05

山东工商学院教授将科研成果投入应用,为企业、社会带来效益 “鱼鳞算法”给封闭母线装上“神经系统” 烟台日报 2024年11月13日

YMG全媒体记者 张苹 通讯员 马亮 摄影报道

搬运、码垛、装车、卸货……近日,在泰安市泰山啤酒厂,一辆辆装卸车仿佛装上了“大脑”,伸出的机械臂一次可抱起八个酒桶灵活装卸,同时还能自动识别车体,与物料匹配后再精准装车,形成了一条智能化的装卸流水线。

这条智能工业生产线,是山东工商学院信息与电子科技系教授王佐勋及团队基于装卸车控制系统核心算法的研发成果,它使装卸车在智能装卸的同时,将装卸速度从每小时1500袋提升到每小时最高1800袋。

而通过算法创新带动生产的例子,对于王佐勋来说不胜枚举。在刚刚过去的10月份,他连续收到两份发明专利证书。从事控制系统、机器人研发的他,带着算法走进企业,用科研成果为工业生产线装上“智能大脑”。

他,提出“鱼鳞算法”,为封闭母线装上“神经系统”

在位于菏泽的山东达驰阿尔法电气有限公司的大电流封闭母线生产线上,国内领先的封闭母线产品正一批批地生产出来。在发电站,封闭母线一头连接发电器,一头连接升压变压器,是发电厂的“咽喉”,大电流、低电压的运行环境让封闭母线的维护显得非常关键。“封闭母线直径最粗有1.5米,长度达一二百米。但很长一段时间,对封闭母线的运行状态和检修都是靠人工进行。”山东达驰阿尔法电气有限公司综合管理部主任张路介绍,直到2019年,公司与山东工商学院教授王佐勋相遇,封闭母线也终于有了“灵魂”。

了解到企业的烦恼后,从事控制算法与机器人研究的王佐勋开始尝试将控制算法移植到封闭母线中。经过一段时间的攻关和优化算法,王佐勋和团队自主研发的鱼鳞仿生算法最终用在了第一批封闭母线上,协同风机、水泵群等实现了多智能体的协同集群控制,成功解决了封闭母线内多耦合场难以控制的问题。

“通过在封闭母线安装传感器报警系统,配合控制算法,可实现主动检测封闭母线的状态,进而自动进行降温等维护工作,同时可以让工作人员远程实时了解封闭母线的各种状态,从被动检测到主动检测,可以说是给封闭母线安装了个‘神经系统’,让它‘活了’。”王佐勋介绍,母线中的智能系统可通过预留接口直接连到发电站的管理系统,维护起来很方便。对生产企业来说,相应的生产耗材也减少了,生产成本可减少10%至15%。几年来,从山东海阳核电站到辽宁徐大堡核电站,智能化封闭母线的应用越来越多。

他,研发出国内第一个光伏切片机器人,仅用半年

在王佐勋的科研理念里,科研成果不仅仅是一篇篇论文,更重要的是将科研成果投入应用,为企业、为社会带来效益。“科研成果不能束之高阁,控制算法也要走出‘象牙塔’。”王佐勋说,他是从事智能控制、机器人研究的,他希望他的科研成果能为越来越多的工业生产线装上“智能大脑”。

王佐勋的很多研发成果都是来自行业实实在在的需求。2010年,随着光伏发电行业的发展,一些光伏企业遇到了难点。当时,光伏板切片机器人只能从国外进口,成本非常高。为此,宁波一家企业有了自己研发这款机器人的想法,然而多次找人研发却未能成功。“光伏板最初生产出来往往是一大块,需要将它切成很薄的片才能正常发电,而切片所用的线是很细的金刚丝,放线、切割、收线时要求极其精密,不然就会导致断线。”了解到这一情况后,王佐勋与师兄开始了长达半年的钻研,最终研发出了光伏板切片机器人,让光伏板生产企业投入成本得以降低。

“做科研难,但将科研成果投入应用更难。”这是王佐勋读博士时,他的导师说的一句话。这些年,他一直用这句话激励自己。作为山东工商学院控制理论与控制工程学科的带头人,今年52岁的王佐勋每个月待在企业里的时间不比在学校的时间少。正是这样的钻研精神,让他带着控制算法走出大学校园,让科研成果真正服务于工业生产。

他,紧盯行业前沿技术,一个月拿到两项专利证书

研发的控制算法在企业投用后,王佐勋仍要与企业时刻保持联系,不断优化系统,让产品处于行业前沿。在为企业提供服务的过程中,王佐勋的科研路越走越扎实,成果也越来越丰硕。今年10月份,他收到了“基于高阶动态抑制控制器的多智能体协同控制方法”“结合混合优化与模糊控制的封闭母线温度监测管理方法”两项专利证书。此前,他的大电流封闭母线智能控制系统则已获授权发明专利9项,这让他的发明专利达到了20项。仅去年一年,他获得的发明专利就有13项。但这并不是全部,更多可用于企业的研发成果还在路上。

据了解,王佐勋已先后为企业解决技术难题19项,与企业合作研发的套筒洗衣机(控制系统)远销加拿大、俄罗斯、非洲等国家;与企业合作研发的可燃气体报警器,已经安装到千家万户;与企业合作研发的有机废弃物发酵发电控制系统每年为企业创造2亿元产值,获山东省科技进步二等奖。这些年,王佐勋累计发表论文71篇,SCI收录41篇。“科研扎根在产业上,就一定能长成枝繁叶茂的大树,也一定能收获满满的果实。用科研成果服务产业发展,我也一直在路上。”王佐勋说。