“魚鱗算法”給封閉母線裝上“神經系統(tǒng)”
2024年11月13日
YMG全媒體記者 張?zhí)O 通訊員 馬亮 攝影報道
搬運、碼垛、裝車、卸貨……近日，在泰安市泰山啤酒廠，一輛輛裝卸車仿佛裝上了“大腦”，伸出的機械臂一次可抱起八個酒桶靈活裝卸，同時還能自動識別車體，與物料匹配后再精準裝車，形成了一條智能化的裝卸流水線。
這條智能工業(yè)生產線，是山東工商學院信息與電子科技系教授王佐勛及團隊基于裝卸車控制系統(tǒng)核心算法的研發(fā)成果，它使裝卸車在智能裝卸的同時，將裝卸速度從每小時1500袋提升到每小時最高1800袋。
而通過算法創(chuàng)新帶動生產的例子，對于王佐勛來說不勝枚舉。在剛剛過去的10月份，他連續(xù)收到兩份發(fā)明專利證書。從事控制系統(tǒng)、機器人研發(fā)的他，帶著算法走進企業(yè)，用科研成果為工業(yè)生產線裝上“智能大腦”。
他，提出“魚鱗算法”，為封閉母線裝上“神經系統(tǒng)”
在位于菏澤的山東達馳阿爾法電氣有限公司的大電流封閉母線生產線上，國內領先的封閉母線產品正一批批地生產出來。在發(fā)電站，封閉母線一頭連接發(fā)電器，一頭連接升壓變壓器，是發(fā)電廠的“咽喉”，大電流、低電壓的運行環(huán)境讓封閉母線的維護顯得非常關鍵?！胺忾]母線直徑最粗有1.5米，長度達一二百米。但很長一段時間，對封閉母線的運行狀態(tài)和檢修都是靠人工進行。”山東達馳阿爾法電氣有限公司綜合管理部主任張路介紹，直到2019年，公司與山東工商學院教授王佐勛相遇，封閉母線也終于有了“靈魂”。
了解到企業(yè)的煩惱后，從事控制算法與機器人研究的王佐勛開始嘗試將控制算法移植到封閉母線中。經過一段時間的攻關和優(yōu)化算法，王佐勛和團隊自主研發(fā)的魚鱗仿生算法最終用在了第一批封閉母線上，協(xié)同風機、水泵群等實現(xiàn)了多智能體的協(xié)同集群控制，成功解決了封閉母線內多耦合場難以控制的問題。
“通過在封閉母線安裝傳感器報警系統(tǒng)，配合控制算法，可實現(xiàn)主動檢測封閉母線的狀態(tài)，進而自動進行降溫等維護工作，同時可以讓工作人員遠程實時了解封閉母線的各種狀態(tài)，從被動檢測到主動檢測，可以說是給封閉母線安裝了個‘神經系統(tǒng)’，讓它‘活了’?！蓖踝魟捉榻B，母線中的智能系統(tǒng)可通過預留接口直接連到發(fā)電站的管理系統(tǒng)，維護起來很方便。對生產企業(yè)來說，相應的生產耗材也減少了，生產成本可減少10%至15%。幾年來，從山東海陽核電站到遼寧徐大堡核電站，智能化封閉母線的應用越來越多。
他，研發(fā)出國內第一個光伏切片機器人，僅用半年
在王佐勛的科研理念里，科研成果不僅僅是一篇篇論文，更重要的是將科研成果投入應用，為企業(yè)、為社會帶來效益?！翱蒲谐晒荒苁唛w，控制算法也要走出‘象牙塔’?！蓖踝魟渍f，他是從事智能控制、機器人研究的，他希望他的科研成果能為越來越多的工業(yè)生產線裝上“智能大腦”。
王佐勛的很多研發(fā)成果都是來自行業(yè)實實在在的需求。2010年，隨著光伏發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，一些光伏企業(yè)遇到了難點。當時，光伏板切片機器人只能從國外進口，成本非常高。為此，寧波一家企業(yè)有了自己研發(fā)這款機器人的想法，然而多次找人研發(fā)卻未能成功?！肮夥遄畛跎a出來往往是一大塊，需要將它切成很薄的片才能正常發(fā)電，而切片所用的線是很細的金剛絲，放線、切割、收線時要求極其精密，不然就會導致斷線。”了解到這一情況后，王佐勛與師兄開始了長達半年的鉆研，最終研發(fā)出了光伏板切片機器人，讓光伏板生產企業(yè)投入成本得以降低。
“做科研難，但將科研成果投入應用更難?！边@是王佐勛讀博士時，他的導師說的一句話。這些年，他一直用這句話激勵自己。作為山東工商學院控制理論與控制工程學科的帶頭人，今年52歲的王佐勛每個月待在企業(yè)里的時間不比在學校的時間少。正是這樣的鉆研精神，讓他帶著控制算法走出大學校園，讓科研成果真正服務于工業(yè)生產。
他，緊盯行業(yè)前沿技術，一個月拿到兩項專利證書
研發(fā)的控制算法在企業(yè)投用后，王佐勛仍要與企業(yè)時刻保持聯(lián)系，不斷優(yōu)化系統(tǒng)，讓產品處于行業(yè)前沿。在為企業(yè)提供服務的過程中，王佐勛的科研路越走越扎實，成果也越來越豐碩。今年10月份，他收到了“基于高階動態(tài)抑制控制器的多智能體協(xié)同控制方法”“結合混合優(yōu)化與模糊控制的封閉母線溫度監(jiān)測管理方法”兩項專利證書。此前，他的大電流封閉母線智能控制系統(tǒng)則已獲授權發(fā)明專利9項，這讓他的發(fā)明專利達到了20項。僅去年一年，他獲得的發(fā)明專利就有13項。但這并不是全部，更多可用于企業(yè)的研發(fā)成果還在路上。
據(jù)了解，王佐勛已先后為企業(yè)解決技術難題19項，與企業(yè)合作研發(fā)的套筒洗衣機（控制系統(tǒng)）遠銷加拿大、俄羅斯、非洲等國家；與企業(yè)合作研發(fā)的可燃氣體報警器，已經安裝到千家萬戶；與企業(yè)合作研發(fā)的有機廢棄物發(fā)酵發(fā)電控制系統(tǒng)每年為企業(yè)創(chuàng)造2億元產值，獲山東省科技進步二等獎。這些年，王佐勛累計發(fā)表論文71篇，SCI收錄41篇。“科研扎根在產業(yè)上，就一定能長成枝繁葉茂的大樹，也一定能收獲滿滿的果實。用科研成果服務產業(yè)發(fā)展，我也一直在路上。”王佐勛說。