http://bfqmb.cn 2011-10-19 15:35 來源:中國科技財富
導讀:中國是世界首屈一指的制造大國,但還不是制造強國,一字之差卻有天淵之別。為了跨越這道鴻溝,無數(shù)的仁人志士順應工業(yè)自動化技術發(fā)展趨勢,投身于流程工業(yè)的浪潮中,羅小川作為青年科研人員當中的佼佼者,懷著推動著中國流程工業(yè)綜合自動化系統(tǒng)進步的抱負,開展著自主創(chuàng)新的科研工作。
傾情流程工業(yè)
流程工業(yè)是指通過混合、分離、成型或化學反應使原材料增值的行業(yè),其生產(chǎn)過程一般是連續(xù)或成批的,需要嚴格的過程控制和安全性措施,具有工藝過程相對固定、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品規(guī)格少批量大等特點,主要包括化工、冶金、石油、電力等行業(yè)。但是長期以來,我國的流程工業(yè)普遍存在產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)成本高、能耗高、資源消耗大、環(huán)境污染嚴重等問題,尤其是流程企業(yè)的管理部門和生產(chǎn)部門工序的孤立運轉(zhuǎn),大大限制了我國流程工業(yè)的發(fā)展。
羅小川這位年富力強的青年科技工作者,自來到東北大學后,致力于工業(yè)企業(yè)綜合生產(chǎn)指標優(yōu)化與運行控制,將面向節(jié)能降耗和提高生產(chǎn)效益的復雜工業(yè)過程綜合自動化的新理論、新方法和新技術作為自己的研究方向。在這個領域,他堅持自主創(chuàng)新,走出了一條不同尋常的流程工業(yè)之路。
迎難而上,羅小川在國家自然科學基金、企業(yè)委托項目等多項資助下,奮勇向前,在國內(nèi)首次提出基于CORBA的分布式測量系統(tǒng)建模方法和優(yōu)化理論,從系統(tǒng)模型、靜態(tài)性能評價、動態(tài)時間性能管理、網(wǎng)絡化測量設備的實現(xiàn)等方面進行了深入系統(tǒng)的探索。解決了網(wǎng)絡制造模式下分布式測量系統(tǒng)的實現(xiàn)和運行調(diào)度等問題,實現(xiàn)測量設備和應用軟件的即插即用、遠程測量和控制、系統(tǒng)動態(tài)配置和優(yōu)化。其特點為:既關注能達到的靜態(tài)性能指標,又能動態(tài)地調(diào)整系統(tǒng)服務窗口配置獲得最優(yōu)的系統(tǒng)運行狀態(tài),一動一靜。這一創(chuàng)新成果投入運行后,縮短了復雜測量作業(yè)的準備時間和數(shù)據(jù)匯集時間最多達60分鐘,取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
還有,煉油廠車輛編組優(yōu)化調(diào)度方法和仿真系統(tǒng)以及清潔生產(chǎn)指標定量描述和評價方法……一項又一項的自主創(chuàng)新成果,為流程工業(yè)的發(fā)展做出了自己的努力和貢獻。
矢志節(jié)能降耗
從哥本哈根會議之后,低碳環(huán)保和節(jié)能降耗成為了社會發(fā)展的主旋律,這也對流程工業(yè)提出了新的要求。
煉油工業(yè)是能源產(chǎn)業(yè),擔負著為社會提供燃動能源的重任,也擔負著降低消耗、能耗、提高資源利用率的責任,具有其他能源工業(yè)難以替代的作用,對國家能源安全、社會經(jīng)濟發(fā)展和建設節(jié)約型社會有著直接的影響。
對此,羅小川將煉油工業(yè)的節(jié)能降耗問題作為他的又一個研究內(nèi)容,針對煉油工業(yè)的各個生產(chǎn)工序,以綜合自動化的視角立足全局,以綠色制造和加強物質(zhì)能源循環(huán)利用為原則,積極探索清潔化生產(chǎn)過程優(yōu)化與運行控制。
