鋼鐵產業的“自動化”突圍

預計6月前出臺的《鋼鐵工業轉型發展行動計劃(2015—2017)》提出，未來3年將壓縮8000萬噸鋼鐵產能，淘汰200多家鋼鐵企業。這讓本來就不景氣的鋼鐵行業更有了一絲春寒料峭的意味。

產能過剩、技術陳舊、污染過重等等都是困擾鋼鐵行業的問題。在這樣的背景下，自動化系統及設備裝置的技術創新變得格外重要，節能、減排、產品革新、成本控制無一不與之息息相關。混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室正承擔著這樣的使命。

在首批企業*重點實驗室名單里，這個實驗室的名字是*引人注意的，原因倒是有點讓人啼笑皆非，因為它的名字特別長。

“恐怕是所有企業*重點實驗室里名字*長的一個，"混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室"足有23個字”，實驗室主任孫彥廣笑著說，“我們之前有過猶豫，但為了嚴謹起見還是采用了現在這個。”從2007年底申報企業重點實驗室到現在已經有8年了，這份嚴謹一直伴隨著實驗室的成長，也伴隨著整個鋼鐵行業自動化設備的不斷發展和進步。

組建“*隊”，沒有懸念

我國已經成為鋼鐵大國，但是在高品質鋼鐵產品、噸鋼能耗、排放控制水平上，與國際先進水平有很大的差距。核心的控制裝置、控制工藝主要還是依賴進口，因此提高鋼鐵產品的質量、節能減排是“十二五”期間自動化控制技術要解決的核心問題。

混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室*批企業*重點實驗室，根據孫彥廣的回憶，2007年申報的時候，新工藝、新流程和新技術不斷涌現，使混合流程工業向連續、緊湊和高效化發展。一方面，設備大型化、自動化和信息化技術的應用，提升了流程工業的整體水平；資源、能源利用和環境保護、清潔生產已在國際上得到相當的重視，向可持續的循環經濟方向發展。另一方面，大型混合流程工業與裝備的生產和正常運轉需要自動化控制技術、檢測技術、電氣傳動技術和計算機技術等的有機結合。自動化控制技術、檢測技術、電氣傳動技術和計算機技術是構成大型混合流程工業裝備自動化的共性技術平臺。

“產業的發展給我們提出了新的要求，但顯然我們當時離國外*先進的技術還有不小的距離”，孫彥廣說。當時，國外大型混合流程自動化系統與成套裝備技術研究和工程應用主要集中在西門子、ABB、美國GE等幾個大電氣公司中。這些公司都具有較為完善的研發、實驗環境和手段，每年投入相當比例的研發經費用于新產品、新技術的開發，他們的技術和產品占據我國自動化高端產品市場的90%以上，處于相對壟斷的地位。

國內自動化系統與裝備技術的研究多分散在各行業。國網南京自動化研究院在電力系統及其自動化方面有較強實力。株洲電力機車研究所（變流技術*工程研究中心）在電力機車及其自動化方面有較強實力。浙大中控、和利時等公司在核電、電力、化工、煉油和石化等行業有應用。而冶金自動化研究設計院是國內唯一從事大型混合流程自動化系統與成套裝備技術研究和工程應用的科研院所，具備大型混合流程工業的自動化系統及裝備技術和工程應用的共性技術平臺。集科研開發、產品設計、工程應用為一體，在復雜自動化系統工程技術、大功率電力電子與電氣傳動技術、智能儀表及檢測技術和企業信息化與優化技術方面為國內*，沒有懸念的，建設混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室的重任落到了冶金自動化研究設計院的身上。

研究從三個方向展開

“混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室”以工業自動化裝備及復雜系統控制應用技術、新一代交流調速技術和高性能控制技術、新一代工業儀表和智能測控技術為研究方向，分設自動化系統技術實驗室、電力電子與電氣傳動技術實驗室和智能儀表及檢測技術實驗室。

研究方向的劃分是孫彥廣和同事們反復商議的結果。“我們在分析實驗室的優勢和特色的基礎上，根據我國混合流程工業發展的長期目標，瞄準過程控制、電氣傳動、檢測儀表、企業信息化所面對的技術挑戰，*后確定實驗室的研究內容從三個方向展開：工業自動化裝備及復雜系統控制應用技術、新一代交流調速技術和高性能控制技術以及新一代工業儀表和智能測控技術。”

