——浙江大學(xué)高端控制裝備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)研究與應(yīng)用成果紀(jì)實(shí)

　　背景介紹：浙江大學(xué)孫優(yōu)賢院士為核心的科研團(tuán)隊(duì)在近三十年服務(wù)大中型企業(yè)優(yōu)化升級(jí)的基礎(chǔ)上，解決了高端控制裝備及系統(tǒng)的高安全性、高可靠性、高適應(yīng)性和大規(guī)?；人拇箅y題，聯(lián)合上海電氣等高端裝備制造和應(yīng)用企業(yè)，研發(fā)出面向重大工程配套的高端控制裝備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。該成果榮獲2013年度國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。

　　二十世紀(jì)五六十年代中國(guó)的重大裝備制造業(yè)開(kāi)始起步。隨著改革開(kāi)放的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)全面復(fù)蘇，工業(yè)快速發(fā)展，而裝備制造業(yè)則是工業(yè)發(fā)展的心臟和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的生命線(xiàn)，是支撐國(guó)家綜合國(guó)力的重要基石。1998年中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議明確提出“要大力發(fā)展裝備制造業(yè)”。然而半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，與裝備制造業(yè)相配套的高端控制裝備幾乎完全被國(guó)外壟斷。

　　隨著大型生產(chǎn)裝備的復(fù)雜化，裝備控制系統(tǒng)越來(lái)越重要，控制系統(tǒng)的強(qiáng)弱，不僅直接決定了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，也直接決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)安全。然而平臺(tái)性核心技術(shù)的缺失，成為中國(guó)工業(yè)大而不強(qiáng)、受制于人的關(guān)鍵之“痛”，也對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)和產(chǎn)業(yè)安全帶來(lái)威脅。

　　浙江大學(xué)以孫優(yōu)賢院士為核心的科研團(tuán)隊(duì)，在近三十年服務(wù)大中型企業(yè)優(yōu)化升級(jí)的基礎(chǔ)上，瞄準(zhǔn)高端控制裝備及系統(tǒng)的高安全性、高可靠性、高適應(yīng)性和大規(guī)?；人拇箅y題，成功研制出面向重大工程配套的高端控制裝備及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)體系。運(yùn)用這一平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了面向冶金、能源、化工、煤化等領(lǐng)域各種重大工程需求的系列高端控制裝備及系統(tǒng)，這對(duì)于國(guó)家安全、經(jīng)濟(jì)安全、以及裝備制造業(yè)加快發(fā)展，具有戰(zhàn)略意義。

　　高端控制裝備及系統(tǒng)的軟件平臺(tái)技術(shù)：原創(chuàng)性提出工程對(duì)象多領(lǐng)域模型，實(shí)現(xiàn)工程對(duì)象控制策略的自動(dòng)化編程，提高工程設(shè)計(jì)編程效率與可靠性；成功開(kāi)發(fā)分布式工程實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，滿(mǎn)足工業(yè)數(shù)據(jù)高安全性、多實(shí)時(shí)性、多語(yǔ)義性、多時(shí)空性、多尺度性的信息集成要求；開(kāi)發(fā)圖形化編程、文本編程及多語(yǔ)言混合編程的控制編程語(yǔ)言與集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，支持大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的在線(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)試、遠(yuǎn)程協(xié)同編程、行業(yè)算法庫(kù)封裝重用等功能。

　　高端控制裝備及系統(tǒng)的硬件平臺(tái)技術(shù)：率先提出多重化硬件冗余表決機(jī)制與運(yùn)算節(jié)奏同步算法，實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)多重化硬件冗余，保證控制系統(tǒng)的高可靠性與高可用性；以控制裝備元件及系統(tǒng)的工作性能退化為切入點(diǎn)，系統(tǒng)地提出性能退化定量分析與監(jiān)測(cè)技術(shù)，為控制裝備健康狀態(tài)的定量監(jiān)測(cè)提供基礎(chǔ)；創(chuàng)建具備高度自動(dòng)化的復(fù)雜工程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，為測(cè)試驗(yàn)證硬件系統(tǒng)的可靠性和性能指標(biāo)提供了關(guān)鍵裝備。

　　高端控制裝備及系統(tǒng)的先控與優(yōu)化平臺(tái)技術(shù)：研發(fā)了系列先進(jìn)控制和優(yōu)化算法，創(chuàng)造性地提出帶前饋的大型高爐TRT裝置頂壓約束預(yù)測(cè)控制算法和基于管網(wǎng)阻力系數(shù)等效的專(zhuān)家智能控制方法，研制成功自主技術(shù)的特大型高爐TRT裝置優(yōu)化控制系統(tǒng)；率先提出大型空分裝置產(chǎn)品質(zhì)量和節(jié)能最大效果下同時(shí)保證過(guò)程可操作性和可控性的控制優(yōu)化一體化方法，建立多種非線(xiàn)性模型，提出多種有效的非線(xiàn)性模型預(yù)測(cè)控制、超高純控制和節(jié)能優(yōu)化方法。

　　浙江大學(xué)的高端控制裝備研發(fā)成果成功應(yīng)用于大型高爐、大型火電等重大工程2500余套，其中大型高爐TRT裝置優(yōu)化控制系統(tǒng)市場(chǎng)占有率90%以上，技術(shù)性能主要指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外主流控制系統(tǒng)，達(dá)到同類(lèi)技術(shù)的領(lǐng)先水平，產(chǎn)品已出口韓國(guó)等多個(gè)國(guó)家，具有國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。形成授權(quán)發(fā)明專(zhuān)利65項(xiàng)，軟件著作權(quán)30項(xiàng)，SCI、EI論文108篇，專(zhuān)著、編著4本；近三年經(jīng)濟(jì)效益72.9億元。