“中國發展自動化不能搞‘空中樓閣’，工業裝備需要聰明的‘大腦’，我們課題組覺得必須要解決這個問題。我們從2003年(nian)起(qi)組(zu)成(cheng)課(ke)題(ti)組(zu)進(jin)行(xing)攻(gong)關(guan)，開(kai)始(shi)研(yan)究(jiu)為(wei)重(zhong)大(da)裝(zhuang)備(bei)與(yu)重(zhong)大(da)工(gong)程(cheng)配(pei)套(tao)的(de)高(gao)端(duan)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)備(bei)及(ji)係(xi)統(tong)的(de)設(she)計(ji)開(kai)發(fa)平(ping)台(tai)。基(ji)於(yu)這(zhe)一(yi)平(ping)台(tai)
，我(wo)們(men)隨(sui)後(hou)源(yuan)源(yuan)不(bu)斷(duan)地(di)研(yan)發(fa)出(chu)了(le)鋼(gang)鐵(tie)、冶金、能源、化工
、國防等領域各類重大裝備與重大工程所急需的高端控製裝備及係統。”——孫優賢

　　自動控製技術是20世紀發展最快的技術，也被認為是21世紀影響社會發展的最重要的高技術之一。人類生活的各個領域，都離不開自動控製技術。在發電
、冶煉、化工等等這樣的大型生產過程中，裝備越來越複雜，所有傳統工業生產中依賴於人工操作的程序
，現在，都交給了“控製係統”這個“大腦”，“控製係統”的強弱，不僅直接決定了企業的生產規模，也直接決定了產品的質量和生產安全。

　　woguodezhongdazhuangbeizhizaoyeqibuyushangshijiwuliushiniandai，bangeduoshijiyilai，yuzhipeitaodegaoduankongzhizhuangbeijihuwanquanbeiguowailongduan

，youqishipingtaixinghexinjishudequeshi
，chengweizhongguogongyedaerbuqiang
、受製於人的關鍵之“痛”，也對國家經濟和產業安全帶來威脅。

　　“設備的‘身體’進來了，‘大腦’還在人家手上，我們要改變這樣的局麵。”benshijichu，yisunyouxianyuanshiweihexindekeyantuandui，zaijinsanshinianfuwudazhongxingqiyeshengchanzidonghuajishushengjidejichushang，miaozhungaoduankongzhizhuangbeijixitongdegaoanquanxing、高可靠性、高適應性和大規模化等四大難題，聯合上海電氣集團股份有限公司

、杭州優穩自動化係統有限公司
、杭州哲達科技股份有限公司等高端裝備製造和應用企業，完成了麵向重大工程配套的高端控製裝備及係統的設計開發平台的研發。

　　上篇：研製可以下“蛋”的“母機”

　　“平台的技術和一般的技術不一樣
，平台的技術可以複製
、可以套用
、可以重用
，因此這個技術非常重要。”孫優賢說。平台係統，科學家們形象地稱之“母機”。

　　浙江大學玉泉校區的控製工程大樓，團隊非常重要的實驗平台安置在這裏。高端控製裝備硬件平台實驗室
、高端控製裝備軟件平台實驗室、高端控製係統先進控製平台實驗室、高端控製係統優化平台實驗室中，實驗設備一年365天、每天24小時不間斷運行。實驗設備模擬的
，正是一個個真實場景的大型工業現場的“大腦中樞”，教授們稱它們為“桌麵工廠”。在新技術正式上馬前，研究人員先要在這裏進行控製係統和控製裝備的設計，模擬真實現場的各種工況，完成各種安全性、穩定性和精準度測試。

