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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，以智能制造為主攻方向，加快工業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新發(fā)展，加快制造業(yè)生產方式和企業(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，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、安全生產意義重大，以油田、電網為代表的關系國民經濟命脈的重大工業(yè)設施，尤其需要工業(yè)無線控制技術提供智能化、數(shù)字化的解決方案。”

　　于海斌率領團隊深耕工業(yè)無線控制技術已有17年，不僅創(chuàng)建了國際領先的工業(yè)無線控制技術體系，還牽頭制定了我國在工業(yè)無線控制領域首個國際電工委員會（IEC）國際標準——WIA-PA標準。相關成果在國家電網、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)帶來經濟效益近3億元，也使我國工業(yè)無線控制技術達到國際領先水平。

　　從無到有 搭建工業(yè)無線控制技術體系

　　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。

　　工業(yè)無線技術興起于21世紀初。該技術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)提高生產效率、提升生產質量、節(jié)約能源和降低排放的重要使能技術。

　　如今，無處不在的Wi-Fi可以輕松實現(xiàn)終端聯(lián)網，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)網的核心是互聯(lián)網信息技術（IT）系統(tǒng)與工控系統(tǒng)操作技術（OT）系統(tǒng)深度融合，而工業(yè)無線網絡是實現(xiàn)IT/OT融合的革命性技術。工業(yè)互聯(lián)網使得控制系統(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)驅動的優(yōu)化控制新模式。

　　沈陽自動化所工業(yè)控制網絡與系統(tǒng)研究室主任曾鵬介紹說，近些年來，該所在國內牽頭開展工業(yè)無線核心技術攻關，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數(shù)據(jù)集成三大技術難點，從無到有逐步搭建起了工業(yè)無線控制技術體系。

　　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)合調控機制、資源彈性調度方法和信道動態(tài)選擇方法，達到了千點級工業(yè)無線網絡秒級確定性時延和99%以上傳輸可靠性的國際領先指標。

　　做國際標準 贏得國際話語權

　　“當年，我們在技術研發(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委員會，開始著手“工業(yè)用無線通信技術”國家標準體系研究和關鍵標準的起草工作，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、控制與自動化技術委員會參與投票的有26個P成員國（IEC擁有投票權的成員國），我們獲得了100%的通過率，那是非常令人驕傲的結果。”于海斌說。

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

　　2015年，經過IEC和歐洲電工技術標準化委員會聯(lián)合投票，WIA-PA正式被采納為歐洲標準。這對于WIA-PA產品進入歐洲市場、促進國際智能制造產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技術孵化的產業(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、遼河油田油氣生產物聯(lián)網工程項目。

　　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)無線測控網絡技術創(chuàng)新在前序工作基礎上，進一步服務于我國油田領域數(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)，提質增效已經成為油田發(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)網基礎設施是實現(xiàn)油田生產全面互聯(lián)和實時信息采集的關鍵，是智慧油田建設的基礎性工作。”曾鵬說，WIA-PA技術具有的低時延、高可靠、廣覆蓋、高安全性等特點尤其適用于油田大規(guī)模網絡建設。

　　沈陽自動化所結合油田生產需求，開發(fā)了基于WIA-PA技術標準的油井遠程監(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搭建了覆蓋輸變配用過程的電網全域狀態(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，在國內首次將全域狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)融入電網調度，實現(xiàn)了運營監(jiān)測、配網調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)網核心技術創(chuàng)新，以提升我國制造業(yè)數(shù)字化、網絡化、智能化發(fā)展水平為目標，將創(chuàng)新技術與促進制造業(yè)生產方式根本性變革精準對接。”