:劉煥彬院士:開啟工業數據價值 引領造紙智能制造

——造紙強國之路任重而道遠

發布日期:2019-09-18   來源:中國紙業網   作者:葛晨

爱彩乐彩网址 www.isxjr.icu 李克強總理在2019年全國人大的政府工作報告中指出,推動傳統產業改造提升,打造工業互聯網平臺,拓展“智能+”,為制造業轉型升級賦能。這意味著各行各業都將面臨新的機遇和挑戰。作為傳統制造業,造紙行業該如何運用“互聯網+”,實現智能化發展?

3月27日,由中國造紙學會主辦,中國儀器儀表學會產品信息工作委員會、中國造紙學會自動化專業委員會、北京源信薈泰科技咨詢有限公司承辦的“2019中國制漿造紙自動化技術與智能制造研討會”在湖南省岳陽市召開。與會期間,中國紙業網記者有幸對華南理工大學原校長、俄羅斯工程院外籍院士劉煥彬院士進行了采訪。

據了解,劉煥彬院士長期從事高等學校教學與科研工作,重視學科交叉、技術創新與集成,重視研究成果產業化,先后主持和承擔了30多項國家和省部級的重點科研項目,在制漿造紙過程、數學模型與過程模擬、軟測量和過程控制、節能減排和污染控制等多個領域取得了突破性的進展。交談中,對于我國造紙工業的智能化發展,劉煥彬院士向我們表達了他的想法。

劉煥彬院士

從全球看,造紙工業已具備從工業3.0走向工業4.0的基礎條件

1960年,劉煥彬院士以優異的成績考進華南理工大學工程理化系絕密專業。1963年服從國家建設需要,轉到制漿造紙專業學習,從此,他便與紙結下了不解之緣。工欲善其事,必先利其器。為進一步提升自己,1974至1975年,劉煥彬院士進入教育部在華南理工大學自動化系舉辦的“化工過程測量與自動控制”專修班學習。1986至1987年作為高級訪問學者赴美國愛達荷大學進修過程建模與計算機模擬,以其優異的研究成果,被聘為該??妥淌諍圖幽么蟾嘸際跤τ霉鏡奶匱芯吭?。這些經歷,為其“跨界集成創新”的研究方向打下了扎實的基礎。

“我們知道造紙術是中國的四大發明之一,在工業革命用機械化替代手工生產之前,沒有人會想到紙張可以多品種、大批量的進行工業化生產。在人類完成的前三次工業革命中,造紙工業均處在領頭地位?!繃躉辣蛟菏拷饈偷?,荷蘭人1750年便發明了利用風力的荷蘭式打漿機,比1784年開始的以工業機械化為代表的第一次工業革命早了34年;英國人福德里爾兄弟于1803年成功研發和制造出第一臺長網紙機,讓造紙過程從離散式生產進化到了流程化生產,比1870年開始的第二次工業革命早了67年;1961年,造紙業成功實現運用計算機控制生產過程,比1969年開始的第三次工業革命早了8年;21世紀初,德國西門子公司提出工業信息化概念和成套技術架構,再次為造紙工業邁向工業4.0進行了前期探索。因此,從全球和技術角度看,造紙工業已具備從工業3.0走向工業4.0的堅實的行業基礎和條件。

劉煥彬院士指出:“以‘工業互聯網+先進制造’為代表的第四次工業革命,是一次技術突破和企業重構。同時,它又是一次技術創新思維方式的轉變。我們不能停留在僅僅從造紙去看造紙,而是要用大系統的思維方法去思考問題,要用跨界集成、協同創新的互聯思路去尋找解決問題的方法,要用優化與智能化的技術手段去提高效益,實現預期目標?!彼銜?,我國造紙工業應主動融入智能制造技術的生態圈,逐步實現造紙工業4.0的目標。

“工業互聯網+ 先進漿紙制造業”- 造紙強國之路任重而道遠

“幾年前,德國提出了‘工業4.0’戰略,美國提出了‘工業互聯網’,我國提出了‘中國制造2025’戰略規劃,核心是基于工業互聯網平臺去實現工業制造智能化。工業互聯網平臺是數字浪潮下,工業體系和互聯網體系的深度融合的產物,是新一輪工業革命的關鍵技術支撐。現在,發達國家都很重視工業互聯網平臺的研發和建設,都在努力爭奪工業互聯網平臺建設的制高點。工業互聯網平臺包含三層結構:一是工業數據的采集傳輸交換層;二是數據的快速計算處理和高級建模分析層;三是實現智能控制、優化運營的服務(APP)層。簡單地說,工業互聯網平臺的功能本質是:數據采集與分析+高級建模與快速計算=各種應用服務?!繃躉辣蛟菏克?。

