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【祝福您,老师】以“智”为引,做石化工业智能优化制造领域的攻坚者

——记上海市I 类高峰学科复杂化工过程系统集成与优化方向团队

  稿件来源: 党委宣传部  |   作者:凝聚  |  摄影:受访者提供  |  编辑:亦枫  |  访问量:34019

    3年时间,新增院士一名、国家“杰青”一名、“长江学者”特聘教授一名、国家“优青”一名;新增“111引智计划”基地一项、科研到款经费近5千万、申请专利或著作权57项;项目成果应用新增利税20余亿元、获得省部级科技成果一等奖和二等奖8项、在相关领域发表论文约340篇……这样一份出色的“成绩单”,是我校信息学院复杂化工过程系统集成与优化方向研究团队在上海市I类高峰学科第一阶段建设中造就的。

    无论是对接“中国制造2025”战略,还是瞄准“新一代人工智能发展规划”目标,都对高校科学研究提出了更高要求。“要将传统制造业与人工智能深度融合,这也正是我们团队努力的目标。”学科(方向)团队负责人钱锋院士认为,对接国家重大战略,面向炼化一体化整体效益最大化的运行优化,探索解决企业重大需求,具有突出的重要意义。


    以“智”为引携手谋“化”未来

    提高生产制造水平和效能,是解决资源、能源与环保重大问题的关键,也意味着我国石化工业必须从局部、粗放的生产与管理模式向全流程、精细化模式发展。

    “紧密围绕国民经济建设的重大需求,与企业密切合作,将行业实际需求作为科技创新的原动力”,学科(方向)团队成员、信息学院院长杜文莉教授牵头的项目“乙烯装置高附加值产品最大化的优化控制技术”,紧扣乙烯工业“龙头”——裂解生产过程,从“裂解机理建模—原料负荷优化—过程运行优化”出发,研究开发了乙烯裂解炉炉管内裂解反应与炉膛热量传递的耦合建模与模拟技术、裂解炉炉群原料与负荷优化配置技术等。

    通过装置运行过程的实时优化控制实现原料组成、裂解炉运行特性变化等不确定性条件下的装置效益最大化,该项目为乙烯装置高效运行提供了具有自主知识产权的优化控制技术和软件,相关成果陆续在中国石化扬子石化、上海石化、镇海炼化等我国6套百万吨级大型乙烯装置的76台裂解炉(全国占比37.5%)上成功应用,首次实现了对裂解炉群在不同操作条件的集成优化,斩获了2016年度教育部科技进步一等奖。

    以“智”为引,探索将具有自主知识产权的核心技术应用于工业装置,提升其运行水平,学科(方向)团队研究成果可谓是“遍地开花”:钱锋院士领衔的“苯乙烯生产过程节能降耗运行优化技术”项目,实现了苯乙烯生产过程高效催化剂、节能新工艺、优化运行技术的集成创新,共获授权专利35项,并获2016年度上海市科技进步一等奖;王振雷教授牵头的项目“大型乙烯装置全流程先进控制与运行优化技术与应用”,提高了石油烃资源综合利用率、降低了装置综合能耗,形成发明专利15项、软件著作权13项,并获2016年度中国石油和化工联合会科技进步一等奖……


    引育结合打好人才培养“组合拳”

    一流的大学要有一流的学科,一流的学科离不开一流的人才。在加快“双一流”建设的进程中,高校该如何培养一流人才?学科(方向)团队在学校和学院的支持下,向外引进“高潜能”人才,对内培育“高品质”团队,打好人才培养的“组合拳”,为科研事业的发展持续强体固魂。

    针对乙烯、精对苯二甲酸(简称PTA)、炼油等重要的代表性石化装置,创新性地将化工过程物质转化机理与装置实时运行信息相融合,是钱锋教授和团队长期以来攻坚的方向。在钱锋的领衔下,团队完成了我国首项自主创新的乙烯装置优化运行技术与软件研发,并在国内乙烯行业全面推广应用,打破了我国乙烯行业先进控制与优化技术长期依赖国外引进的局面;在国内率先开展精对苯二甲酸装置全流程优化运行技术研究,取得了多项填补国内空白的独创性成果,为大型PTA 装置成套技术自主创新作出了重要贡献……2015年12月,钱锋教授成功当选中国工程院院士;2017年4月,杜文莉入选教育部“长江学者”特聘教授,标志着团队和学校高层次人才队伍建设再获重大突破。

