實驗室內，科研人員正在熱絡地探討。
國際自動控制聯合會（IFAC），全球控制技術的頂級學術組織，其名下會刊《控制工程實踐》也是該領域的頂級會刊，會刊設立的“最佳論文獎”一直是自動控制領域學者追求的榮耀。
在近年召開的IFAC世界大會上，有一支中國團隊，驚艷了全球自動控制領域同行。
在2014年的第十九屆IFAC世界大會上，一篇作者單位為國內單位、論文作者全部是國內學者的論文首次入選“最佳論文獎”。這一文章是他們圍繞選礦生產線綜合自動化工程項目中的耗能設備——豎爐的運行優化控制問題，而撰寫的《豎爐焙燒過程優化運行的混合智能控制》，實現了我國學者獨立獲得該獎項的零突破。他們針對混合選別濃密過程的控制問題提出的區間串級智能切換控制方法獲最佳應用論文提名獎，所在單位成為本次會議上國內唯一獲獎單位。
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這支團隊來自于東北大學流程工業綜合自動化國家重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）。多年來，實驗室面向國家流程工業高效化與綠色化的重大需求，以實現智能優化制造為目標，在大型全流程生產線成功建立節能降耗效果顯著的綜合自動化示范系統，為工業化和信息化深度融合樹立了典型示范。
一個個“唯一”、一項項“首次”，在國際控制領域立起了“中國智造”的金字招牌。
我們缺的是綜合自動化
“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靠現場的工程師憑多年經驗來把握。”提起與酒鋼選礦廠的合作項目，實驗室教授岳恒記憶猶新。
如今，在我國選礦行業自動化水平最高的企業里，工作人員只需要在生產主控室，就能實現對礦石布料、豎爐焙燒、磨礦、磁選和濃縮脫水等全流程的優化控制，完成計劃調度、成本控制等生產過程管理與過程控制的集成。
我國是世界公認的制造業大國，制造業要從價值鏈低端向高端躍遷和攀升，就一定要解決能源消耗大、生產成本高、環境污染嚴重等瓶頸問題。提高流程工業生產的綜合自動化水平，是實現高效化和綠色化的必由之路。
“我國不缺自動化，缺的是綜合自動化。”在東北大學教授、中國工程院院士柴天佑看來，提高自主創新能力，不斷地進行技術創新，就是中國制造實現“彎道超車”的關鍵所在。
“科技攻關，沒有捷徑，關鍵是有沒有戰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，經過3年的不懈努力，實現了對生產各個環節的優化控制，操作人員減少50%，消耗減少20%，全廠節電725.40萬千瓦時/年。
柴天佑等六位院士一致認為，“該系統是采用綜合自動化技術改造提升傳統產業，整體技術水平國際先進，是用信息化帶動工業化、走新型工業化道路的成功范例。”
以社會需求為牽引
“創新需要在不斷的積累過程中，尋求技術難題的破解之路。” 柴天佑說。
鋼水測溫技術曾經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。如何在介質溫度高、侵蝕性大、煙塵和高溫環境等惡劣條件下，滿足高測量精度、高可靠性和低成本的苛刻要求？
實驗室教授謝植經歷了二十年如一日的研究后，提出了黑體空腔式鋼水連續測溫方法，實現了鋼水溫度的連續測量，被國際上譽為“堪與當年作為冶金一大發明的鋼液濃差定氧媲美”，具有劃時代的意義。目前，全國實力前50位的鋼鐵公司中，有47家在使用該技術。
這些成果是實驗室瞄準國家重大戰略需求，堅持“把論文寫在大地上”最有力的印證。
在江西金世紀新材料公司的稀土生產線上，由于使用了實驗室開發的智能優化控制系統，成功地使稀土金屬直收率提高了1.15個百分點，稀土產品合格率提高了2.3個百分點。
在勝利、中原、齊魯等油田，實驗室開發的“輸油管道泄漏監測系統”得到了廣泛應用，產品已在中石油和中石化集團20多省份的21條管線、100多個輸油站、總長達5000多公里的管道成功投入應用，每年為企業創造直接經濟效益4億元以上。
這只是實驗室500余項縱橫科研項目中的一小部分。“科學創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，以原創性基礎研究支撐應用研究的方向，持續不斷地提高理論服務社會經濟的深度和廣度。”柴天佑說。
把“戰場”開辟到國外
巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷項目的礦石資源儲量約為1.43億噸，其中已探明及可控的資源儲量超過7800萬噸，是一個世界級的大型紅土鎳礦。憑借在工業流程領域的絕對優勢，實驗室中標了該項目中規模最大的冶煉廠區全流程自動化工程。
據實驗室教授岳恒介紹，項目組克服了惡劣環境的不利影響，針對瑞木鎳鈷生產全流程，研發了基于全生命周期的鎳鈷冶煉全流程一體化控制系統實驗平臺和測試平臺及鎳鈷冶煉全流程自動控制系統，使得浸出率和回收率指標顯著提升。
實驗室將這一系列應用成果以長文形式在控制領域頂級期刊《國際電氣電子協會匯刊控制系統技術》上發表，得到了國際同行的公認。
“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。”岳恒說。
越南煤炭礦產集團林同氧化鋁廠是越南第一個氧化鋁廠項目，在越南備受矚目。實驗室承擔了該廠全流程一體化綜合自動化系統的硬件集成和軟件開發工作，在最短時間內采取最優化方案，使鋁廠實現管理流程最優化、降能增效最佳化。
2016年，該技術在越南仁基氧化鋁廠再次實施，為該廠帶來了顯著的經濟效益和社會效益。“實驗室在越南亮出了‘中國自動控制’的靚麗名片。”柴天佑說。
“我們不僅要結合企業的實際需求提煉科技難題，通過技術創新攻克難題，而且要開展深入的學術研究，在國際頂級期刊發表高水平的論文，讓中國的控制技術躋身世界領先行列。”實驗室副主任丁進良說。
目前，實驗室在國際上率先提出的決策與控制一體化的生產全流程集成優化控制方法，成功應用于國內赤鐵礦選礦生產線、巴布亞新幾內亞瑞木鎳鈷冶煉、越南氧化鋁生產等重大自動化工程中，顯著提高金屬回收率和精礦品位指標。研究方向被寫入國際自動控制聯合會引領未來自動化發展方向白皮書《面向人類未來的系統與控制》，作為未來國際自動化發展方向之一。
“中國智造”再度驚艷全球……
摘自《中國科學報》