羅小川以著色路徑圖分析方法描述清潔化生產(chǎn)中的物質(zhì)流和能量流超結(jié)構(gòu),設計多目標MINLP模型和Pareto解的啟發(fā)式混合智能搜索算法,最終建立了面向清潔化生產(chǎn)過程的集成調(diào)度層次優(yōu)化策略和協(xié)同優(yōu)化方法,開發(fā)了清潔化煉油生產(chǎn)集成調(diào)度原型系統(tǒng)。實驗數(shù)據(jù)仿真計算表明,該系統(tǒng)研究能夠?qū)崿F(xiàn)減污節(jié)能清潔指標和經(jīng)濟指標的集成優(yōu)化,效果好于傳統(tǒng)的局部優(yōu)化方法。
征服一座高山之后,羅小川又將目光投向了煉鋼領域。目前,煉鋼-連鑄-熱軋生產(chǎn)過程受原料成分、運行工況、設備狀態(tài)等多種不確定因素的干擾,具有動態(tài)變化特性,而現(xiàn)有基于人工操作的生產(chǎn)運行方式卻很難協(xié)調(diào)優(yōu)化各控制系統(tǒng)來適應這種動態(tài)特性,導致能耗高、質(zhì)量差等問題,且現(xiàn)有技術方法難以取得突破。對此羅小川又展開了“面向節(jié)能降耗的煉鋼-連鑄-熱軋過程運行優(yōu)化關鍵技術”項目研究,他用著色路徑圖描述鐵素流和能量流的超結(jié)構(gòu),提出路徑圖的分析、解耦技術;研究用模糊數(shù)和數(shù)據(jù)包絡模型優(yōu)化運行指標的方法;對生產(chǎn)過程建立具有微分代數(shù)表示的多目標動態(tài)優(yōu)化模型和模型修正方法,提出DAE的變步長離散數(shù)值化方法和Pareto解的啟發(fā)式混合智能搜索算法;建立運行優(yōu)化算法的收斂性、穩(wěn)定性和魯棒性分析方法;提出運行優(yōu)化的兩層協(xié)調(diào)優(yōu)化模型,實現(xiàn)生產(chǎn)過程多項指標的綜合優(yōu)化。
當然,不獨煉油和煉鋼工業(yè),還有很多的流程工業(yè)也面臨著節(jié)能降耗的需求,但路要一步一步的走,相信隨著低碳制造的逐步建立,羅小川在流程工業(yè)節(jié)能降耗領域必將越走越遠,推動中國向制造強國邁進的步伐。
個人簡介:
羅小川1974年10月生于四川西充,東北大學流程工業(yè)綜合自動化教育部重點實驗室副教授、博士生導師,現(xiàn)為國家自然科學基金同行評議專家,IJPR、EJIE等國際期刊審稿人,IEEE會員。2002年獲哈爾濱工業(yè)大學自動化測試與控制系精密儀器專業(yè)博士學位;2003年至2004年在法國UTT大學LOSI實驗室從事博士后研究工作,2004年至今在東北大學進行教學科研工作。主要研究方向為動態(tài)環(huán)境下優(yōu)化算法設計與分析、最優(yōu)化方法,復雜生產(chǎn)過程計劃與調(diào)度,鋼鐵生產(chǎn)過程動態(tài)優(yōu)化,化工過程運行優(yōu)化方法,嵌入式技術與優(yōu)化系統(tǒng)。先后參加了8項科研開發(fā)課題,其中國際合作項目1項,國家自然科學基金項目2項,國防科工委重大科研項目1項。目前主持國家自然科學基金青年基金項目的研究工作。在國內(nèi)外學術期刊和會議上發(fā)表論文40余篇,其中EI檢索24篇,SCI檢索6篇;出版專著1部;獲軟件著作權(quán)1項;獲遼寧省自然科學學術成果獎一等獎1項、三等獎1項。2008年入選教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃,2009年入選遼寧省“百千萬人才工程”千人層次。