接著,劉院士分析了我國制造業智能化技術發展狀況。他認為,我國與發達國家相比,我國的優勢在于政府非常重視工業互聯網平臺建設,采取了較為有力的促進措施,組織了很多互聯網發展專項,取得了明顯的成果。例如,我國在5G的研發和建設走在了世界的前列,國家高度重視工業互聯網發展,工業互聯網的頂層架構、組織體系、推進機制已基本形成,政策體系不斷完善,已從概念的普及開始進入到實踐的發展階段。我國互聯網發展理念、商業模式、應用實踐有較成熟經驗,基本形成覆蓋了全社會的互聯網生態,對推進工業互聯網平臺建設和應用有獨特優勢。但是,我國與歐美發達國家水平相比還存在很大差距。一是我國缺乏效率高、成本低的數據測量采集技術和裝置;二是大數據分析和建模技術比較薄弱;三是構建特定工業場景的工業APP研發和應用方面存在差距;四是技術裝備的短板。這些都在提醒我們必須加快轉型速度。

劉煥彬院士強調,我國已是產量世界第一的造紙大國,部分造紙龍頭企業的生產技術水平已與國際先進水平相當。但是,具有先進技術水平的主要裝置和自動化系統都是從國外引進或購買的,而且大多數造紙企業還處于工業2.0與工業3.0之間的水平。因此,我國造紙工業向智能化發展還有較長的路要走。

劉煥彬院士對我國造紙工業智能化發展提出了如下四點建議:(1)做好規劃,抓住重點。行業要組織力量,做好規劃,著力研發面向造紙企業智能化的關鍵共性技術。例如,適用于造紙行業工業互聯網平臺,造紙行業的各種應用軟件和APP,造紙行業的智能裝置等等。(2)跨界集成, 協同創新。在技術研發和應用推廣過程中,應該走跨界集成、協同創新之路,要主動與相關行業合作。閉門自守將要落后。行業要支持既懂互聯網又懂造紙工業生產和節能的高端技術研發和服務公司的發展。(3)分類指導,先易后難。根據我國造紙工業技術水平差異,在轉型過程中要先易后難,逐步實現。首先,要釆取有效措施提高企業自動化水平和裝備水平,走完工業3.0的路程。其次,在基礎較好的造紙企業,要主動融入工業智能化技術產業生態圈,主動推廣應用新技術。企業要積極參與“企業上云”,可以從“互聯網+工業節能” 作為切入點上云。例如應用技術比較成熟的“智能能源管理云平臺(POI-EMS)”上云,既是能耗在線監測系統又是提高精化和優化管理水平手段,在此基礎上逐步提高智能化水平。(4)效益導向,穩妥實施。實現企業智能化是一個漸進過程。而且是在原有自動化水平的基礎完善和發展的,要一步一個腳印,以效益為導向,穩妥實施。

工業互聯網時代  造紙業急需復合型人才

再好的技術最終還是需要人去研發和應用,說到造紙行業人才培養問題,劉煥彬院士說:“工業互聯網時代,造紙業急需復合型人才。適應信息化智能化時代的人才,必須具有對信息、知識與數據的應用能力,對各種知識、專家經驗等具有較強的綜合能力,從而適應互聯互通的信息社會的需要。其任務是非常艱巨的?!?他認為當前我國工科類大學的教育,雖然經過多次改革有了不同程度的進步,但是從專業設置、課程教學安排和教學方法等方面,大都還基本停留在幾十年前工業2.0時代的思維模式,加之長期受計劃經濟和我國初步工業化歷程的影響,以培養“崗位工程師”為主要目的,存在許多不適應培養新時代人才的問題,主要表現在:(1)專業口徑過窄,學生知識面不寬;(2)教學方式以知識傳授為主,學生處于被動狀態,缺少主動性和獨立思考能力培養;(3)教育模式單一,培養出的學生,千人一面,習慣模仿和繼承,因而缺乏創新能力,缺乏互聯思維。

