以“智”為引，做石化工業(yè)智能優(yōu)化制造領(lǐng)域的攻堅者

——記上海市I類高峰學(xué)科復(fù)雜化工過程系統(tǒng)集成與優(yōu)化方向團(tuán)隊

人物名片：信息科學(xué)與工程學(xué)院復(fù)雜化工過程系統(tǒng)集成與優(yōu)化方向研究團(tuán)隊，由中國工程院院士錢鋒教授擔(dān)任學(xué)科（方向）團(tuán)隊負(fù)責(zé)人，以對接國家重大戰(zhàn)略，面向煉化一體化整體效益最大化的運(yùn)行優(yōu)化，探索解決企業(yè)重大需求為目標(biāo)。過去的幾年中，團(tuán)隊在上海市I類高峰學(xué)科第一階段建設(shè)中取得了系列成果——新增石油化工行業(yè)智能優(yōu)化制造學(xué)科創(chuàng)新引智基地（“111引智計劃”）1項；科研到款經(jīng)費(fèi)近5000萬元；申請專利或著作權(quán)57項；項目成果應(yīng)用新增利稅20余億元；獲得省部級科技成果一等獎和二等獎8項；在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表論文約340篇。

三年時間，新增中國工程院院士1名、國家杰出青年科學(xué)基金獲得者1名、“長江學(xué)者獎勵計劃”特聘教授1名、國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者1名，新增“111引智計劃”基地1項；科研到款經(jīng)費(fèi)近5000萬元，申請專利或著作權(quán)57項，項目成果應(yīng)用新增利稅20余億元，獲得省部級科技成果一等獎和二等獎8項，在相關(guān)領(lǐng)域發(fā)表論文約340篇……這樣一份出色的“成績單”，是華東理工大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院復(fù)雜化工過程系統(tǒng)集成與優(yōu)化方向研究團(tuán)隊在上海市I類高峰學(xué)科第一階段建設(shè)中造就的。

“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”目標(biāo)對高?？茖W(xué)研究提出了更高的要求?！耙獙鹘y(tǒng)制造業(yè)與人工智能深度融合，這也正是我們團(tuán)隊努力的目標(biāo)?！睂W(xué)科（方向）團(tuán)隊負(fù)責(zé)人錢鋒院士認(rèn)為，對接國家重大戰(zhàn)略，面向煉化一體化整體效益最大化的運(yùn)行優(yōu)化，探索解決企業(yè)重大需求，具有十分重要的意義。

以“智”為引，攜手謀“化”未來

提高生產(chǎn)制造水平和效能，是解決資源、能源與環(huán)保重大問題的關(guān)鍵，也意味著我國石化工業(yè)必須從局部、粗放的生產(chǎn)與管理模式向全流程、精細(xì)化模式發(fā)展。

“緊密圍繞國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重大需求，與企業(yè)密切合作，將行業(yè)實(shí)際需求作為科技創(chuàng)新的原動力”，學(xué)科（方向）團(tuán)隊成員、信息科學(xué)與工程學(xué)院院長杜文莉教授牽頭的項目“乙烯裝置高附加值產(chǎn)品最大化的優(yōu)化控制技術(shù)”，緊扣乙烯工業(yè)“龍頭”——裂解生產(chǎn)過程，從“裂解機(jī)理建?！县?fù)荷優(yōu)化—過程運(yùn)行優(yōu)化”出發(fā)，研究開發(fā)了乙烯裂解爐爐管內(nèi)裂解反應(yīng)與爐膛熱量傳遞的耦合建模與模擬技術(shù)、裂解爐爐群原料與負(fù)荷優(yōu)化配置技術(shù)等。

通過裝置運(yùn)行過程的實(shí)時優(yōu)化控制實(shí)現(xiàn)原料組成、裂解爐運(yùn)行特性變化等不確定性條件下的裝置效益最大化，該項目為乙烯裝置高效運(yùn)行提供了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)化控制技術(shù)和軟件，相關(guān)成果陸續(xù)在中國石化揚(yáng)子石化、上海石化、鎮(zhèn)海煉化等我國6套百萬噸級大型乙烯裝置的76臺裂解爐（全國占比37.5%）上成功應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了對裂解爐群在不同操作條件下的集成優(yōu)化，斬獲2016年度教育部科技進(jìn)步一等獎。