　　課題組經過十餘年的技術開發和應用研究，研製成功了高端控製裝備及係統的設計開發平台

，為石化、冶金、化工、能源各個行業的重大裝備的高端控製係統，提供硬件平台、軟件平台、先控與優化平台等一體化的技術支撐。

　　王文海研究員從1985年(nian)起(qi)就(jiu)在(zai)浙(zhe)江(jiang)大(da)學(xue)學(xue)習(xi)和(he)工(gong)作(zuo)。當(dang)時(shi)，我(wo)國(guo)大(da)型(xing)企(qi)業(ye)的(de)高(gao)端(duan)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)備(bei)全(quan)部(bu)依(yi)賴(lai)進(jin)口(kou)

，研(yan)究(jiu)生(sheng)階(jie)段(duan)，他(ta)跑(pao)得(de)最(zui)多(duo)的(de)就(jiu)是(shi)全(quan)國(guo)各(ge)大(da)造(zao)紙(zhi)廠(chang)，控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)發(fa)生(sheng)各(ge)種(zhong)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou)，企(qi)業(ye)就(jiu)會(hui)找(zhao)他(ta)去(qu)“救急”。但是，“即使做的是控製係統，如果你不掌握控製裝備的核心技術，也會受到各種製約。”設備一壞，昂貴的修理費和漫長的等待周期
，這不單是一個成本問題
，更隱含安全問題。“國外企業提供的軟件硬件中，有可能包含一些bug漏洞或隱性的暗門
，這些東西一旦被觸發
，就會使國家遭受經濟和安全的影響。”

　　做(zuo)自(zi)主(zhu)可(ke)控(kong)的(de)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)和(he)軟(ruan)件(jian)平(ping)台(tai)
，簡(jian)單(dan)了(le)說(shuo)，就(jiu)是(shi)做(zuo)一(yi)套(tao)普(pu)適(shi)於(yu)各(ge)種(zhong)重(zhong)大(da)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)備(bei)的(de)工(gong)業(ye)控(kong)製(zhi)計(ji)算(suan)機(ji)係(xi)統(tong)和(he)設(she)計(ji)編(bian)程(cheng)平(ping)台(tai)環(huan)境(jing)。在(zai)硬(ying)件(jian)平(ping)台(tai)方(fang)麵(mian)，課(ke)題(ti)組(zu)解(jie)決(jue)了(le)控(kong)製(zhi)裝(zhuang)備(bei)冗(rong)餘(yu)容(rong)錯(cuo)

、性能在線監控
、高適應性智能模塊等技術，能適應各種惡劣的工業環境和複雜的控製對象進行工作；在軟件平台設計中，課題組實現了多領域工程對象模型
、集群分布式實時數據庫和集成編程開發環境，能針對不同行業進行算法的定製封裝、重構複用以及雲更新，同時，還能支持控製算法的多用戶協同編程、遠程維護，並實現了安全控製與防範。

　　上海電氣集團股份有限公司是中國最大的綜合性裝備製造業集團之一，產品覆蓋火力發電機組
、核電機組
、風電、重型裝備
、輸配電等領域
，年銷售額近800億元。“控製係統是機械裝備的關鍵部分，過去我們都是用進口裝備來武裝我們自己的裝備，但是價格貴，受到製約也多。”曾任集團中央研究院院長，現任上海電氣集團自動化事業部部長的黃建民
，10年來已經和浙大的科學家們結成了老朋友
，他的一個夢想，就是創造一個自主品牌的高端控製係統。“我們找到了浙江大學，在浙江大學的支持下，形成了自主的硬件軟件開發係統，結束了受國外公司束縛的局麵。我們生產的火電、環保、汙(wu)水(shui)處(chu)理(li)項(xiang)目(mu)裝(zhuang)備(bei)，在(zai)很(hen)多(duo)地(di)方(fang)建(jian)成(cheng)了(le)推(tui)廣(guang)示(shi)範(fan)項(xiang)目(mu)。最(zui)近(jin)，公(gong)司(si)即(ji)將(jiang)在(zai)山(shan)西(xi)建(jian)設(she)一(yi)個(ge)秸(jie)稈(gan)焚(fen)燒(shao)發(fa)電(dian)工(gong)程(cheng)，在(zai)新(xin)疆(jiang)啟(qi)動(dong)一(yi)項(xiang)石(shi)化(hua)尾(wei)氣(qi)發(fa)電(dian)工(gong)程(cheng)。“上海電氣有做大型裝備的傳統優勢，還有電子產品製造產業化的經驗和專長，與他們進行專業互補行業協同後，我們也得到了加強。”王文海說。

