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打开我国石化工业科技进步的智能化大门
——记华东理工大学科研处处长钱锋
尚家清
石化工业是能源和原材料的重要组成部分，也是国家的支柱产业之一，乙烯工业则是石化工业的核心，是其发展水平的重要标志。然而，我国石化工业的总体技术水平与国际先进水平还存在着较大差距，目前我国乙烯装置的生产设备都是从国外引进，其投资大，建设周期长，国产化程度低，消化、吸收、创新不够，尤其是生产过程中的先进控制技术和软件更适应不了国内乙烯生产原料多变的情况。面对我国乙烯工业的现状，华东理工大学当时的在读硕士研究生钱锋认为，必须着手研制开发具有自主知识产权、适合国内乙烯生产特点的先进控制技术和软件，用自动化技术提升现有的乙烯装置生产技术，把改变石化工业自动控制技术的落后局面作为突破口，综合多学科知识，努力研发乙烯生产过程的建模、先进控制和优化技术与软件。
这是一个带有战略性的设想，如果这个突破口能打开，将从根本上改变我国石化工业先进控制技术落后的面貌。但是，这个设想也存在着风险，乙烯生产过程是所有石油化工生产中流程最长、设备最多，工艺机理最复杂的一环，研究开发先进控制技术的风险和难度很大，成功与失败同时伴存。为此，钱锋多次前往研究基地——扬子石化公司实地考察。扬子石化公司地处江苏省，交通便利，企业工程技术人员和职工的文化程度较高，公司管理规范，且公司内的乙烯装置是从国外引进的大型装置。经过多次考察和反复思考，钱锋心里终于有了“谱”。
１９９８年秋，在对课题进行了深入的基础和应用基础理论研究后，作为项目负责人钱锋率课题组进驻厂里，与企业的工程技术人员一同奋战在第一线。先从熟悉设备开始，逐步摸索、学习、研究。要使国外引进的装置在国内生产过程中发挥最大的效能，就必须对其核心操作单元的计算机先进控制技术和软件进行技术改造和创新，这种创新集结了计算机技术、人工智能技术、化学工程技术、石化工艺技术和自动控制技术等多门学科知识。更关键的是，在试验过程中，必须保持原有的工艺流程、工艺操作、生产过程不中断，还必须绝对杜绝试验引起的故障、停产和设备爆炸等事故。乙烯的化学成分非常活跃，稍有疏忽，极易酿成事故。扬子石化是我国石化工业的大户，一旦停产，每分钟对国家造成的损失是以数万元来计算的。工厂至上，人命关天，一向以沉着、稳重、心细而胆大的钱锋深深感到任务的艰巨和担子的沉重。为了保证万无一失，钱锋带领攻关组白天工作在生产装置现场，与工程技术人员一起摸索解决“瓶颈”难题的方法和策略。晚上回到宿舍用计算机进行模拟试验，反复核算，对每组数据都进行模拟测试。多次论证后才在工业装置上试行，经过１０年的艰苦努力和摸索，１９９８年“乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术”的成果终于在扬子石油化工有限公司获得应用成功。
“乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术”的发明降低了能耗，提高了产率。该成果研究开发了具有自主知识产权、适合国内乙烯生产特点的乙烯生产过程先进控制技术和软件，提高了乙烯装置的生产技术水平和国际竞争力，同时也产生了重大的经济效益。从１９９８年５月至２００１年底，该技术在扬子石油化工有限公司陆续投入，累计创造新增利润６４２５．７９万元，新增税收１０９２．４０万元，合计新增利税７５１８．１９万元。
这一成果在国内乙烯工业中产生了很大的影响，其推广应用市场十分广阔，目前已推广应用到中国石化齐鲁股份有限公司的每年４５万吨大型乙烯生产装置上，且亦可直接推广应用到国内其他已建成的大中型乙烯生产装置上，包括目前正在建设中的上海赛科９０万吨乙烯工程和南京扬巴一体化６０万吨乙烯生产装置。如果国内全行业乙烯生产装置都采用该成果，不仅能创造十分可观的经济效益，而且可使乙烯生产过程的自动控制水平上一个台阶，达到同类装置的国际领先水平。成果中的神经网络应用技术可以推广应用到其他石油化工生产过程中，特别采用自动化技术提升传统产业生产技术水平，推动了我国石化工业的科技进步和跨越式发展，为信息化带动工业化提供了良好的示范。
“乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术”深入研究了神经网络的工程应用技术，在理论方法和应用技术上有重大的突破和创新，在工程应用上价值显著，有效地解决了当前乙烯工业生产过程中迫切需要解决的应用技术瓶颈。该项成果融合化学工程、人工智能、自动控制等理论和技术为一体，摆脱了单一学科的局限，获得三项国家发明专利和一项计算机软件著作权登记。２００１年获中国高校科技进步一等奖，２００２年获国家科技进步二等奖。在项目研制过程中，其四项成果（包括子课题）分别通过了上海市、江苏省和中国石化总公司组织的省部级鉴定，技术水平均达到国际先进，部分技术达到国际领先水平。
与国内外同类技术比较，“乙烯生产过程基于神经网络的软测量和智能控制技术”在研究开发的理论方法和技术结构上有很大的改进和创新，更适合国内的工艺生产操作现状。
穿梭于上海（华东理工大学）——南京（扬子石化有限公司）之间，钱锋争分夺秒，十年来硕果累累。近年，作为第一完成人，他主持了二十余项科研项目的研究开发，其中有十七项研究成果通过了省部级鉴定和验收，累计为企业创造了二亿多元利税。除了乙烯生产智能控制技术获国家科技进步二等奖之外，作为第一完成人，他还获得了两项教育部科技进步一等奖，一项江苏省科技进步二等奖，两项中国石化集团公司（部级）科技进步三等奖；作为第一发明人，已被授权了五项国家发明专利和六项计算机软件著作权，公开和申请了六项国家发明专利。去年钱锋获得了２００３年上海市科技精英提名奖，被教育部评为“跨世纪人才”和上海市优秀学科带头人，并进入首批“百千万人才工程”国家级人选名单。今年，又传来他获得2004年度上海市科学技术进步奖一等奖的消息。
在成绩和荣誉面前，钱锋显得非常冷静，作为学科带头人，他仍然奋发在科研第一线，战斗在科研的前锋。
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