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中国轻工业清洁生产自动化与信息化重点实验室简介
2016-11-29 17:44  

一、基本简介

本重点实验室由陕西科技大学电气与信息工程学院和陕西西微测控工程有限公司联合申请设立。前者作为轻工业自动化高端人才的集聚地,主要承担应用基础和应用技术方面的研究工作;后者作为我国浆纸自动化方面的知名企业,主要完成研发成果的产业化推广工作。实验室拥有省部级学术带头人4人,高级职称教师和高水平博士63人,企业专职科研人员15人,实验室总占地面积1700多平方米,实验设备3500多台套。

实验室以实现高能耗、高污染的轻化工业向绿色生态工业方向可持续发展为使命,以节能环保型轻化工业清洁生产过程控制和优化关键技术以及轻工行业信息化和智能化关键技术为中心研究课题,围绕绿色环保型制浆造纸清洁生产过程控制和优化、轻化工业智能制造关键技术、轻工业互联网关键应用技术、清洁能源综合利用与节能控制技术展开理论和产业化应用技术研究,打造由企业、高校和研究所联合组成的集工艺、装备和自动化三位一体的产学研无缝对接式的重点实验室,为我国轻工行业培养“双师结构型”教师队伍和“卓越工程师型”科技人才,解决行业发展的瓶颈问题。

随着4C技术(计算机、控制、通信、显示)及互联网+技术的发展,轻工业4.0的概念也逐渐走向清晰。本重点实验室坚持以自动化连接工业化和信息化、以信息化带动工业化、以工业化促进信息化的发展理念,在开展以制浆造纸为代表的轻化工业清洁生产过程自动化理论和产业化应用技术研究工作的同时,还将引领我国轻化工业向新型工业化道路迈进,并将研究成果向轻工业其它领域拓展。

二、组织结构

1、实验室管理(领导)委员会

表1 重点实验室管理(领导)成员一览表

序号

姓 名

技术职称

文化程度

重点实验室职务

01

党宏社

三级教授/博导

工学博士

主 任

02

汤 伟

三级教授/博导

工学博士

常务副主任

03

王孟效

二级教授/博导

大学本科

副主任

04

孟彦京

二级教授/博导

工学博士

副主任

05

周 强

教授/硕导

工学博士

秘书

2、实验室学术委员会

表2 重点实验室学术委员会成员一览表

序号

姓名

技术职称

文化程度

学术职务

01

党宏社

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

02

汤 伟

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

03

王孟效

二级教授/博导

大学本科

陕西西微测控

04

孟彦京

二级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

05

何立风

特聘教授/博导

工学博士

日本爱知县立大学

06

董继先

二级教授/博导

工学博士

陕科大机电学院

07

郑恩让

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

3、实验室专家委员会

表3 重点实验室专家委员会成员一览表

序号

姓名

技术职称

文化程度

工作单位

01

党宏社

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

02

汤 伟

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

03

王孟效

二级教授/博导

大学本科

陕西西微测控

04

孟彦京

二级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

05

何立风

特聘教授/博导

工学博士

日本爱知县立大学

06

郑恩让

三级教授/博导

工学博士

陕科大电信学院

07

张玉杰

教授/硕导

工学硕士

陕科大电信学院

08

李 健

教授/硕导

工学博士

陕科大电信学院

09

张开生

教授/硕导

工学博士

陕科大电信学院

10

周 强

教授/硕导

工学博士

陕科大电信学院

11

陈为胜

二级教授/博导

工学博士

西安电子科技大学

12

段占胜

三级教授/博导

工学博士

西安交通大学

13

李晓宁

高工/总经理

工学学士

西安维亚造纸机械

三、为行业企业服务情况

近30年来,本重点实验室依托的电信学院一直坚持产学研相结合的教学科研理念,走企业高校研究所三位一体的应用型高端技术人才培养之路,不但培育出了一批批具有“三实”(专业基础厚实、工程训练扎实、思想作风朴实)作风的“卓越工程师型”高水平专门技术人才,造就了一批专业基础扎实、科研和社会服务能力强的“双师结构型”师资队伍,而且在制浆造纸过程控制与集成优化方面取得了丰硕的科研成果,部分成果达到国际领先水平,成果产品遍及全国各地,且远销俄罗斯、印度、南非、东南亚等10多个国家和地区。强大的科研实力和卓越的科研成果奠定了该方向在我国轻工高校中的翘楚地位。

早于1987年,针对我国造纸工业存在的生产过程自动化程度低、水平落后之现状,学校便成立以王孟效教授为所长的微机应用研究所。该研究所当时隶属于学校科技处,是一个具有独立法人资格的高科技产业实体,也是最早进入我国造纸行业的控制工程公司之一,专门从事制浆造纸行业测控系统研发、工程服务、人才培养及科研成果应用推广工作,能够为造纸企业提供整机全集成自动化解决方案。2002年,研究所随学校更名而相应地更名为陕西科技大学微机应用研究所。2006年经股份制改造,成立两个分支:陕西西微测控工程有限公司和陕西科技大学工业自动化研究所。前者作为生产企业,为流程工业提供DCS集散控制系统;后者作为隶属于陕西科技大学科技处的研发机构,为企业提供源源不断的科研原动力。这样,就构成了企业、高校和研究所三位一体的产学研无缝对接的科研和人才培养模式。在这种模式下,研究成果的实验室研发、小试和中试都可以在“体内”完成,一旦中试成功,便能顺利迅速产业化,研究生及中青年教师都能在这一实体内部得到锻炼和提高,科研创新能力稳步提升。