據了解,從上世紀70年代開始,作為華南理工大學制漿造紙工程專業負責人和后來的學科帶頭人的劉煥彬院士,主導了制漿造紙專業的教學體制改革,將教學和科研緊密地結合起來,使制漿造紙學科的學術水平顯著提高,1984年批準為博士點繼而成為博士后流動站,1987年評為國家重點學科,1989年批準建設全國唯一的制漿造紙工程國家重點實驗室,1996年批準建設全國唯一的造紙與污染控制國家工程研究中心。成為全國高校中少有的兼有國家重點實驗室和國家工程研究中心的高水平學科。他為這個“一流學科”的建設立下了汗馬功勞。

在1995年到2003年擔任華南理工大學校長期間,劉煥彬院士致力于學校的改革和發展,積極開展“共建”和聯合辦學,使學校綜合實力和整體水平不斷提高。他提出了“重人品、厚基礎、強能力、寬適應”的人才培養指導思想,大刀闊斧開展教學改革,制定和實施了大學教育“三個轉變”的措施:從過窄的專業教育轉變為大專業教育(華工從58個專業合并、保留、新增為33個專業);從統一規格的培養模式轉變為“合格+特長”的培養模式(減少統一教學計劃學時,實行輔修、雙專業、雙學位制,培養發展學生的特長);從傳授知識為主的教學模式轉變為注重培養學生創新和實踐能力的教學模式。以他為主導的教學改革成果 – “社會經濟轉型期本科教育創新的探索與實踐”,獲國家教學成果一等獎。

“參加工作五十多年,我一直在思考自己的研究成果能否真正為社會、為經濟建設創造價值?就是說研究成果產業化非常重要。我的理念是要以產業為背景,做一些應用基礎研究和應用研究,要把研究成果產業化,為社會發展創造價值?!繃躉辣蛟菏咳縭撬?。

劉煥彬從校長崗位退下來后,便開拓了節能與過程優化新的研究方向,并組織了新的研究團隊,提出了“跨界集成、協同創新、創造價值”的團隊科研和技術開發的理念。秉持著這樣的理念,2014年底,劉煥彬院士團隊在廣州創建了廣州博依特智能信息科技有限公司。博依特科技是一家聚焦為制造業提供SaaS軟件產品和工業大數據應用服務的互聯網公司。博依特科技的使命是“讓制造更智能,使工業更綠色”,公司踐行智能制造和綠色制造協同創新,基于團隊20多年來對流程工業過程建模與模擬研究經驗,采用物聯網、云計算和大數據技術,構建企業智能制造平臺,開啟工業數據價值,通過精細化管理、優化資源配置提升企業核心競爭力和效益。博依特公司研發的企業能源管理信息云平臺(POI-EMS)已在高能耗的造紙、陶瓷、水泥、玻璃、食品等輕工行業的70多個大中企業中應用,取得了明顯的節能和經濟效果。據統計,從2015至2017三年期間,有關企業應用博依特公司研發的能源管理云平臺(POI-EMS)后,共實現直接經濟效益近18億,節約56萬噸標準煤,減少碳排放145萬噸。博依特科技現在已是一家國家級的高新技術企業。

劉煥彬院士表示,“互聯網+工業節能”是“工業互聯網+制造業”的重要組成部分和切入點。造紙產業應該積極應用跨界集成、協同創新的互聯思路去尋找解決問題的方案,應用信息化手段為企業轉型升級賦能。博依特公司研發的能源管理云平臺(POI-EMS)是一項值得推廣應用的新技術,博依特科技將熱忱為造紙企業提供應用服務。

在采訪的最后,對于我國造紙產業的未來,劉煥彬院士說出了自己的心聲:“造紙產業是典型的傳統產業,在企業智能化發展過程中會遇到許多挑戰。但是,正如管理大師彼得· 德魯克所說,無論什么傳統產業,之所以能發展壯大,就是因為它們圍繞知識和信息進行了重組。我相信,只要堅持技術創新、效益導向,通過應用新一代信息技術手段,不斷重組與提升,我國造紙業會繼續與國民經濟同步發展,從造紙大國建設成為造紙強國?!?/p>

責任編輯:葛鴻燕


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