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田文德教授团队在智能化工安全分析领域取得新突破

发布日期:2021-10-27

日前,我校化工学院田文德教授团队在智能化工安全分析领域取得新突破,该团队研发的智能分析预警系统填补了国内人工智能应用于化工安全领域的空白,弥补了人工及自控系统在安全预警方面存在的不足,获4项国家发明专利,达到世界先进水平,相关研究成果在化工类国际顶级学术期刊Chemical Engineering Journal上发表。

与人工相比,化工安全预测预警系统是通过深度学习技术,捕捉工艺变量的深层特征,智能、定量评估工况的风险等级并制定控制方案。简单而言,它是基于以前的经验数据,对现场数据变化进行“自主学习”和数据库更新,一旦有新的异常情况,它可以自动识别。由于这位“智能安全员”可以24小时在岗,所以能大大节约现场人力成本。“它就像天气预报一样,能根据装置上反馈的主要数据进行分析和预测,比如一小时以后可能有怎样的变化、可能出现哪些异常,并发出预警,提醒工作人员及时处置。”田文德教授说。

目前,自控系统已普遍用于企业生产的安全控制环节,但也存在一定弊端,那就是它只能严格按照人工设定的程序来执行,不具有智能性。以液位监测为例,若现场的液位监测仪表失效,则会导致物料过多进入罐体,进而引发易燃易爆危化品满溢,发生事故。田文德教授说,对于智能预测预警系统来说,即使一个仪表坏了也不要紧,因为它可以集中装置上所有自控系统的参数进行综合分析,判断这些参数之间有无冲突,然后提醒工作人员采取措施,所以它在安全监控方面比现有的单一自控系统更全面、更智能。

人工智能在日常生活中的应用已经很常见,但是人工智能与化工生产相结合却很难。这主要是因为化工生产具有生产系统庞大、生产装置多、物料多、化学反应复杂等特点,一个化工装置每秒就可以采集成千上万个数据,且数据之间关系复杂,耦合性强,所以普通的人工智能算法不适用,计算机也承受不了如此巨大的运算量。田文德团队将化工专业知识运用到智能化工安全分析领域,抓取化工生产最关键的安全环节和最核心的数据,简化了运算量,让人工智能与化工安全生产的结合得以实现。

据了解,早在2003年田文德教授就开始了对智能化工安全分析的研究工作,相关理论逐步趋于成熟,但是相关应用还处于起步阶段。目前国内只有少数高校在开展相关研发工作,其应用在海外发达国家也是刚起步。“人工智能与化工安全生产的结合在国际上是很受重视的研究方向和发展趋势,我们的自主研发也得到了国际顶级学术期刊和相关专家的认可。”田文德教授说。

田文德教授目前为我校化工学院副院长,博士生导师,中国系统工程学会过程系统工程专业委员会委员,山东化学化工学会化工安全专业委员会委员。长期从事过程系统工程方向的科学研究,为国家自然科学基金函评和会评专家,中国博士后科学基金评审专家;主持国家自然科学基金项目2项、山东省自然科学基金项目3项、山东省优秀中青年科学家科研奖励基金项目1项、教育部留学回国人员科研启动基金项目1项,参与山东省重大科技创新工程项目1项,主持企业横向项目10余项;在Chemical Engineering Journal、Journal of Cleaner Production、Chinese Journal of Chemical Engineering等国内外期刊上发表学术论文60余篇,获得国家发明专利4项、软件著作权12项;获山东省科技进步奖二等奖1项、山东省高等学校科学技术奖一等奖1项、国家安全生产监督管理总局安全生产科技成果奖一等奖1项、中国石油和化学工业科技进步奖二等奖1项。                                            (朱瑞娟)

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