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罗小川:倾情流程工业运行优化与控制

行业聚焦点中国仪表网2011年10月19日 13:41人气:3525

  ——记东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室

  罗小川副教授
  
  导读:中国是世界首屈一指的制造大国,但还不是制造强国,一字之差却有天渊之别。为了跨越这道鸿沟,无数的仁人志士顺应工业自动化技术发展趋势,投身于流程工业的浪潮中,罗小川作为青年科研人员当中的佼佼者,怀着推动着中国流程工业综合自动化系统进步的抱负,开展着自主创新的科研工作。
  
  倾情流程工业
  
  流程工业是指通过混合、分离、成型或化学反应使原材料增值的行业,其生产过程一般是连续或成批的,需要严格的过程控制和安全性措施,具有工艺过程相对固定、生产周期短、产品规格少批量大等特点,主要包括化工、冶金、石油、电力等行业。但是长期以来,我国的流程工业普遍存在产品质量差、生产成本高、能耗高、资源消耗大、环境污染严重等问题,尤其是流程企业的管理部门和生产部门工序的孤立运转,大大限制了我国流程工业的发展。
  
  罗小川这位年富力强的青年科技工作者,自来到东北大学后,致力于工业企业综合生产指标优化与运行控制,将面向节能降耗和提高生产效益的复杂工业过程综合自动化的新理论、新方法和新技术作为自己的研究方向。在这个领域,他坚持自主创新,走出了一条不同寻常的流程工业之路。
  
  迎难而上,罗小川在国家自然科学基金、企业委托项目等多项资助下,奋勇向前,在国内首次提出基于CORBA的分布式测量系统建模方法和优化理论,从系统模型、静态性能评价、动态时间性能管理、网络化测量设备的实现等方面进行了深入系统的探索。解决了网络制造模式下分布式测量系统的实现和运行调度等问题,实现测量设备和应用软件的即插即用、远程测量和控制、系统动态配置和优化。其特点为:既关注能达到的静态性能指标,又能动态地调整系统服务窗口配置获得最优的系统运行状态,一动一静。这一创新成果投入运行后,缩短了复杂测量作业的准备时间和数据汇集时间最多达60分钟,取得了良好的经济效益和社会效益。
  
  还有,炼油厂车辆编组优化调度方法和仿真系统以及清洁生产指标定量描述和评价方法……一项又一项的自主创新成果,为流程工业的发展做出了自己的努力和贡献。
  
  矢志节能降耗
  
  从哥本哈根会议之后,低碳环保和节能降耗成为了社会发展的主旋律,这也对流程工业提出了新的要求。
  
  炼油工业是能源产业,担负着为社会提供燃动能源的重任,也担负着降低消耗、能耗、提高资源利用率的责任,具有其他能源工业难以替代的作用,对国家能源安全、社会经济发展和建设节约型社会有着直接的影响。
  
  对此,罗小川将炼油工业的节能降耗问题作为他的又一个研究内容,针对炼油工业的各个生产工序,以综合自动化的视角立足全局,以绿色制造和加强物质能源循环利用为原则,积极探索清洁化生产过程优化与运行控制。
  
  罗小川以着色路径图分析方法描述清洁化生产中的物质流和能量流超结构,设计多目标MINLP模型和Pareto解的启发式混合智能搜索算法,最终建立了面向清洁化生产过程的集成调度层次优化策略和协同优化方法,开发了清洁化炼油生产集成调度原型系统。实验数据仿真计算表明,该系统研究能够实现减污节能清洁指标和经济指标的集成优化,效果好于传统的局部优化方法。
  
  征服一座高山之后,罗小川又将目光投向了炼钢领域。目前,炼钢-连铸-热轧生产过程受原料成分、运行工况、设备状态等多种不确定因素的干扰,具有动态变化特性,而现有基于人工操作的生产运行方式却很难协调优化各控制系统来适应这种动态特性,导致能耗高、质量差等问题,且现有技术方法难以取得突破。对此罗小川又展开了“面向节能降耗的炼钢-连铸-热轧过程运行优化关键技术”项目研究,他用着色路径图描述铁素流和能量流的超结构,提出路径图的分析、解耦技术;研究用模糊数和数据包络模型优化运行指标的方法;对生产过程建立具有微分代数表示的多目标动态优化模型和模型修正方法,提出DAE的变步长离散数值化方法和Pareto解的启发式混合智能搜索算法;建立运行优化算法的收敛性、稳定性和鲁棒性分析方法;提出运行优化的两层协调优化模型,实现生产过程多项指标的综合优化。
  
  当然,不独炼油和炼钢工业,还有很多的流程工业也面临着节能降耗的需求,但路要一步一步的走,相信随着低碳制造的逐步建立,罗小川在流程工业节能降耗领域必将越走越远,推动中国向制造强国迈进的步伐。
  
  个人简介:
  
  罗小川1974年10月生于四川西充,东北大学流程工业综合自动化教育部重点实验室副教授、博士生导师,现为国家自然科学基金同行评议专家,IJPR、EJIE等国际期刊审稿人,IEEE会员。2002年获哈尔滨工业大学自动化测试与控制系精密仪器专业博士学位;2003年至2004年在法国UTT大学LOSI实验室从事博士后研究工作,2004年至今在东北大学进行教学科研工作。主要研究方向为动态环境下优化算法设计与分析、最优化方法,复杂生产过程计划与调度,钢铁生产过程动态优化,化工过程运行优化方法,嵌入式技术与优化系统。先后参加了8项科研开发课题,其中国际合作项目1项,国家自然科学基金项目2项,国防科工委重大科研项目1项。目前主持国家自然科学基金青年基金项目的研究工作。在国内外学术期刊和会议上发表论文40余篇,其中EI检索24篇,SCI检索6篇;出版专著1部;获软件著作权1项;获辽宁省自然科学学术成果奖一等奖1项、三等奖1项。2008年入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2009年入选辽宁省“百千万人才工程”千人层次。
(本文来源:中国科技财富 转载请注明出处
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