

实验室谢植教授在经历了二十年的研究后,提出了黑体空腔式钢水连续测温方法,实现了钢水温度的连续测量,达到了国际领先水平。这一系列成果是实验室瞄准国家重大战略需求的体现。

在江西一家公司的稀土生产线上,由于使用了智能优化控制系统,成功的使稀土金属直收率提高了1.15个百分点,稀土产品合格率提高了2.3个百分点。

这些项目,仅是实验室500余项纵横科研项目中一小部分。“科学创新必须以社会需求为牵引,把探索科学问题与解决国家重大问题结合起来,以原创性基础研究支撑应用研究的方向,持续不断地提高理论服务社会经济的深度和广度。”柴天佑院士说。

信息技术与制造技术的深度融合,让实验室的创新能力不断攀升,各类创新成果更是走出国门在重大自动化工程中得到应用。一项又一项在实践中获得的理论成果,提升了中国在国际自动控制领域的影响力。

巴布亚新几内亚瑞木镍钴项目是中资企业境外投资建成的有色金属采选冶联合项目。实验室凭借在工业流程领域的绝对优势,中标该项目中规模最大的冶炼厂区的全流程自动化工程。

据实验室岳恒教授介绍,项目组克服了恶劣环境和特殊气候的不利影响,针对瑞木镍钴生产全流程,研发了基于全生命周期的镍钴冶炼全流程一体化控制系统实验平台和测试平台及镍钴冶炼全流程自动控制系统,使得浸出率和回收率指标显著提升。

“在这个项目中,我们不仅要展示我们的实力,更要在国际自动控制领域树立起中国的一面旗帜。”岳恒教授说。

越南煤炭矿产集团林同氧化铝厂是越南一个氧化铝厂项目。实验室承担了该厂全流程一体化综合自动化系统的硬件集成和软件开发工作,在最短时间内采取最优化方案,使铝厂实现管理流程最优化、降能增效最佳化。(通讯员:杨明 段亚巍 王晨)

 

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