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中國輕工業清潔生產自動化與信息化重點實驗室簡介
2016-11-29 17:44  

一、基本簡介

本重點實驗室由陜西科技大學電氣與信息工程學院和陜西西微測控工程有限公司聯合申請設立。前者作為輕工業自動化高端人才的集聚地,主要承擔應用基礎和應用技術方面的研究工作;后者作為我國漿紙自動化方面的知名企業,主要完成研發成果的產業化推廣工作。實驗室擁有省部級學術帶頭人4人,高級職稱教師和高水平博士63人,企業專職科研人員15人,實驗室總占地面積1700多平方米,實驗設備3500多臺套。

實驗室以實現高能耗、高污染的輕化工業向綠色生態工業方向可持續發展為使命,以節能環保型輕化工業清潔生產過程控制和優化關鍵技術以及輕工行業信息化和智能化關鍵技術為中心研究課題,圍繞綠色環保型制漿造紙清潔生產過程控制和優化、輕化工業智能制造關鍵技術、輕工業互聯網關鍵應用技術、清潔能源綜合利用與節能控制技術展開理論和產業化應用技術研究,打造由企業、高校和研究所聯合組成的集工藝、裝備和自動化三位一體的產學研無縫對接式的重點實驗室,為我國輕工行業培養“雙師結構型”教師隊伍和“卓越工程師型”科技人才,解決行業發展的瓶頸問題。

隨著4C技術(計算機、控制、通信、顯示)及互聯網+技術的發展,輕工業4.0的概念也逐漸走向清晰。本重點實驗室堅持以自動化連接工業化和信息化、以信息化帶動工業化、以工業化促進信息化的發展理念,在開展以制漿造紙為代表的輕化工業清潔生產過程自動化理論和產業化應用技術研究工作的同時,還將引領我國輕化工業向新型工業化道路邁進,并將研究成果向輕工業其它領域拓展。

二、組織結構

1、實驗室管理(領導)委員會

表1 重點實驗室管理(領導)成員一覽表

序號

姓 名

技術職稱

文化程度

重點實驗室職務

01

黨宏社

三級教授/博導

工學博士

主 任

02

湯 偉

三級教授/博導

工學博士

常務副主任

03

王孟效

二級教授/博導

大學本科

副主任

04

孟彥京

二級教授/博導

工學博士

副主任

05

周 強

教授/碩導

工學博士

秘書

2、實驗室學術委員會

表2 重點實驗室學術委員會成員一覽表

序號

姓名

技術職稱

文化程度

學術職務

01

黨宏社

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

02

湯 偉

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

03

王孟效

二級教授/博導

大學本科

陜西西微測控

04

孟彥京

二級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

05

董繼先

二級教授/博導

工學博士

陜科大機電學院

06

鄭恩讓

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

3、實驗室專家委員會

表3 重點實驗室專家委員會成員一覽表

序號

姓名

技術職稱

文化程度

工作單位

01

黨宏社

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

02

湯 偉

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

03

王孟效

二級教授/博導

大學本科

陜西西微測控

04

孟彥京

二級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

05

鄭恩讓

三級教授/博導

工學博士

陜科大電信學院

06

張玉杰

教授/碩導

工學碩士

陜科大電信學院

07

李 健

教授/碩導

工學博士

陜科大電信學院

08

張開生

教授/碩導

工學博士

陜科大電信學院

09

周 強

教授/碩導

工學博士

陜科大電信學院

10

陳為勝

二級教授/博導

工學博士

西安電子科技大學

11

段占勝

三級教授/博導

工學博士

西安交通大學

12

李曉寧

高工/總經理

工學學士

西安維亞造紙機械

 

三、為行業企業服務情況

近30年來,本重點實驗室依托的電信學院一直堅持產學研相結合的教學科研理念,走企業高校研究所三位一體的應用型高端技術人才培養之路,不但培育出了一批批具有“三實”(專業基礎厚實、工程訓練扎實、思想作風樸實)作風的“卓越工程師型”高水平專門技術人才,造就了一批專業基礎扎實、科研和社會服務能力強的“雙師結構型”師資隊伍,而且在制漿造紙過程控制與集成優化方面取得了豐碩的科研成果,部分成果達到國際領先水平,成果產品遍及全國各地,且遠銷俄羅斯、印度、南非、東南亞等10多個國家和地區。強大的科研實力和卓越的科研成果奠定了該方向在我國輕工高校中的翹楚地位。

早于1987年,針對我國造紙工業存在的生產過程自動化程度低、水平落后之現狀,學校便成立以王孟效教授為所長的微機應用研究所。該研究所當時隸屬于學??萍继?,是一個具有獨立法人資格的高科技產業實體,也是最早進入我國造紙行業的控制工程公司之一,專門從事制漿造紙行業測控系統研發、工程服務、人才培養及科研成果應用推廣工作,能夠為造紙企業提供整機全集成自動化解決方案。2002年,研究所隨學校更名而相應地更名為陜西科技大學微機應用研究所。2006年經股份制改造,成立兩個分支:陜西西微測控工程有限公司和陜西科技大學工業自動化研究所。前者作為生產企業,為流程工業提供DCS集散控制系統;后者作為隸屬于陜西科技大學科技處的研發機構,為企業提供源源不斷的科研原動力。這樣,就構成了企業、高校和研究所三位一體的產學研無縫對接的科研和人才培養模式。在這種模式下,研究成果的實驗室研發、小試和中試都可以在“體內”完成,一旦中試成功,便能順利迅速產業化,研究生及中青年教師都能在這一實體內部得到鍛煉和提高,科研創新能力穩步提升。

