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織就工業互聯網 加速“智造”升級

http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-07 18:29:59 來源:《中國科學報》

    不bu久jiu前qian,中zhong央yang全quan麵mian深shen化hua改gai革ge委wei員yuan會hui第di十shi四si次ci會hui議yi強qiang調tiao,以yi智zhi能neng製zhi造zao為wei主zhu攻gong方fang向xiang,加jia快kuai工gong業ye互hu聯lian網wang創chuang新xin發fa展zhan,加jia快kuai製zhi造zao業ye生sheng產chan方fang式shi和he企qi業ye形xing態tai根gen本ben性xing變bian革ge。今jin年nian的de政zheng府fu工gong作zuo報bao告gao也ye明ming確que指zhi出chu,發fa展zhan工gong業ye互hu聯lian網wang,推tui進jin智zhi能neng製zhi造zao。

  近日,中國科學院沈陽自動化研究所(以下簡稱沈陽自動化所)所長於海斌在接受《中國科學報》采訪時表示:“工業無線控製係統對於工業節能減排、安全生產意義重大,以油田、電網為代表的關係國民經濟命脈的重大工業設施,尤其需要工業無線控製技術提供智能化、數字化的解決方案。”

  於海斌率領團隊深耕工業無線控製技術已有17年,不僅創建了國際領先的工業無線控製技術體係,還牽頭製定了我國在工業無線控製領域首個國際電工委員會(IEC)國際標準——WIA-PA標準。相關成果在國家電網、中石油和鞍鋼等行業龍頭企業開展了標杆應用,近3年為企業帶來經濟效益近3億元,也使我國工業無線控製技術達到國際領先水平。

  從無到有 搭建工業無線控製技術體係

  2003年,剛憑借“現場總線分布控製係統開發及應用”獲國家科技進步獎二等獎的於海斌把目光投向了工業無線技術。

  工業無線技術興起於21世紀初。該技術通過支持設備間的交互,提供低成本、高可靠、高靈活的新一代泛在製造信息係統和環境,進而推動工業信息化係統的功能擴展與提升,是實現提高生產效率、提升生產質量、節約能源和降低排放的重要使能技術。

  如今,無處不在的Wi-Fi可以輕鬆實現終端聯網,但工廠裏的設備之間如何實現無線互聯?

  於海斌解釋道,工業互聯網的核心是互聯網信息技術(IT)係統與工控係統操作技術(OT)係統深度融合,而工業無線網絡是實現IT/OT融合的革命性技術。工業互聯網使得控製係統擺脫了線纜的束縛,實現大規模的感知部署,形成數據驅動的優化控製新模式。

  沈shen陽yang自zi動dong化hua所suo工gong業ye控kong製zhi網wang絡luo與yu係xi統tong研yan究jiu室shi主zhu任ren曾zeng鵬peng介jie紹shao說shuo,近jin些xie年nian來lai,該gai所suo在zai國guo內nei牽qian頭tou開kai展zhan工gong業ye無wu線xian核he心xin技ji術shu攻gong關guan,著zhe眼yan於yu高gao並bing發fa控kong製zhi信xin息xi實shi時shi可ke靠kao傳chuan輸shu、超低功耗高精度感知和協同控製平台多源異構數據集成三大技術難點,從無到有逐步搭建起了工業無線控製技術體係。

  其中,沈陽自動化所科研團隊自主研發的時空頻三元聯合調控機製、資源彈性調度方法和信道動態選擇方法,達到了千點級工業無線網絡秒級確定性時延和99%以上傳輸可靠性的國際領先指標。

  做國際標準 贏得國際話語權

  “dangnian,womenzaijishuyanfashangzuolexuduogongzuo,danqiyebuganshiyong。yushiwomenkaishisikao,jishudaodiyaozuodaoshenmechengdu,cainengbaozhengqiyezaigongyewuxianhuanjingxiadeshengchanshianquankekaodene?”於海斌回憶稱,恰逢德國的流程工業自動化係統用戶協會(NAMUR)發布了一份報告,明晰了相關指標,這也為下一步創新工作指明了方向——“做標準,不僅要做國家的,還要做世界的。”

  2008年,在科技部、國家標準委等有關部門組織下,沈陽自動化所牽頭協同全國工業過程測量和控製標準化技術委員會,開始著手“工業用無線通信技術”國家標準體係研究和關鍵標準的起草工作,並同步推進國際標準的起草工作。