　　下篇：控製係統讓裝備更加“聰明能幹”

　　高爐TRT裝置，是利用高爐煤氣餘壓餘熱進行發電的能量回收裝置。TRT裝置能給鋼鐵企業帶來顯著的經濟效益，但前提是TRT裝置必須具有高安全性
、高可靠性，絕不能影響高爐生產。

　　作為我國西南地區最大的煉鐵企業，柳鋼煉鐵廠今年剛剛完成了年1000萬噸鐵的產量。從2004年上馬第一台高爐TRT開始
，到現在煉鐵廠每造一座高爐
，就要上馬TRT裝置。采用TRT裝置

，柳鋼煉鐵廠每年回收電能超過5億度。“TRT裝備能節能降噪
，它80年代就出現了，但是裝備做得再好，沒有可靠的控製係統和裝備，我們絕不敢上馬。”柳鋼煉鐵廠分管設備的副廠長張洪波說。

　　在楊春節教授眼中，特大型高爐TRT裝置是複雜工業係統的典型代表，TRT一直是他的研究主攻方向，10多年間，課題組設計的智能運行控製方法不斷升級，在高爐頂壓穩定性、TRT升速過程平穩性、緊急切換安全性方麵都已優於國際同類控製係統。實施結果表明，采用國外控製係統的TRT爐頂壓力波動在3kPa左右
，而楊春節教授則把這一誤差縮小到了1.5kPa
，並將TRT裝置緊急切換峰值時間由8秒縮短為2秒以內。這一高精準的控製技術
，推動了高爐TRT裝置在國內迅速推廣應用
，顯著促進了我國鋼鐵行業的節能、降耗、減排。

　　TRT運行前的調試階段，楊春節教授必然會出現在現場。10年來
，調試控製設備的速度越來越快，10年前
，調試花了兩個月，去年最新上馬的TRT調試，隻調試了5天，就實現了並網發電。“這速度創造了我們這裏的一個奇跡，”柳鋼煉鐵廠副廠長張洪波說，“這是科學家和我們長期合作形成的默契。”

　　“工業實際多年無法攻克的難題，往往蘊含了國際前沿的學術問題。”這是課題組劉興高教授常說的一句話
，劉老師長期瞄準的方向，是高端控製裝置及係統的先進控製與優化平台，並以冶金
、石化、煤化等領域的重大通用裝備——空氣分離裝置，作為典型的複雜工業應用對象。空氣分離裝置的國際難題是動態建模難、節能優化難
、高純控製難，許多美國、日本的大科學家傾注了一輩子心血在這一研究領域。10多(duo)年(nian)來(lai)
，劉(liu)興(xing)高(gao)教(jiao)授(shou)理(li)論(lun)研(yan)究(jiu)與(yu)應(ying)用(yong)研(yan)究(jiu)相(xiang)結(jie)合(he)，在(zai)國(guo)際(ji)上(shang)首(shou)次(ci)報(bao)道(dao)了(le)內(nei)部(bu)熱(re)耦(ou)合(he)精(jing)餾(liu)的(de)反(fan)向(xiang)響(xiang)應(ying)和(he)獨(du)特(te)的(de)波(bo)動(dong)現(xian)象(xiang)，建(jian)立(li)了(le)非(fei)線(xian)性(xing)波(bo)動(dong)模(mo)型(xing)，從(cong)本(ben)質(zhi)上(shang)找(zhao)到(dao)了(le)高(gao)效(xiao)節(jie)能(neng)過(guo)程(cheng)難(nan)以(yi)控(kong)製(zhi)的(de)原(yuan)因(yin)所(suo)在(zai)

