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    不久前，中央全面深化改革委員會第十四次會議強調(diào)，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產(chǎn)方式和企業(yè)形態(tài)根本性變革。今年的政府工作報告也明確指出，發(fā)展工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，推進智能制造。

　　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）所長于海斌在接受《中國科學報》采訪時表示：“工業(yè)無線控制系統(tǒng)對于工業(yè)節(jié)能減排、安全生產(chǎn)意義重大，以油田、電網(wǎng)為代表的關(guān)系國民經(jīng)濟命脈的重大工業(yè)設施，尤其需要工業(yè)無線控制技術(shù)提供智能化、數(shù)字化的解決方案。”

　　于海斌率領(lǐng)團隊深耕工業(yè)無線控制技術(shù)已有17年，不僅創(chuàng)建了國際領(lǐng)先的工業(yè)無線控制技術(shù)體系，還牽頭制定了我國在工業(yè)無線控制領(lǐng)域首個國際電工委員會（IEC）國際標準——WIA-PA標準。相關(guān)成果在國家電網(wǎng)、中石油和鞍鋼等行業(yè)龍頭企業(yè)開展了標桿應用，近3年為企業(yè)帶來經(jīng)濟效益近3億元，也使我國工業(yè)無線控制技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

　　從無到有 搭建工業(yè)無線控制技術(shù)體系

　　2003年，剛憑借“現(xiàn)場總線分布控制系統(tǒng)開發(fā)及應用”獲國家科技進步獎二等獎的于海斌把目光投向了工業(yè)無線技術(shù)。

　　工業(yè)無線技術(shù)興起于21世紀初。該技術(shù)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制造信息系統(tǒng)和環(huán)境，進而推動工業(yè)信息化系統(tǒng)的功能擴展與提升，是實現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、提升生產(chǎn)質(zhì)量、節(jié)約能源和降低排放的重要使能技術(shù)。

　　如今，無處不在的Wi-Fi可以輕松實現(xiàn)終端聯(lián)網(wǎng)，但工廠里的設備之間如何實現(xiàn)無線互聯(lián)？

　　于海斌解釋道，工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的核心是互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)與工控系統(tǒng)操作技術(shù)（OT）系統(tǒng)深度融合，而工業(yè)無線網(wǎng)絡是實現(xiàn)IT/OT融合的革命性技術(shù)。工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)使得控制系統(tǒng)擺脫了線纜的束縛，實現(xiàn)大規(guī)模的感知部署，形成數(shù)據(jù)驅(qū)動的優(yōu)化控制新模式。

　　沈陽自動化所工業(yè)控制網(wǎng)絡與系統(tǒng)研究室主任曾鵬介紹說，近些年來，該所在國內(nèi)牽頭開展工業(yè)無線核心技術(shù)攻關(guān)，著眼于高并發(fā)控制信息實時可靠傳輸、超低功耗高精度感知和協(xié)同控制平臺多源異構(gòu)數(shù)據(jù)集成三大技術(shù)難點，從無到有逐步搭建起了工業(yè)無線控制技術(shù)體系。

　　其中，沈陽自動化所科研團隊自主研發(fā)的時空頻三元聯(lián)合調(diào)控機制、資源彈性調(diào)度方法和信道動態(tài)選擇方法，達到了千點級工業(yè)無線網(wǎng)絡秒級確定性時延和99%以上傳輸可靠性的國際領(lǐng)先指標。

　　做國際標準 贏得國際話語權(quán)

　　“當年，我們在技術(shù)研發(fā)上做了許多工作，但企業(yè)不敢使用。于是我們開始思考，技術(shù)到底要做到什么程度，才能保證企業(yè)在工業(yè)無線環(huán)境下的生產(chǎn)是安全可靠的呢？”于海斌回憶稱，恰逢德國的流程工業(yè)自動化系統(tǒng)用戶協(xié)會（NAMUR）發(fā)布了一份報告，明晰了相關(guān)指標，這也為下一步創(chuàng)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(guān)部門組織下，沈陽自動化所牽頭協(xié)同全國工業(yè)過程測量和控制標準化技術(shù)委員會，開始著手“工業(yè)用無線通信技術(shù)”國家標準體系研究和關(guān)鍵標準的起草工作，并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(fā)布。同時，經(jīng)歷了提案建議、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于2011年11月被國際電工委員會定為國際標準。

