“好,我現(xiàn)在就來(lái)處理?！睊鞌嚯娫?周勁迅速打開(kāi)電腦,登錄控制系統(tǒng),輕點(diǎn)鼠標(biāo)、輸入指令,短短一分鐘內(nèi),便完成了遠(yuǎn)在兩千公里外遼寧一家米廠設(shè)備的診斷與處置。

如此高效順暢的遠(yuǎn)程運(yùn)維,得益于周勁所在的武漢輕工大學(xué)“工業(yè)智能與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)”研發(fā)的創(chuàng)新成果——稻米加工數(shù)字化智能生產(chǎn)線。

近日,作為全國(guó)首條稻谷加工產(chǎn)線數(shù)字化智能系統(tǒng)的首批應(yīng)用企業(yè),湖北農(nóng)發(fā)洪森米業(yè)有限公司與武漢輕工大學(xué)進(jìn)行了聯(lián)名簽約,“武漢輕工大學(xué)”標(biāo)識(shí)將亮相企業(yè)產(chǎn)品包裝。以此為起點(diǎn),雙方將進(jìn)一步深化產(chǎn)學(xué)研合作,共同推動(dòng)糧食加工行業(yè)智能化升級(jí)。

企業(yè)出題,團(tuán)隊(duì)“揭榜”

去石、脫殼、礱谷、除塵、碾米、降溫、拋光……一條完整的稻米加工產(chǎn)線包含20余道工序、30多臺(tái)主機(jī)設(shè)備。

以湖北農(nóng)發(fā)洪森米業(yè)有限公司為例,在引入數(shù)字化智能系統(tǒng)前,生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中,對(duì)人工巡檢和經(jīng)驗(yàn)判斷的依賴(lài)程度較高,如各工序及單機(jī)流量匹配不夠均衡,易出現(xiàn)局部積料和堵料現(xiàn)象,導(dǎo)致單位能耗偏高,產(chǎn)能降低,產(chǎn)品品質(zhì)受影響。

“洪森米業(yè)提出智能改造需求,我們團(tuán)隊(duì)便‘揭榜’實(shí)施?！敝軇沤榻B,這份底氣源于團(tuán)隊(duì)多年來(lái)在糧油加工裝備領(lǐng)域的深厚積累。

“工業(yè)智能與系統(tǒng)團(tuán)隊(duì)”依托學(xué)校食品綠色加工技術(shù)與智能裝備湖北省工程研究中心,整合了食品科學(xué)與工程學(xué)院胡中澤教授、機(jī)械工程學(xué)院張永林教授、電氣與電子工程學(xué)院周勁副教授等多學(xué)科專(zhuān)家力量,形成了跨領(lǐng)域、協(xié)同創(chuàng)新的研究隊(duì)伍。

自上世紀(jì)九十年代起,團(tuán)隊(duì)便深耕糧油加工裝備的自動(dòng)化與智能化,在單機(jī)智能改造與產(chǎn)線集成方面經(jīng)驗(yàn)豐富,并與湖北永祥、中機(jī)星、金禾、興方磨具等湖北多家糧機(jī)龍頭企業(yè)建立了密切產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系,有效推動(dòng)了湖北糧機(jī)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

近五年來(lái),團(tuán)隊(duì)主持湖北省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng)、湖北省重點(diǎn)科技創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、湖北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳項(xiàng)目1項(xiàng),以及湖北省揭榜制糧食科技項(xiàng)目多項(xiàng);形成科技成果4項(xiàng),獲湖北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)2項(xiàng),發(fā)表高水平SCI論文多篇,擁有軟件著作權(quán)30余項(xiàng)、授權(quán)國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利10余項(xiàng),并實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)科技成果轉(zhuǎn)化,科研與應(yīng)用成效顯著。

智能系統(tǒng)上線,經(jīng)濟(jì)效益提升超5%

2022年7月,團(tuán)隊(duì)啟動(dòng)對(duì)洪森米業(yè)稻米加工產(chǎn)線的智能化改造。

搭建智能平臺(tái),需采集溫度、濕度、壓力、流量、視覺(jué)、位置等近300個(gè)信號(hào)。這要求傳感器的布設(shè)必須基于對(duì)風(fēng)路、管道及機(jī)械原理的深入理解,并契合糧食湖北糧網(wǎng)特點(diǎn)。“不僅得懂計(jì)算機(jī)和通信,還要熟悉機(jī)械設(shè)計(jì)與糧食加工?！敝軇耪f(shuō)。

