過(guò)程工業(yè)與先進(jìn)信息技術(shù)的結(jié)合一直以來(lái)是最先和最廣泛的工業(yè)領(lǐng)域之一，有一批涵蓋產(chǎn)品工程、過(guò)程設(shè)計(jì)、先進(jìn)控制、動(dòng)態(tài)優(yōu)化和決策支持的數(shù)字化工具。進(jìn)入21世紀(jì)以后，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)正深刻改變著過(guò)程行業(yè)的制造模式，提升過(guò)程系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、安全性、和環(huán)境友好等多方面的綜合優(yōu)化水平，并推動(dòng)行業(yè)向智能化方向發(fā)展。當(dāng)前，面向“兩化”融合的技術(shù)創(chuàng)新和模式創(chuàng)新已成為化工領(lǐng)域科學(xué)研究、工程應(yīng)用與人才培養(yǎng)的重要任務(wù)之一，也是化學(xué)工程新工科建設(shè)的核心內(nèi)容。
四川大學(xué)beat365是國(guó)內(nèi)最早開展該系統(tǒng)工程領(lǐng)域研究的院校之一，吉旭教授課題組繼承老教授們的學(xué)術(shù)成果，追蹤最新信息技術(shù)發(fā)展，專注過(guò)程系統(tǒng)工程以及信息化技術(shù)在過(guò)程行業(yè)應(yīng)用的理論及架構(gòu)研究，研究領(lǐng)域涵蓋過(guò)程系統(tǒng)模擬與優(yōu)化，材料加工的數(shù)字化技術(shù)及其工業(yè)化，智能制造及智能控制的理論與技術(shù)，以及面向過(guò)程行業(yè)的先進(jìn)控制系統(tǒng)（APC）、MES、LIMS和KM系統(tǒng)的研究與開發(fā)等。吉旭教授課題組近年來(lái)主持了5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、1項(xiàng)四川省科技攻關(guān)項(xiàng)目，以及數(shù)10項(xiàng)企業(yè)協(xié)作項(xiàng)目，累計(jì)合同經(jīng)費(fèi)3310萬(wàn)，已到校經(jīng)費(fèi)2280萬(wàn)。
吉旭教授課題組基于信息技術(shù)特性，將研究工作分為技術(shù)和信息兩條主線。技術(shù)主線面向物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、以及信息物理系統(tǒng)（CPS）等前沿信息技術(shù)，重點(diǎn)研究其行業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)理論、架構(gòu)與模式等。信息主線則基于過(guò)程行業(yè)信息的強(qiáng)關(guān)聯(lián)性、動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性、和控制魯棒性特征，以過(guò)程系統(tǒng)知識(shí)發(fā)現(xiàn)、知識(shí)存儲(chǔ)和知識(shí)發(fā)布為主軸，深入開展過(guò)程行業(yè)工業(yè)互聯(lián)、智慧制造，以及工業(yè)4.0新范式的研究，建立過(guò)程行業(yè)信息物理系統(tǒng)（CPS）平臺(tái)的技術(shù)架構(gòu)與技術(shù)路徑，研究面向“商務(wù)智能、業(yè)務(wù)智能、控制智能、工藝智能、和決策智能”的大數(shù)據(jù)技術(shù)和人工智能技術(shù)等。研究成果除發(fā)表了50余篇SCI/EI論文外，也推廣應(yīng)用在包括石油化工、鋼鐵、建材、核工業(yè)、航空、電子等工業(yè)領(lǐng)域，合作單位不乏中國(guó)建筑、中國(guó)石油、蘋果等大型央企和世界500強(qiáng)企業(yè)。
典型的成果推廣案例：
1、蘋果綠點(diǎn)企業(yè)MES系統(tǒng)
蘋果公司是全球最重要的科技公司之一，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)有非常嚴(yán)苛的要求。蘋果在中國(guó)有多家外包供應(yīng)商，如何提升供應(yīng)商的產(chǎn)品良率和生產(chǎn)效率是蘋果中國(guó)（采購(gòu)）的重要任務(wù)。吉旭教授課題組自2018年1月與蘋果公司、以及蘋果公司的專業(yè)供應(yīng)商-綠點(diǎn)企業(yè)合作展開了相關(guān)研究和基于智能制造架構(gòu)的MES系統(tǒng)開發(fā)。