；同時

，在國際上率先提出了確保產品質量和最大效能下、可控可操作的一體化優化設計方法
，首次設計出了99.999%的de超chao高gao純chun熱re耦ou合he控kong製zhi方fang案an
，得de到dao了le多duo種zhong高gao效xiao的de節jie能neng潛qian力li優you化hua方fang法fa和he生sheng產chan潛qian力li優you化hua方fang法fa
，成cheng功gong解jie決jue了le以yi上shang國guo際ji難nan題ti，形xing成cheng了le具ju有you我wo國guo自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de優you化hua控kong製zhi係xi列lie核he心xin技ji術shu，處chu於yu國guo際ji領ling先xian水shui平ping，多duo項xiang發fa明ming技ji術shu授shou權quan國guo際ji空kong分fen行xing業ye龍long頭tou公gong司si實shi施shi應ying用yong。

　　2012年2月
，由張鈸院士領銜的自動化領域國家重點實驗室評估專家組評價：高端控製裝備及係統的設計開發平台
，為解決控製裝備高可靠性、高適應性
、高gao安an全quan性xing與yu大da規gui模mo技ji術shu難nan題ti，攻gong克ke了le高gao端duan控kong製zhi裝zhuang備bei及ji係xi統tong設she計ji關guan鍵jian技ji術shu
，形xing成cheng具ju有you自zi主zhu知zhi識shi產chan權quan的de核he心xin技ji術shu體ti係xi，並bing在zai重zhong大da工gong程cheng中zhong得de到dao應ying用yong
，打da破po了le國guo外wai在zai此ci方fang麵mian的de市shi場chang壟long斷duan和he技ji術shu封feng鎖suo，起qi到dao了le不bu可ke替ti代dai的de作zuo用yong。張zhang鈸bo院yuan士shi闡chan釋shi：“這(zhe)個(ge)評(ping)價(jia)是(shi)對(dui)這(zhe)個(ge)實(shi)驗(yan)室(shi)此(ci)項(xiang)代(dai)表(biao)性(xing)成(cheng)果(guo)的(de)獨(du)特(te)評(ping)價(jia)，其(qi)他(ta)實(shi)驗(yan)室(shi)雖(sui)然(ran)也(ye)搞(gao)了(le)很(hen)多(duo)應(ying)用(yong)，也(ye)取(qu)得(de)了(le)很(hen)好(hao)的(de)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)
，但(dan)是(shi)隻(zhi)有(you)這(zhe)個(ge)實(shi)驗(yan)室(shi)最(zui)後(hou)形(xing)成(cheng)了(le)係(xi)列(lie)高(gao)端(duan)產(chan)品(pin)，打(da)破(po)國(guo)外(wai)的(de)市(shi)場(chang)和(he)技(ji)術(shu)壟(long)斷(duan)，所(suo)以(yi)評(ping)估(gu)組(zu)同(tong)意(yi)使(shi)用(yong)‘不可替代’這個詞。”

　　“把重大裝備當中的核心問題、關鍵問題和卡脖子的問題解決了
，重大裝備的發展就起來了，這是我的一項責任。把這個項目完成好，是我們共同的心願。”孫優賢院士說。

　　浙江大學孫優賢團隊的高端控製裝備研發成果
，已經有2500套成功應用於大型高爐TRT裝置、空氣分離裝置

、火電機組及各行業工業裝置，其中包括我國寶鋼集團最大的5000立方高爐，韓國現代製鐵集團最大的5250立方高爐；成果的技術性能指標全麵優於國外主流控製係統
，達到同類技術的領先水平

；產品已出口美國、德國
、日本、韓國等多個國家，具有國際市場競爭優勢。形成授權發明專利65項
，軟件著作權30項
，SCI、EI論文108篇

，專著

、編著4本；近三年新增產值189.1億元

，創造經濟效益72.9億。