稻米加工屬于微利行業(yè)。為確保每一筆投入都用在刀刃上,團(tuán)隊(duì)在改造過(guò)程中通過(guò)復(fù)雜系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)與優(yōu)化,注重以數(shù)據(jù)和算法提升系統(tǒng)效能,盡量減少不必要的硬件投入;同時(shí)堅(jiān)持以人為本的設(shè)計(jì)理念,在處理復(fù)雜系統(tǒng)關(guān)系的同時(shí),保持界面直觀、操作簡(jiǎn)便,推動(dòng)先進(jìn)技術(shù)以更加人性化的方式在生產(chǎn)一線落地應(yīng)用。

歷經(jīng)兩年半攻關(guān),2024年12月,團(tuán)隊(duì)成功完成洪森米業(yè)兩條產(chǎn)線的智能化改造,搭建了“設(shè)備感知—云數(shù)據(jù)庫(kù)—算法優(yōu)化—智能決策”的閉環(huán)智能平臺(tái),實(shí)現(xiàn)了全產(chǎn)線數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、智能分析與趨勢(shì)預(yù)測(cè)。

“黃色代表原料倉(cāng),綠色流動(dòng)線表示正常運(yùn)行?！敝軇旁诳刂葡到y(tǒng)動(dòng)態(tài)工藝圖前一一介紹。屏幕上,每臺(tái)設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)與數(shù)據(jù)一目了然,操作人員只需在監(jiān)控室里輕點(diǎn)鼠標(biāo),即可完成料倉(cāng)切換與故障處置,高效而便捷。

據(jù)洪森米業(yè)測(cè)算,改造后產(chǎn)線的整米率提高約5-8%,單位能耗降低15%左右,設(shè)備停機(jī)率減少20%,年綜合經(jīng)濟(jì)效益提升超過(guò)5%,實(shí)現(xiàn)了減本增效、節(jié)糧減損的雙贏。

校企接力,共推行業(yè)升級(jí)

“從菜籽油到大米,再到米糠深加工,與洪森的合作在輕工大幾代人之間接力傳承?！焙袧杀硎?企業(yè)發(fā)展,產(chǎn)品拓展,但校企合作始終延續(xù)。

“輕工優(yōu)選”品牌聯(lián)名是深化產(chǎn)學(xué)研融合的具體體現(xiàn),既推動(dòng)技術(shù)需求與科學(xué)研究對(duì)接,也加速科技成果轉(zhuǎn)化,更實(shí)現(xiàn)校企品牌共贏。

目前,該技術(shù)已進(jìn)一步推廣至糧機(jī)耗材生產(chǎn)企業(yè)的能源管理和生產(chǎn)管理領(lǐng)域,實(shí)現(xiàn)全流程可視化、可感知。下一步,團(tuán)隊(duì)將在現(xiàn)有基礎(chǔ)上持續(xù)深化,通過(guò)構(gòu)建與實(shí)際運(yùn)行高度一致的實(shí)時(shí)模型,實(shí)現(xiàn)物理工廠與數(shù)字工廠之間的雙向交互與協(xié)同運(yùn)行,不斷提升生產(chǎn)過(guò)程的可感知性、可預(yù)測(cè)性和優(yōu)化調(diào)控能力。

在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將真實(shí)稻米加工生產(chǎn)線引入教學(xué)場(chǎng)景,通過(guò)數(shù)字孿生與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛實(shí)融合的教學(xué)環(huán)境,推動(dòng)課堂教學(xué)與實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景的深度銜接,提升工程人才培養(yǎng)的實(shí)踐性和針對(duì)性。

“希望通過(guò)產(chǎn)學(xué)研深度融合,持續(xù)推動(dòng)糧食加工行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí),為守護(hù)國(guó)家糧食安全貢獻(xiàn)更多力量。”周勁表示。

(來(lái)源:武漢輕工大學(xué))