本項(xiàng)目利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立了企業(yè)全制程的過(guò)程感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了過(guò)程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、傳輸及存儲(chǔ)，建立了4M1E質(zhì)量評(píng)價(jià)模型、設(shè)備可靠性評(píng)價(jià)模型，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)全制程質(zhì)量判定和預(yù)警。項(xiàng)目基于大數(shù)據(jù)技術(shù)及人工智能算法，解決了設(shè)備、材料商、和人員等半結(jié)構(gòu)化要素的過(guò)程評(píng)價(jià)模型，并進(jìn)而優(yōu)化定單模型、生產(chǎn)調(diào)度模型、和庫(kù)存模型，這對(duì)豐富離散行業(yè)優(yōu)化技術(shù)具有典型意義。
蘋果綠點(diǎn)企業(yè)MES系統(tǒng)是由過(guò)程系統(tǒng)工程課題組老師、研究生以及本科同學(xué)組成的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成的，是化工系在教學(xué)中突出同學(xué)對(duì)工業(yè)過(guò)程的理解能力、模型建立能力、和數(shù)學(xué)及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力的成果的具體體現(xiàn)，更是“化工+”為特色的新工科建設(shè)的重要成績(jī)。
2、中國(guó)建筑西部建設(shè)工業(yè)智能化項(xiàng)目
中國(guó)建筑西部建設(shè)是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的建材產(chǎn)業(yè)綜合服務(wù)商，是國(guó)內(nèi)行業(yè)排名第二的大型央企。吉旭教授團(tuán)隊(duì)自2015年承擔(dān)了西部建設(shè)160余個(gè)制造基地、6個(gè)二級(jí)公司和公司總部的工業(yè)智能化建設(shè)。項(xiàng)目采用物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等最新信息技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)裝備的智能化升級(jí)，開發(fā)和實(shí)施了RMX-APC、MES和COS-ERP系統(tǒng)，提升裝備過(guò)程感知、設(shè)備互聯(lián)、數(shù)據(jù)集成、和智能管控能力，推動(dòng)生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)的精準(zhǔn)化、柔性化、敏捷化、和協(xié)同優(yōu)化，打造全新的工業(yè)新范式--云制造模式。
目前，本項(xiàng)目受到工信部、住建部、中建總公司的高度評(píng)價(jià)，入選2017年度工信部智能制造示范項(xiàng)目清單。
3、 中石油蘭州石化循環(huán)水專家系統(tǒng)
吉旭教授團(tuán)隊(duì)自2016年起，根據(jù)石油煉化企業(yè)保障生產(chǎn)、長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行、降低成本和改善管理的需求，與企業(yè)專家一起對(duì)企業(yè)循環(huán)水網(wǎng)絡(luò)的水場(chǎng)、管網(wǎng)和水冷器等裝置的工藝及運(yùn)維中的問(wèn)題等進(jìn)行了充分研究，開發(fā)了煉化企業(yè)循環(huán)水專家系統(tǒng)，采用水場(chǎng)、水管網(wǎng)、和水冷器三級(jí)導(dǎo)航的圖形化數(shù)據(jù)集成模式，建立了基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的裝置異常診斷模型，解決了水冷器和官網(wǎng)的堵管、結(jié)垢、和泄露等異常狀況的診斷難題，同時(shí)建立了企業(yè)級(jí)的循環(huán)水平衡模型、循環(huán)水水質(zhì)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)模型，供水、用水和質(zhì)檢綜合聯(lián)動(dòng)快速查漏模型，為減少循環(huán)水污染，促進(jìn)節(jié)水節(jié)能奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，本項(xiàng)目在前期成果基礎(chǔ)上，正繼續(xù)建設(shè)成為智慧水廠的核心平臺(tái)，成果受到中石油集團(tuán)專家組的高度評(píng)價(jià)。
過(guò)程系統(tǒng)工程與工業(yè)大數(shù)據(jù)課題組 供稿
李天友 審核
高敏 編輯
beat365
2018年6月13日