以“智”為引，探索將具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝置，提升其運(yùn)行水平，學(xué)科（方向）團(tuán)隊研究成果可謂是“遍地開花”：錢鋒院士領(lǐng)銜的“苯乙烯生產(chǎn)過程節(jié)能降耗運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)”項目，實(shí)現(xiàn)了苯乙烯生產(chǎn)過程高效催化劑、節(jié)能新工藝、優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)的集成創(chuàng)新，共獲授權(quán)專利35項，并獲2016年度上海市科技進(jìn)步一等獎；王振雷教授牽頭的項目“大型乙烯裝置全流程先進(jìn)控制與運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)與應(yīng)用”，提高了石油烴資源綜合利用率、降低了裝置綜合能耗，形成發(fā)明專利15項、軟件著作權(quán)13項，并獲2016年度中國石油和化工聯(lián)合會科技進(jìn)步一等獎……

引育結(jié)合，打好人才培養(yǎng)“組合拳”

一流的大學(xué)要有一流的學(xué)科，一流的學(xué)科離不開一流的人才。在加快“雙一流”建設(shè)的進(jìn)程中，高校該如何培養(yǎng)一流人才？學(xué)科（方向）團(tuán)隊在學(xué)校和學(xué)院的支持下，向外引進(jìn)“高潛能”人才，對內(nèi)培育“高品質(zhì)”團(tuán)隊，打好人才培養(yǎng)的“組合拳”，為科研事業(yè)的持續(xù)發(fā)展強(qiáng)體固魂。

針對乙烯、精對苯二甲酸（PTA）、煉油等重要的代表性石化裝置，創(chuàng)新性地將化工過程物質(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)理與裝置實(shí)時運(yùn)行信息相融合，是錢鋒和團(tuán)隊長期以來攻堅的方向。在錢鋒的領(lǐng)銜下，團(tuán)隊完成了我國首項自主創(chuàng)新的乙烯裝置優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)與軟件研發(fā)，并在國內(nèi)乙烯行業(yè)全面推廣應(yīng)用，打破了我國乙烯行業(yè)先進(jìn)控制與優(yōu)化技術(shù)長期依賴國外引進(jìn)的局面；在國內(nèi)率先開展精對苯二甲酸裝置全流程優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)研究，取得了多項填補(bǔ)國內(nèi)空白的獨(dú)創(chuàng)性成果，為大型PTA裝置成套技術(shù)自主創(chuàng)新作出了重要貢獻(xiàn)……2015年12月，錢鋒成功當(dāng)選為中國工程院院士。

核心帶頭人“掌主舵”“傳幫帶”，青年教師骨干“挑大梁”“圖自強(qiáng)”，團(tuán)隊建設(shè)才能工作有序、出成效。在上海市高峰學(xué)科的帶動下，學(xué)科（方向）團(tuán)隊成員、鐘偉民教授負(fù)責(zé)的“煉化一體化智能優(yōu)化制造技術(shù)”科研創(chuàng)新團(tuán)隊獲得校級重點(diǎn)支持，主要探索解決大型煉化一體化企業(yè)在國際化市場競爭下效能最大化的優(yōu)化問題，形成以價值鏈為核心的供—產(chǎn)—銷全鏈條集成的系統(tǒng)優(yōu)化理論方法與核心技術(shù)，并獲批了“人工智能與智能制造”研究院建設(shè)。而“優(yōu)秀青年骨干教師培育計劃”等系列舉措的實(shí)施，更是激發(fā)了年輕人的能動性，讓更多青年教師自發(fā)努力成為科研骨干，涌現(xiàn)出了國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金獲得者鐘偉民、上海“曙光學(xué)者”嚴(yán)懷成、中國科協(xié)“青年人才托舉”工程和望利、中國“高被引學(xué)者”金晶、上海“浦江學(xué)者”姜慶超等一大批科研骨干力量。

“人才是第一資源，引育結(jié)合，才能最大限度地激發(fā)人才隊伍活力?！睂W(xué)科（方向）團(tuán)隊主要負(fù)責(zé)人深諳此道，既要育出“本土金”，也要引來“金鳳凰”。

34歲入選全球2017年“高被引科學(xué)家”名單的唐漾教授，可以說是向外引進(jìn)“高潛能”種子計劃的直接受益者。早在德國深造時，唐漾就受到了錢鋒和團(tuán)隊的關(guān)注，一場與華理結(jié)緣的“引鳳”計劃已經(jīng)在醞釀。正是有了經(jīng)費(fèi)待遇、科研場地等方面的各種“滿足”，有了院士指導(dǎo)、團(tuán)隊支撐等方面的各種“助力”，讓唐漾很快克服“水土不服”，找到個人優(yōu)勢與學(xué)科建設(shè)的契合點(diǎn)，并在推動化工“智”造的過程中不斷“開疆?dāng)U土”。“個人的發(fā)展離不開學(xué)院和團(tuán)隊在人力資源、空間、經(jīng)費(fèi)、平臺、機(jī)會等方面給予的全方位支持與悉心指導(dǎo)?！碧蒲硎尽?/p>

