東方網記者傅文婧、通訊員李強5月19日報道：石油不僅是現代工業的血液，而且關係人類衣食住行，人的一生大約要用掉8.5噸石油，但石油與化工又總與汙染相聯絡，讓老百姓談“化”色變。如何能在滿足現代生活需求的同時，又能守護住青山綠水？石化製造過程智慧化是途徑之一，即以自動化和人工智慧技術實現石化生產過程的綠色製造和智慧製造。
華理資訊科學與工程學院鍾偉民教授就是這樣一位綠色化工“智”造者。十餘年來，他針對複雜化工生產過程的節能降耗，在過程混合建模、智慧最佳化方法和工程最佳化應用方面深耕細作，由他領銜的“大型煉油過程智慧製造關鍵技術及系統”專案獲得了2019年度上海市科技進步獎一等獎。
石化工業是重要的原材料工業，是我國實體經濟的支柱產業，而石化工業的“龍頭”則是煉油。近年來，我國煉油工業發展迅速，煉油加工能力已居世界第二，自主創新能力和技術水平有很大提升。但其物耗、能耗和總體執行效能與國際先進水平仍有差距，這其中一個重要的原因就是缺乏核心工藝模擬、最佳化執行關鍵技術和系統。“智慧化系統好比煉化企業的‘大腦’，掌控著煉油過程全域性執行，是煉化企業全流程最佳化實現價值鏈最大化的關鍵。”鍾偉民教授說。
煉油過程全流程最佳化需要綜合考慮資源和能源的高效利用、安全和環保的約束、以及產品質量和執行經濟性等指標，是一個多尺度、多層級、多目標、複雜約束的大規模非線性最佳化難題。生產過程多尺度特性表徵與建模，多工序關聯下的多目標最佳化，以及面向全流程資源最佳化配置的生產計劃決策都是國內外學術界的研究熱點和工業界的重點攻關方向。
在錢鋒院士指導下，鍾偉民教授帶領煉化一體化智慧製造科研創新團隊透過多學科交叉與製造流程緊密結合的方式，結合人工智慧技術，融合資料、模型和領域知識，研發煉油過程智慧製造關鍵技術，開發具有自主智慧財產權的煉油過程智慧製造系統，實現煉油過程生產計劃決策最佳化和裝置操作執行最佳化。團隊從物質轉化本質出發研發了煉油生產過程多尺度特性表徵與智慧建模方法，從系統行為決策出發研發了面向全流程價值鏈最大化的多時間尺度資源最佳化決策方法，從過程效能調控出發研發了整合知識和模型的操作最佳化與效能評估方法，開發了具有自主智慧財產權的煉油過程智慧製造軟體及系統，實現了大型煉油工業全流程、多層級的協同最佳化。
團隊研發的大型煉油過程智慧製造關鍵技術及系統形成了多項國家發明專利，其主要創新成果包括：煉油過程機理建模與全流程實時模擬技術取得突破，解決了物質轉化過程多尺度性質表徵以及多場耦合、多重迴圈、能質高度整合系統模型難收斂與泛化能力弱的難題。研發了融合過程執行特性的生產計劃智慧最佳化決策方法、技術和系統，實現了面向價值鏈最大化的煉油過程生產模式的最佳化。提出了整合知識和模型的智慧最佳化方法，自主開發了煉油裝置操作執行最佳化和效能評估技術及系統。
該專案成果在中國石化九江石化和鎮海煉化煉油裝置成功應用後，取得了顯著的經濟效益和社會效益。本專案的研究成果受到工業界和學術界的廣泛關注，為我國流程工業智慧製造轉型升級提供了一個成功的應用案例。
“過去，石化工業滿足的是數量要求，體現的是速度；未來，石化工業滿足的是質量要求，體現的是效率。”石化行業提質增效、高質量發展需要的是從“汗水驅動”邁向“智慧驅動”，為我國石化工業安上智慧 “工業大腦”。華理煉化一體化智慧製造科研創新團隊也將繼續在流程工業智慧化領域深耕細作，為中國製造貢獻智慧。