石油不仅是现代工业的血液，而且关系人类衣食住行，人的一生大约要用掉8.5吨石油，但石化又总与污染相联系，让老百姓谈“化”色变。如何能在满足现代生活需求的同时，又能守护住青山绿水？石化制造过程智能化是途径之一，即以自动化和人工智能技术实现石化生产过程的绿色制造和智能制造。
华理信息科学与工程学院钟伟民教授就是这样一位绿色化工“智”造者。十余年来，他针对复杂化工生产过程的节能降耗，在过程混合建模、智能优化方法和工程优化应用方面深耕细作。最近，钟伟民领衔的“大型炼油过程智能制造关键技术及系统”项目获得上海市科技进步奖一等奖。
石化工业是重要的原材料工业，是我国实体经济的支柱产业，而石化工业的“龙头”则是炼油。近年来，我国炼油工业发展迅速，炼油加工能力已居世界第二，自主创新能力和技术水平有很大提升。但其物耗、能耗和总体运行效能与国际先进水平仍有差距，这其中一个重要的原因就是缺乏核心工艺模拟、优化运行关键技术和系统。“智能化系统好比炼化企业的‘大脑’，掌控着炼油过程全局运行，是炼化企业全流程优化实现价值链最大化的关键。”钟伟民教授说。
炼油过程全流程优化需要综合考虑资源和能源的高效利用、安全和环保的约束以及产品质量和运行经济性等指标，是一个多尺度、多层级、多目标、复杂约束的大规模非线性优化难题。生产过程多尺度特性表征与建模，多工序关联下的多目标优化，以及面向全流程资源优化配置的生产计划决策都是国内外学术界的研究热点和工业界的重点攻关方向。
在钱锋院士指导下，钟伟民教授带领炼化一体化智能制造科研创新团队通过多学科交叉与制造流程紧密结合的方式，结合人工智能技术，融合数据、模型和领域知识，研发炼油过程智能制造关键技术，开发具有自主知识产权的炼油过程智能制造系统，实现炼油过程生产计划决策优化和装置操作运行优化。团队从物质转化本质出发研发了炼油生产过程多尺度特性表征与智能建模方法，从系统行为决策出发研发了面向全流程价值链最大化的多时间尺度资源优化决策方法，从过程性能调控出发研发了集成知识和模型的操作优化与性能评估方法，开发了具有自主知识产权的炼油过程智能制造软件及系统，实现了大型炼油工业全流程、多层级的协同优化。
团队研发的大型炼油过程智能制造关键技术及系统形成了多项国家发明专利，其主要创新成果包括：炼油过程机理建模与全流程实时仿真技术取得突破，解决了物质转化过程多尺度性质表征以及多场耦合、多重循环、能质高度集成系统模型难收敛与泛化能力弱的难题；研发了融合过程运行特性的生产计划智能优化决策方法、技术和系统，实现了面向价值链最大化的炼油过程生产模式的优化；提出了集成知识和模型的智能优化方法，自主开发了炼油装置操作运行优化和性能评估技术及系统。
该项目成果在中国石化九江石化和镇海炼化炼油装置成功应用后，取得了显著的经济效益和社会效益。该成果也受到工业界和学术界的广泛关注，为我国流程工业智能制造转型升级提供了一个成功的应用案例。
“过去，石化工业满足的是数量要求，体现的是速度；未来，石化工业满足的是质量要求，体现的是效率。”石化行业提质增效、高质量发展需要的是从“汗水驱动”迈向“智慧驱动”，为我国石化工业安上智慧 “工业大脑”。华理炼化一体化智能制造科研创新团队也将继续在流程工业智能化领域深耕细作，为中国制造贡献华理智慧。
