1939万元！东北大学柴天佑院士领衔获得国家自然科学基金重大项目

近日，国家自然科学基金委员会公布了2019年国家自然科学基金重大项目的立项名单。中国工程院院士、东北大学柴天佑教授牵头申报的“重大耗能设备智能系统基础理论与关键技术”获得2019年国家自然科学基金重大项目立项，资助直接经费1939万元。

国家自然科学基金重大项目面向科学前沿和国家经济、社会、科技发展及国家安全的重大需求中的重大科学问题，超前部署，开展多学科交叉研究和综合性研究，充分发挥支撑和引领作用，提升我国基础研究源头创新能力。

工业制造是国民经济的重要支柱，是实现发展升级的国之重器。随着自动化和信息技术的发展，我国大型的制造企业大多采用企业资源计划(ERP)、制造执行系统(MES)、过程控制系统(PCS)或装备控制系统(DCS)三层结构，装备了相关计算机控制系统实现过程控制和装备控制，以完成生产经营计划与管理、生产过程的运行操作与管理。

但由于复杂工业系统的优化决策涉及多冲突目标、多冲突约束、多尺度的动态优化的世界性科学难题，当前企业的生产经营与生产制造过程运行操作的决策仍然依靠知识型工作者凭知识和经验来完成。

流程工业综合自动化国家重点实验室

当市场、生产条件发生变化时，决策者难以及时准确地做出决策，从而导致资源综合利用率低、产品质量低、生产成本高、能源消耗大、环境污染严重等问题。中国制造业如何由大变强，发展工业人工智能毋庸置疑。

工业人工智能是自动化和人工智能的结合。将制造过程所需的信息无缝地结合到原材料到产品的转换过程当中，从而形成一个高度互联的工业实体。实现增强劳动力素质、提高工作效率、更好服务客户的目的，为先进制造带来新的希望。

为此，工业人工智能需要将人工智能技术与制造流程的控制系统、管理系统和制造流程的物理资源深度融合与协同。

柴天佑院士牵头申报的“重大耗能设备智能系统基础理论与关键技术”将围绕多源信息的动态感知、预报模型、决策与控制优化集成三个核心科学问题，采用信息物理融合系统的思想和嵌入式互联网技术相互融合与协同的技术，将建模、控制、优化理论方法与大数据驱动的人工智能技术相结合，开展如下4个课题的研究：

1

复杂环境下重大耗能设备运行工况智能识别方法

2

重大耗能设备生产过程智能建模方法

3

重大耗能设备智能优化与控制一体化研究

4

重大耗能设备智能系统研发与关键技术验证

该项目有望实现智能制造的远景，即将企业原来的ERP/MES/PCS(DCS)三层结构变为由人机合作智能优化决策系统和装备(过程)智能自主控制系统组成的两层结构。具有了感知、认知、决策功能，解决无法实现ERP、MES、DCS(PCS)无缝集成优化的难题，实现企业决策与控制一体化，从而实现制造流程全局优化。在典型重大耗能设备取得引领我国新一代智能制造的示范应用成果，使智能系统的决策水平优于优秀的知识工作者，使先进企业的重大耗能设备节能效果显著，单吨能耗指标达到国际领先。

企业由三层结构转变为智能化两层结构

个人

简介

柴天佑

中国工程院院士，控制理论与控制工程专家，IEEE Fellow, IFAC Fellow。曾任国际自动控制联合会（IFAC）技术局成员及IFAC制造与仪表技术协调委员会主席(1996-1999)，国家自然科学基金委员会信息科学部主任（2010-2018）。现任东北大学学术委员会主任，《自动化学报》主编。

杨涛

2012年获美国华盛顿州立大学博士学位。2012-2014年，在瑞典皇家理工学院任职博士后，2014年，加入美国能源部太平洋西北国家实验室，任职博士后，后晋升为Scientist。2016-2019年，在美国北得克萨斯州大学任职助理教授，2019年入选国家青年高层次人才类项目，加入东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室，任职教授、博士生导师。

编辑 | 赵芷莹

责编 | 段亚巍 周洛琦  管珊珊

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