多年過去，研究的三個方向并沒有太多的變化，孫彥廣說，當初的這個劃分基本是合理的，到現在實驗室仍然秉承這三個方向進行相關的研究，并在三個方面都取得了不小的進展。他向記者介紹了一些新成果。他介紹說，比如固定污染源煙氣排放連續在線監測、鋼廠環境連續監測系統等。在此之前，鋼鐵廠的污染問題一直是環保部門的心頭大患，因為環保裝置有成本，靠人工抽查的方式不能反映鋼鐵企業排放的真實情況。而現在，我們在廠里布點，跟環保局聯網，所有數據都是實時更新，從根本上解決了污染監測問題。

更讓孫彥廣驕傲的是，實驗室的很多成果打破了國外的技術壟斷，比如大功率高性能交流變頻調速裝置、冶煉智能控制系統、軋鋼過程控制模型等等，各項技術指標達到了國際先進水平，且價格僅為國外進口的一半或更低。

在研究成果的支撐下，實驗室成果不斷向鋼鐵行業輸出。首鋼曹妃甸項目中，軋鋼的過程自動化就采用了混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室的研究成果，各種技術水都達到國際先進水平。

孫彥廣說，實驗室將在現有基礎上，加大投入力度，建設國際一流的計算機流程仿真環境，為流程完善和優化提供開放的支撐條件。整合原有多個開發平臺和模擬環境，初步形成自動化系統技術、電力電子與電氣傳動技術、智能儀表及檢測技術三個自成體系的開發平臺，并形成研究開發、模擬測試環境。構建一個集基礎自動化、過程自動化、企業信息系統三級自動化網絡環境，為流程工業自動化系統及裝備提供驗證環境。

在此基礎上，實驗室正在搭建一個基于工業互聯網的大數據云平臺，在實驗室搭建云計算環境，可以對各種操作系統進行虛擬化后形成資源池。項目的成功實施將有助于解決鋼鐵企業智能制造信息系統的數據膨脹、數據孤島等問題，為企業核心業務提供統一的數據存儲和訪問，降低企業級業務管控的復雜性。

讓更多的技術、人才走出去

實驗室以應用基礎研究為主。多年來與國內外高校、研究單位和*企業有著緊密的聯系和合作，產學研相結合，共同承擔*科研攻關項目，研究開發產業共性技術、關鍵技術。與清華大學、東北大學、美國普度大學等合作進行*攻關項目“天津無縫鋼管廠管控一體化”研究開發；與寶鋼合作開發大電機診斷專家系統；與武鋼合作開發高爐專家系統；與清華大學、中科院電工所合作開發交流變頻技術；與東北大學、中科院沈陽自動化所、首鋼京唐公司合作開發企業能源管理和能效優化技術等等。

然而，成果的應用并不是實驗室的*終目標，如何向行業輸出更多的技術和人才更是實驗室的追求目標。

人才是促進實驗室發展的關鍵因素，是實驗室可持續發展的根本保障，一直以來實驗室都把人才培養隊伍建設作為實驗室重要的建設內容，使實驗室始終保持一支國內一流的控制理論與控制工程、檢測技術及自動化裝置和電力電子及傳動三個專業的研究人員隊伍，學科隊伍整齊、結構合理。

實驗室現有固定的科研人員50多人，主要是教授級高工、高工等，形成了一支由學術帶頭人、專家為主的精干的科研隊伍。與此同時，實驗室有控制理論與控制工程、檢測技術及自動化裝置和電力電子及傳動三個專業的工學碩士學位授予權，并建立了博士后工作站,并與中國科學院、清華大學、中國科技大學、鋼鐵研究總院等單位合作培養博士學位研究生。這樣的人才環境和培養機制雙管齊下，讓實驗室成為了行業人才的輸出地，從這里走出去的許多人才后來成為了實驗室、研究院科研、工程項目的骨干力量，他們中的一部分更成為學術帶頭人。

企業*重點實驗室建設總體布局基本體現了創新與技術輻射能力強的企業優先，其建設和發展已經取得了良好的社會效益，在推動行業發展上起到了重要的作用。混合流程工業自動化系統及裝備技術*重點實驗室正是他們中的代表。

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