访第十六届中国专利奖优秀奖获得者
“在我看来,未来人与机器之间的冲突并不是像电影中演的那样是具有拟人类高智商机器人对人类的威胁,而是智能机器对人类劳动力的替代所带来的人类过分依赖机器人使自身能力的退化”,我校电子信息与电气工程学部教授、博士生导师、国家863计划先进制造技术领域系统控制技术主题专家仲崇权教授笑着说。仲崇权教授认为“工业4.0”下的“智慧工厂”必将颠覆传统的制造方式,工业化与信息化两化融合将是各国先进制造业发展的必然趋势。
从上世纪九十年代我国实现空压站和换热站的无人值守,到今天越来越多工厂开始实现无人化操作,智能工厂已经不再是一种新鲜事物。“这一方面是因为劳动力的逐渐减少,简单的劳动密集型产业将逐渐向机器人应用方向过渡。另外一方面,制造业的发展将对装备全自动化、远程监控、诊断和管理、以及安全可靠性上提出了更高的要求。”仲崇权教授介绍说。针对未来制造业发展的新需求,早在几年前我们就调整了研发战略,建立智能工厂研发部门,使其产品逐渐向网络化、智能化、集成化发展,将工厂监控、设备监控和制造执行管理融为一体在统一平台上开发,为客户提供了一体化解决方案和可靠的技术服务,客户可根据需求组成符合自身特点的智能工厂平台。
这次获得国家专利奖优秀奖的“工业控制网络冗余容错系统”就是仲崇权教授研发团队研发的网络化制造与智能工厂相关的关键技术之一。该系统将网络冗余、设备冗余、自动管理与热切换等诸多特性结合到一起,提出了一种集多种冗余结构以及自动化故障侦测与切换管理为一体的工业控制网络冗余容错系统。对于智能工厂来说,控制网络系统就好比人的神经系统,及时将各部位运行的实时情况传输给“中枢神经”,以便及时做出判断。而仲崇权教授研发的冗余容错系统就像是给控制系统配备了两套“中枢神经”,可在控制网络运行中自动同步两个冗余的控制网络中的资源,也能同时自动判断是否发生故障。如果发现故障,系统可以在很短时间内自动、平滑地切换到备份的控制网络中去,以确保整个系统能够在发生故障后仍然能够正常平稳地运行。
目前,该技术已在大连理工计算机控制工程有限公司进行转化和产业化,该公司研制的协同自动化系统NEAS由网络化可编程控制系统、数控和机器人控制系统、软仪表控制系统、编程开发软件和监控管理开发软件组成。这些系统通过产品销售的形式在全国400多家企业得到了应用,实现了纺织装备、电子制造装备、机械制造装备、橡塑机、机器人、环保设备、冶金设备、市政设施的高可靠性、高可用性的控制。
随着“中国制造2025”和“工业4.0”时代的到来,越来越多企业将面向产品个性化和定制化、流程虚拟化、制造智能化、工厂智慧化和物流人性化方向发展。尤其是关系到国计民生的重点领域与行业,控制系统和信息系统等核心技术能否实现自主研发将决定着未来我国的制造业智能化进程是否会受到他国的钳制。这也是为什么仲崇权教授团队要积极参与到国家标准“用于工业测量与控制系统的EPA系统结构和通信标准”和国际标准“Real Time Ethernet EPA(Ethernet for Plant Automation)”等系列标准的制定中的原因,该系列标准奠定了我国网络化控制系统的体系架构。
“但是目前我国多数行业使用的控制系统多是国外品牌”,仲崇权教授感慨说,不过围绕着“工业装备节能控制技术国家地方联合工程实验室”、“工业装备监测与控制教育部工程研究中心”、“辽宁省工业装备分布式控制工程技术研究中心”和“大连市工业装备节能控制工程实验室”等国家和省市科研基地的建设,将大大提升我国控制领域创新能力和核心技术掌控能力。我们的目标是,研发出具有中国自主核心技术的网络化控制系统和基于互联网的信息化平台系统,与国外产品一决高下,推动我国“互联网+”和“中国制造2025”战略的实施。