  2011年7月,WIA-PA標準作為中華人民共和國國家標準GB/T 26790.1-2011正式發布。同時,經曆了提案建議、委員會草案、委員會修正草案等不同階段的審議和投票,WIA-PA於2011年11月被國際電工委員會定為國際標準。

  “當時IEC工業過程測量、控製與自動化技術委員會參與投票的有26個P成員國(IEC擁有投票權的成員國),我們獲得了100%的通過率,那是非常令人驕傲的結果。”於海斌說。

  據介紹,WIA-PA作為國際三大流程自動化無線網絡技術標準之一,還獲得了2016年國際自動化學會(ISA)“卓越技術創新獎”,標誌著我國在工業無線領域的研究和應用已處於國際領先地位,為中國在工業網絡技術領域贏得了話語權。

  2015年,經過IEC和歐洲電工技術標準化委員會聯合投票,WIA-PA正式被采納為歐洲標準。這對於WIA-PA產品進入歐洲市場、促進國際智能製造產能合作方麵起到了重要作用。

  頻獲大單 行業應用顯成效

  今年6月,基於WIA-PA技術孵化的產業化公司——沈陽中科奧維科技股份有限公司(以下簡稱中科奧維)收獲了2020年度第一筆千萬級訂單,產品先後中標中石油大慶油田數字化建設工程項目、遼河油田油氣生產物聯網工程項目。

  據悉,大慶油田是我國最大的油田,也是世界上為數不多的特大型陸相砂岩油田之一,曾鵬告訴《中國科學報》:“中科奧維的中標,標誌著沈陽自動化所工業無線測控網絡技術創新在前序工作基礎上,進一步服務於我國油田領域數字化建設。”

  近年來,國際油價大幅波動,尤其是進入2020年nian以yi來lai,國guo際ji油you價jia暴bao跌die,低di油you價jia或huo是shi今jin後hou能neng源yuan行xing業ye尤you其qi是shi石shi油you行xing業ye不bu得de不bu麵mian對dui的de常chang態tai,提ti質zhi增zeng效xiao已yi經jing成cheng為wei油you田tian發fa展zhan的de迫po切qie需xu求qiu,促cu使shi石shi油you企qi業ye由you“數字化”進入到“智慧化”的發展道路。

  “物聯網基礎設施是實現油田生產全麵互聯和實時信息采集的關鍵,是智慧油田建設的基礎性工作。”曾鵬說,WIA-PA技術具有的低時延、高可靠、廣覆蓋、高安全性等特點尤其適用於油田大規模網絡建設。

  沈陽自動化所結合油田生產需求,開發了基於WIA-PA技術標準的油井遠程監測與優化控製係統。該係統已在大慶油田和遼河油田穩定運行2~3年,覆蓋700餘口油井、建立了近4000個無線監測點位,油田降本增效成效顯著。2020年,該係統將繼續在中石油大慶油田、遼河油田等開展更大規模應用,預計新增點數將達到近5萬點。

  除chu了le服fu務wu智zhi慧hui油you田tian建jian設she,沈shen陽yang自zi動dong化hua所suo科ke研yan團tuan隊dui還hai為wei國guo家jia電dian網wang搭da建jian了le覆fu蓋gai輸shu變bian配pei用yong過guo程cheng的de電dian網wang全quan域yu狀zhuang態tai監jian測ce服fu務wu係xi統tong。曾zeng鵬peng介jie紹shao道dao,該gai係xi統tong首shou次ci實shi現xian電dian網wang長chang距ju離li、大跨度輸變電設施廣域的實時在線監測和安全預警,在國內首次將全域狀態監測係統融入電網調度,實現了運營監測、配網調度和異常告警的一體化集成,為企業降低故障率75%,降低巡檢勞動量達30%。

  ciwai,keyantuanduihaizaiangangjianchengleliantuilulugunzhouchengwuxiancewenxitong,bangzhuqiyeshixianguanjianshebeizhouchengzaixianjianceyuzhenduan,bimianledianjianbujishiheshebeiguzhangdengdaozhidetingjiwenti,zaixingyeneilvxianshixianliantuizhazhixiandeyucexingweihu。

  展望“十四五”,於海斌表示:“我們將在前期科研工作的基礎上,繼續加強工業互聯網核心技術創新,以提升我國製造業數字化、網絡化、智能化發展水平為目標,將創新技術與促進製造業生產方式根本性變革精準對接。”

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