搭臺“共舞”，提升國際化水平

立足學(xué)科特色，圍繞科技創(chuàng)新、高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域形成特色和優(yōu)勢，同樣需要探索建立以科技為導(dǎo)向的國際合作與交流平臺和渠道。

正是在這樣的理念指導(dǎo)下，團(tuán)隊的“111引智計劃”應(yīng)運(yùn)而生，匯聚歐洲科學(xué)藝術(shù)學(xué)院院士、英國皇家工程院院士David Bogle教授，美國工程院院士Babatunde A.Ogunnaike教授，英國皇家工程學(xué)院院士Stratos Pistikopoulos教授及多位IEEE會士等一大批國內(nèi)外專家學(xué)者，聚焦“全流程運(yùn)行優(yōu)化與虛擬制造”“智能信息處理和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)協(xié)同控制”“敏捷供應(yīng)鏈與生產(chǎn)鏈管理與優(yōu)化”“安全環(huán)境足跡監(jiān)控與溯源診斷”等4個方向開展研究，搭建起了流程工業(yè)智能優(yōu)化制造領(lǐng)域的國際化合作平臺。

同時，為擴(kuò)大學(xué)校影響，將華理特色推向世界，團(tuán)隊在中國工程院院刊Engineering出版?？傲鞒坦I(yè)智能優(yōu)化制造”，舉辦“流程工業(yè)智能優(yōu)化制造”國際研討會、第二屆腦控系統(tǒng)與神經(jīng)計算國際研討會等多場大型國際化學(xué)術(shù)研討活動，累計邀請國內(nèi)外十余位院士及數(shù)十名著名專家來校交流合作，并通過擔(dān)任多種國際SCI期刊編輯、積極參加國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議等方式，與國內(nèi)外同行廣泛交流，努力提升整個學(xué)科的國際影響力。

三年來，研究團(tuán)隊瞄準(zhǔn)石化工業(yè)智能優(yōu)化制造領(lǐng)域，圍繞乙烯、芳烴和煉油生產(chǎn)及加工過程物質(zhì)與能量高效利用的系統(tǒng)智能優(yōu)化調(diào)控方法和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行攻堅研究，為“奪取”國際先進(jìn)、國內(nèi)領(lǐng)先的地位奠定了堅實(shí)基礎(chǔ)；獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金委重大項目等數(shù)十項國家級項目和課題支持；共培養(yǎng)17名博士研究生、76名碩士研究生，其中13名研究生受資助到國外深造學(xué)習(xí)，博士研究生姜慶超入選德國洪堡學(xué)者。對于下一階段的發(fā)展設(shè)想，杜文莉表示：“團(tuán)隊將支撐學(xué)院構(gòu)造優(yōu)勢突出、特色鮮明、結(jié)構(gòu)合理、協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科體系，優(yōu)化學(xué)科布局，探索更適合華理特色的發(fā)展模式?！?/p>

（本文原載于2018年9月9日華理新聞網(wǎng)）

【心語思】

新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革給人類社會發(fā)展帶來了新的機(jī)遇，其中，工程科技進(jìn)步和創(chuàng)新對經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的主導(dǎo)作用更加突出，這也意味著對高?？茖W(xué)研究提出了更高要求。為了更好地實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)化工制造業(yè)與人工智能深度融合的目標(biāo)，我們團(tuán)隊將瞄準(zhǔn)“新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃”，立足學(xué)科特色，圍繞科技創(chuàng)新、高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域形成特色和優(yōu)勢，不斷提高生產(chǎn)制造水平和效能，努力解決資源、能源與環(huán)保等領(lǐng)域的關(guān)鍵問題，推動石化工業(yè)智能優(yōu)化制造領(lǐng)域的源頭技術(shù)創(chuàng)新，并以此為依托，不斷支撐學(xué)院構(gòu)造優(yōu)勢突出、特色鮮明、結(jié)構(gòu)合理、協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科體系，優(yōu)化學(xué)科布局，探索更適合華理特色的發(fā)展模式。

1. 記者凝聚采寫。