通过这种无缝对接的产学研模式,本重点实验室研发出了10多项能够直接转化为生产力的科研成果,如采用变频风机的气垫式流浆箱控制系统、采用工业现场总线的碱回收优化控制系统、采用工业现场总线的洗筛漂过程优化控制系统、BQCS-I型板纸机质量控制系统、造纸机能耗协同控制系统、节能环保型置换蒸煮控制系统、中高速卫生纸机全集成自动化控制系统、造纸废水生化处理控制系统等。其中,成果“采用变频风机的气垫式流浆箱控制系统”在全国范围内推广应用600多套,并远销俄罗斯、印度、东南亚及非洲等国家和地区,“高效节能型造纸机干燥部蒸汽冷凝水热力控制系统”在全国范围内推广应用100余套,“采用工业现场总线的碱回收优化控制系统”在在全国范围内推广应用近100套,“BQCS-I型板纸生产线质量控制系统”在全国范围内推广应用50余套,“中高速卫生纸机全集成自动化控制系统”在全国范围内推广应用20余套。这些成果对提高我国造纸工业自动化程度,提高纸产品产量和质量,降低工人的劳动强度,改善工人的工作环境,节能减排,促进行业技术进步等意义重大。陕西西微测控工程有限公司也因此于2007年被陕西省科技厅授予“高新技术企业”,2013年被授予“双软认证”企业和咸阳市“创新型企业”。

另外,本学科方向在行业高端技术人才培养方面也做出了重要贡献,不但培养出了一批又一批理论和实际相结合的“卓越工程师型”高科技人才,还造就了一批“双师结构型”教师队伍。近20年来,本学科方向培养博士研究生10余名,硕士学位研究生近300名。部分研究生毕业后,直接去国外攻读博士学位,并成为终身教授;部分在国内攻读博士研究生毕业后在高校就职,并走向处级领导岗位;大部分硕士研究生毕业后,去西门子、ABB、艾默生等外资企业或者国企就职。

四、在研技术

目前,本重点实验室每一个研究方向都有一定数量和基础的在研技术,具体如下:

方向一:绿色环保型制浆造纸清洁生产过程控制和优化技术

在这方向方面,在研的技术有:1)节能环保型置换蒸煮(DDS)终点软测量及控制系统;2)基于稀释水水力式流浆箱的纸张横幅定量控制系统;3)造纸机干燥部节能控制技术及能耗协同控制系统;4)基于数据驱动的草木浆碱回收全过程集成优化控制系统;5)造纸废水生化处理过程集成优化控制系统。通过对这些技术的研究,试图实现制浆造纸生产过程全集成自动化,实现生产过程的节能减排和清洁生产,大幅减少劳动力使用数量,为现代制浆造纸工业向绿色生态纸业方向可持续发展提供技术保证。

方向二:轻化工业智能制造关键技术

在这方向方面,在研的技术有:1)基于机器视觉的缺陷检测技术;2)大功率设备的故障诊断技术;3)工业机器人应用技术。通过对这些技术的研究,试图将基于大数据的智能信息处理技术和数据挖掘技术用于轻化工工业生产过程的表面瑕疵检测及磨浆机、烘缸轴承等大功率设备的故障诊断,利用机器人取代艰苦环境下的人力劳动,并实现研究成果的产业化。

方向三:轻工业互联网关键应用技术

在这方向方面,在研的技术有:1)基于PCS/MES/ERP三层架构的计算机集成过程系统关键技术开发及行业应用示范;2)基于互联网+的轻化工业订购/生产/销售模式的关键技术开发及应用;3)消费行为分析及个性化产品推荐和定制服务技术的开发及应用。通过对这些技术的研究,试图改变传统轻化工业乃至轻工业劳动密集型的生产加工特点,向着全集成自动化、信息化、网络化和智能化的方向发展,并逐渐改变传统的生产和销售观念,进一步解放生产力,降低生产、销售及售后服务成本,使传统轻工业向现代轻工业的方向迈进。

方向四:清洁能源综合利用与节能控制技术

在这方向方面,在研的技术有:1)太阳能、风能综合利用技术;2)阳光输送综合利用技术;3)智能照明控制技术。通过对这些技术的研究,试图将太阳能、风能等清洁能源用于生产工厂、库房、地下车库、公共场所、交通隧道的照明,以及智能家居的照明、降温和取暖,以减少工业企业以及未来智能生活小区对常规电力的消耗,降低生产成本,向集约化生产迈进。

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