通過這種無縫對接的產學研模式,本重點實驗室研發出了10多項能夠直接轉化為生產力的科研成果,如采用變頻風機的氣墊式流漿箱控制系統、采用工業現場總線的堿回收優化控制系統、采用工業現場總線的洗篩漂過程優化控制系統、BQCS-I型板紙機質量控制系統、造紙機能耗協同控制系統、節能環保型置換蒸煮控制系統、中高速衛生紙機全集成自動化控制系統、造紙廢水生化處理控制系統等。其中,成果“采用變頻風機的氣墊式流漿箱控制系統”在全國范圍內推廣應用600多套,并遠銷俄羅斯、印度、東南亞及非洲等國家和地區,“高效節能型造紙機干燥部蒸汽冷凝水熱力控制系統”在全國范圍內推廣應用100余套,“采用工業現場總線的堿回收優化控制系統”在在全國范圍內推廣應用近100套,“BQCS-I型板紙生產線質量控制系統”在全國范圍內推廣應用50余套,“中高速衛生紙機全集成自動化控制系統”在全國范圍內推廣應用20余套。這些成果對提高我國造紙工業自動化程度,提高紙產品產量和質量,降低工人的勞動強度,改善工人的工作環境,節能減排,促進行業技術進步等意義重大。陜西西微測控工程有限公司也因此于2007年被陜西省科技廳授予“高新技術企業”,2013年被授予“雙軟認證”企業和咸陽市“創新型企業”。

另外,本學科方向在行業高端技術人才培養方面也做出了重要貢獻,不但培養出了一批又一批理論和實際相結合的“卓越工程師型”高科技人才,還造就了一批“雙師結構型”教師隊伍。近20年來,本學科方向培養博士研究生10余名,碩士學位研究生近300名。部分研究生畢業后,直接去國外攻讀博士學位,并成為終身教授;部分在國內攻讀博士研究生畢業后在高校就職,并走向處級領導崗位;大部分碩士研究生畢業后,去西門子、ABB、艾默生等外資企業或者國企就職。

四、在研技術

目前,本重點實驗室每一個研究方向都有一定數量和基礎的在研技術,具體如下:

方向一:綠色環保型制漿造紙清潔生產過程控制和優化技術

在這方向方面,在研的技術有:1)節能環保型置換蒸煮(DDS)終點軟測量及控制系統;2)基于稀釋水水力式流漿箱的紙張橫幅定量控制系統;3)造紙機干燥部節能控制技術及能耗協同控制系統;4)基于數據驅動的草木漿堿回收全過程集成優化控制系統;5)造紙廢水生化處理過程集成優化控制系統。通過對這些技術的研究,試圖實現制漿造紙生產過程全集成自動化,實現生產過程的節能減排和清潔生產,大幅減少勞動力使用數量,為現代制漿造紙工業向綠色生態紙業方向可持續發展提供技術保證。

方向二:輕化工業智能制造關鍵技術

在這方向方面,在研的技術有:1)基于機器視覺的缺陷檢測技術;2)大功率設備的故障診斷技術;3)工業機器人應用技術。通過對這些技術的研究,試圖將基于大數據的智能信息處理技術和數據挖掘技術用于輕化工工業生產過程的表面瑕疵檢測及磨漿機、烘缸軸承等大功率設備的故障診斷,利用機器人取代艱苦環境下的人力勞動,并實現研究成果的產業化。

方向三:輕工業互聯網關鍵應用技術

在這方向方面,在研的技術有:1)基于PCS/MES/ERP三層架構的計算機集成過程系統關鍵技術開發及行業應用示范;2)基于互聯網+的輕化工業訂購/生產/銷售模式的關鍵技術開發及應用;3)消費行為分析及個性化產品推薦和定制服務技術的開發及應用。通過對這些技術的研究,試圖改變傳統輕化工業乃至輕工業勞動密集型的生產加工特點,向著全集成自動化、信息化、網絡化和智能化的方向發展,并逐漸改變傳統的生產和銷售觀念,進一步解放生產力,降低生產、銷售及售后服務成本,使傳統輕工業向現代輕工業的方向邁進。

方向四:清潔能源綜合利用與節能控制技術

在這方向方面,在研的技術有:1)太陽能、風能綜合利用技術;2)陽光輸送綜合利用技術;3)智能照明控制技術。通過對這些技術的研究,試圖將太陽能、風能等清潔能源用于生產工廠、庫房、地下車庫、公共場所、交通隧道的照明,以及智能家居的照明、降溫和取暖,以減少工業企業以及未來智能生活小區對常規電力的消耗,降低生產成本,向集約化生產邁進。

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