仲夏時節(jié)，萬物競茂。
6月上旬，中南大學北校區(qū)民主樓一樓，“工業(yè)智能與系統(tǒng)”教育部重點實驗室（以下簡稱“實驗室”）一派繁忙景象，實驗室主任、中南大學自動化學院陽春華教授正帶領團隊成員開展科學研究。
屏幕上的行行代碼，正在構(gòu)建工業(yè)元宇宙；生產(chǎn)過程的仿真、測試、控制和優(yōu)化，都可以在數(shù)字工廠里完成。實驗室內(nèi)，一個虛實交互的智能工廠模型，引人注目。
這個智能工廠技術(shù)已經(jīng)在衡陽水口山的中國五礦銅鉛鋅產(chǎn)業(yè)基地的30萬噸鋅項目中落地應用。一座橫截面積達152平方米的焙燒爐，裝上“智慧大腦”后，可以實現(xiàn)全天候“零手操”智能自主運行，有效提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和金屬回收率，真正實現(xiàn)將原料中的有價金屬“吃干榨凈”。如今，從*初的原料進廠到*后的成品出廠，關鍵工藝流程和生產(chǎn)場景實現(xiàn)了自動化、智能化。
團隊骨干成員、中南大學自動化學院教授黃科科介紹，針對焙燒爐的每一種工況，通過人工智能方法學習它的模型，實現(xiàn)模型和工況的自適應匹配，確保焙燒爐的關鍵指標、運行品質(zhì)都處于優(yōu)良的狀態(tài)。
“實驗室全力開展新一代人工智能技術(shù)和工業(yè)的深度融合研究，縮短理論方法、關鍵技術(shù)與實際工業(yè)應用之間的鴻溝，推動新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展?！标柎喝A說。
高爐煉鐵是鋼鐵生產(chǎn)流程的關鍵工序，其爐內(nèi)料面三維形貌、鐵口鐵水流溫度場與流量等運行信息，是及時發(fā)現(xiàn)異常爐況、精準調(diào)控高爐布料操作、優(yōu)化調(diào)節(jié)爐溫、提升鐵水質(zhì)量的*主要依據(jù)。然而，自高爐面世以來，其內(nèi)部高溫高壓高粉塵、密閉微光等惡劣環(huán)境，使得直接在線獲取料面三維形貌、精準感知鐵口鐵水流溫度場分布、實時動態(tài)掌握高爐出鐵流量，成為行業(yè)內(nèi)亟待突破的世界性難題。
對此，實驗室從2013年起便展開研究，經(jīng)過10多年的潛心攻關，首創(chuàng)高爐料面三維形貌、鐵口渣鐵流溫度場與流速分布等關鍵信息的智能在線檢測新技術(shù)，為復雜工業(yè)過程參數(shù)在線檢測開辟了新途徑。該技術(shù)打破了高爐“黑箱”狀態(tài)，增強了對煉鐵過程爐況的調(diào)控能力，降低了綜合焦比，提升了鐵水質(zhì)量和產(chǎn)量，為實現(xiàn)綠色低碳高效煉鐵提供了堅實的技術(shù)支撐。
“這項技術(shù)目前已得到寶鋼、鞍鋼、酒鋼等鋼鐵企業(yè)的高度關注與好評，正在開展合作。” 團隊骨干成員蔣朝輝教授表示，下一步，實驗室團隊將瞄準工業(yè)智能化發(fā)展方向，從工業(yè)基礎瓶頸做起，攻克解決關鍵核心技術(shù)難題。
面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，始終是實驗室孜孜不倦的奮斗方向。
湖南一家大型醫(yī)藥裝備公司在發(fā)展過程中，遇到一項技術(shù)難題——開放環(huán)境下封裝藥瓶或無菌制劑瓶殘氧量檢測。公司負責人為此專程上門到實驗室求助。
封裝藥瓶微量氣體在線精確檢測，是確保無菌制劑密封完整性的關鍵手段，是我國高端醫(yī)藥裝備行業(yè)典型的技術(shù)難題。一旦攻克，具有重大的科學價值和戰(zhàn)略意義。
陽春華帶領羅旗舞教授等團隊成員，扎根生產(chǎn)一線近10年，創(chuàng)新提出基于波粒協(xié)同分析的無腔增強吸收光譜技術(shù)，突破低濃度場短光程下弱吸收氣體在線精確檢測難題……歷經(jīng)6代產(chǎn)品的持續(xù)迭代升級，*終成功研制出國際首套開放環(huán)境封裝藥瓶殘氧量在線檢測儀。
中國工程院院士、我國自動化控制專家、國家自然科學基金創(chuàng)新研究群體項目負責人桂衛(wèi)華教授介紹，該產(chǎn)品具有“無需環(huán)境恒溫恒濕、無需氮氣吹掃、無需插入標準瓶”的技術(shù)優(yōu)勢，部分技術(shù)指標國際領先。目前，該技術(shù)已完成轉(zhuǎn)化使用，受到業(yè)界廣泛好評。
據(jù)了解，實驗室培育了大量原創(chuàng)性技術(shù)成果，授權(quán)超過200項發(fā)明專利，制定了9項國家標準。相關核心技術(shù)成功應用于株冶有色、江銅貴冶等龍頭企業(yè)，支撐建成我國首個鋅冶煉智能工廠和銅冶煉智能工廠。
“我們將繼續(xù)深入開展工業(yè)智能創(chuàng)新研究，用數(shù)字技術(shù)提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，以人工智能賦能工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，為我國新型工業(yè)化建設作出積極貢獻?！惫鹦l(wèi)華表示。
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