    核心带头人“掌主舵”“传帮带”,青年教师骨干“挑大梁”“图自强”,团队建设才能工作有序、出成效。在上海市高峰学科的带动下,学科(方向)团队成员、钟伟民教授负责的“炼化一体化智能优化制造技术”科研创新团队获得校级重点支持,主要探索解决大型炼化一体化企业在国际化市场竞争下效能最大化的优化问题,形成以价值链为核心的供—产—销全链条集成的系统优化理论方法与核心技术,并获批了“人工智能与智能制造”研究院建设。而“优秀青年骨干教师培育计划”等系列举措的实施,更是激发了年轻人的能动性,让更多青年教师自发努力成为科研骨干,涌现出了国家“优青”钟伟民、上海“曙光学者”严怀成、中国科协“青年人才托举”工程和望利、中国高被引学者金晶、上海“浦江学者”姜庆超等一大批科研骨干力量。

    “人才是第一资源,引育结合,才能最大限度地激活人才活力与动力。”学科(方向)团队主要负责人深谙此道,既要育出“本土金”,也要引来“金凤凰”。

    31岁入选中组部“青年千人计划”、34岁入选全球2017年“高被引科学家”名单的唐漾教授,可以说是向外引进“高潜能”种子计划的直接受益者。早在德国深造时,唐漾就受到了钱锋院士和团队的关注,一场与华理结缘的“引凤”计划已经在酝酿。正是有了从经费待遇、科研场地等的各种“满足”,到院士指导、团队支撑等的各种“助力”,让唐漾很快克服“水土不服”,找到个人优势与学科建设的契合点,并在推动化工“智”造的过程中不断“开疆扩土”。“个人的发展离不开学院和团队在人力资源、空间、经费、平台、机会等方面,给予的全方位支持和悉心指导。”唐漾表示。


    搭台“共舞”提升国际化水平

    立足学科特色,围绕科技创新、高精尖技术产业转化等领域形成特色和优势,同样需要探索建立以科技为导向的国际合作与交流平台和渠道。

    正是在这样的理念指导下,“石油化工行业智能优化制造学科创新引智基地”(“111引智计划”)应运而生,汇聚欧洲科学艺术学院院士、英国皇家工程院院士David Bogle教授, 美国工程院院士Babatunde A. Ogunnaike教授,英国皇家工程学院院士Stratos Pistikopoulos教授及多位IEEE会士等一大批国内外专家学者,聚焦“全流程运行优化与虚拟制造”“智能信息处理和网络系统协同控制”“敏捷供应链与生产链管理与优化”“安全环境足迹监控与溯源诊断”等4个方向开展研究,搭建起了流程工业智能优化制造领域的国际化合作平台。

    同时,为扩大学校影响,将华理特色推向世界,团队在中国工程院院刊《Engineering》出版专刊“流程工业智能优化制造”,举办“流程工业智能优化制造”国际研讨会、第二届脑控系统与神经计算国际研讨会等多场大型国际化学术研讨活动,累计邀请国内外十余位院士及数十名著名专家来校交流合作,并通过担任多本国际SCI期刊编辑、积极参加国内外学术会议等方式,与国内外同行广泛交流,努力提升整个学科的国际影响力。

    三年来,研究团队“瞄准”石化工业智能优化制造领域,围绕乙烯、芳烃和炼油生产及加工过程物质与能量高效利用的系统智能优化调控方法和关键技术进行攻坚研究,为“夺取”国际先进、国内领先的地位奠定了坚实基础;获得国家重点研发计划项目、国家自然科学基金委重大项目等数十项国家级项目和课题支持;共培养17名博士研究生、76名硕士研究生,其中13名研究生受资助到国外深造学习,博士研究生姜庆超入选德国洪堡学者。对于下一阶段的发展设想,杜文莉表示“在此基础上,团队将支撑学院构造优势突出、特色鲜明、结构合理、协调发展的学科体系,优化学科布局,探索更适合华理特色的发展模式。”

发布日期:2018年09月09日11时52分
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