　　“當時IEC工業(yè)過程測量、控制與自動化技術(shù)委員會參與投票的有26個P成員國（IEC擁有投票權(quán)的成員國），我們獲得了100%的通過率，那是非常令人驕傲的結(jié)果。”于海斌說。

　　據(jù)介紹，WIA-PA作為國際三大流程自動化無線網(wǎng)絡技術(shù)標準之一，還獲得了2016年國際自動化學會（ISA）“卓越技術(shù)創(chuàng)新獎”，標志著我國在工業(yè)無線領(lǐng)域的研究和應用已處于國際領(lǐng)先地位，為中國在工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)領(lǐng)域贏得了話語權(quán)。

　　2015年，經(jīng)過IEC和歐洲電工技術(shù)標準化委員會聯(lián)合投票，WIA-PA正式被采納為歐洲標準。這對于WIA-PA產(chǎn)品進入歐洲市場、促進國際智能制造產(chǎn)能合作方面起到了重要作用。

　　頻獲大單 行業(yè)應用顯成效

　　今年6月，基于WIA-PA技術(shù)孵化的產(chǎn)業(yè)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(chǎn)品先后中標中石油大慶油田數(shù)字化建設工程項目、遼河油田油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)工程項目。

　　據(jù)悉，大慶油田是我國最大的油田，也是世界上為數(shù)不多的特大型陸相砂巖油田之一，曾鵬告訴《中國科學報》：“中科奧維的中標，標志著沈陽自動化所工業(yè)無線測控網(wǎng)絡技術(shù)創(chuàng)新在前序工作基礎上，進一步服務于我國油田領(lǐng)域數(shù)字化建設。”

　　近年來，國際油價大幅波動，尤其是進入2020年以來，國際油價暴跌，低油價或是今后能源行業(yè)尤其是石油行業(yè)不得不面對的常態(tài)，提質(zhì)增效已經(jīng)成為油田發(fā)展的迫切需求，促使石油企業(yè)由“數(shù)字化”進入到“智慧化”的發(fā)展道路。

　　“物聯(lián)網(wǎng)基礎設施是實現(xiàn)油田生產(chǎn)全面互聯(lián)和實時信息采集的關(guān)鍵，是智慧油田建設的基礎性工作。”曾鵬說，WIA-PA技術(shù)具有的低時延、高可靠、廣覆蓋、高安全性等特點尤其適用于油田大規(guī)模網(wǎng)絡建設。

　　沈陽自動化所結(jié)合油田生產(chǎn)需求，開發(fā)了基于WIA-PA技術(shù)標準的油井遠程監(jiān)測與優(yōu)化控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)已在大慶油田和遼河油田穩(wěn)定運行2~3年，覆蓋700余口油井、建立了近4000個無線監(jiān)測點位，油田降本增效成效顯著。2020年，該系統(tǒng)將繼續(xù)在中石油大慶油田、遼河油田等開展更大規(guī)模應用，預計新增點數(shù)將達到近5萬點。

　　除了服務智慧油田建設，沈陽自動化所科研團隊還為國家電網(wǎng)搭建了覆蓋輸變配用過程的電網(wǎng)全域狀態(tài)監(jiān)測服務系統(tǒng)。曾鵬介紹道，該系統(tǒng)首次實現(xiàn)電網(wǎng)長距離、大跨度輸變電設施廣域的實時在線監(jiān)測和安全預警，在國內(nèi)首次將全域狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)融入電網(wǎng)調(diào)度，實現(xiàn)了運營監(jiān)測、配網(wǎng)調(diào)度和異常告警的一體化集成，為企業(yè)降低故障率75%，降低巡檢勞動量達30%。

　　此外，科研團隊還在鞍鋼建成了連退爐爐輥軸承無線測溫系統(tǒng)，幫助企業(yè)實現(xiàn)關(guān)鍵設備軸承在線監(jiān)測與診斷，避免了點檢不及時和設備故障等導致的停機問題，在行業(yè)內(nèi)率先實現(xiàn)連退軋制線的預測性維護。

　　展望“十四五”，于海斌表示：“我們將在前期科研工作的基礎上，繼續(xù)加強工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)核心技術(shù)創(chuàng)新，以提升我國制造業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡化、智能化發(fā)展水平為目標，將創(chuàng)新技術(shù)與促進制造業(yè)生產(chǎn)方式根本性變革精準對接。”