傳統產業擁有“最強大腦” 支撐產業發展

2022-01-06 11:17:54

近年來,重慶大學大力促進機械、電氣、土木等傳統優勢學科與人工智能等新興學科深度融合,面向國家重大戰略需求,積極推進傳統學科守正創新,加快優化重組學科隊伍,大力培養國家和區域產業急需人才,更好支撐和服務地方產業轉型升級,助推經濟高質量發展。

張宗益

重慶大學校長

16項一等獎、8項二等獎、1項三等獎;牽頭獲得一等獎項目成果數占全市一等獎的50%,再創歷史新高……在最近舉行的2020年度重慶市科學技術獎勵大會上,重慶大學斬獲多個獎項,交上了一份科技創新的閃亮答卷。

體制機制的創新推動著高質量成果不斷產出。近年來,重慶大學圍繞國家發展和地方建設需要,制定“人工智能+學科群”建設計劃,促進傳統優勢學科和人工智能學科交叉融合;建設了九大智慧學科群,在“雙一流”建設過程中激活學科發展的內生動力,大力營造學科交叉融合氛圍,厚植學科交叉融合土壤,不僅實現了學科建設的快速突破,也為支撐產業發展、服務國家發展和地方建設下好“先手棋”。

智慧+機械讓傳統產業擁有“最強大腦”

“高精度數控蝸輪母機這一成果打破了國外的壟斷,讓我們國家在該領域高端數控機床的生產上不再受制于人!”重慶大學機械與運載工程學院研究員王四寶說,被譽為“工業母機”的機床,是整個裝備制造業的核心生產基礎,尤其是超高精度機床等頂級機床,其技術水平直接反映了一個國家制造業的整體競爭力。在重慶大學教授王時龍的帶領下,該校研發團隊發明了高精度蝸輪母機誤差溯源及調控技術,成功研發出國內首臺具有在機檢測功能的高精度數控蝸輪母機。

不止這一項突破性的成果,機械與運載工程學院在2020年度重慶市科學技術獎勵大會上獲得了4項一等獎,涉及機械傳動、新能源汽車等多個領域。

“產業發展需要相關學科的支撐和引領。未來機械學科要發展,也要加強與產業的協同創新,不斷夯實學科傳統優勢和特色,大力推進跨學科交叉融合創新,構筑發展新動能。”重慶大學機械與運載工程學院副院長曹華軍說,在王時龍的帶領下,學院已經開展科技創新2030—“新一代人工智能”重大項目的科研攻關,將新一代人工智能技術與傳統機械制造技術深度融合,攻關智能制造的關鍵理論和技術難題,推動傳統制造業轉型升級。

曹華軍說,機械和汽車都是重慶大學的老牌學院,但2021年該校將機械工程學院、汽車工程學院、機械傳動國家重點實驗室以及重慶自主品牌汽車國家級2011協同創新中心組建為機械與運載工程學院,就是希望能進一步整合優勢資源,推進學科和平臺的深度交叉融合,提升科教融合、跨界協同培養卓越創新人才的能力,構筑服務國家重大需求和區域經濟主戰場的戰略科技力量,支撐機械工程一流學科高水平建設。未來機械工程學院在重點發展高性能傳動基礎件、綠色智能制造、新能源與智能網聯汽車3個特色優勢學科的同時,也要積極拓展智能無人系統及裝備、生物醫學機器人技術2個學科交叉新方向。

智慧+建造顛覆建筑業建造全流程

由工廠預制部品部件,再運到工地裝配起來,這就是裝配式建筑。裝配式建筑一改傳統修建房子的模式,讓建筑修建像搭積木一樣,全流程精準可控。在重慶,不少高層建筑都是裝配式建筑。

位于重慶市涪陵區26層的中科大廈是首個國家裝配式建筑科技示范項目,大廈裝配率達82.68%,實現了工廠化生產、裝配化施工。該建筑由組合鋼結構體系和新型綠色建材組成,比傳統建筑模式的施工成本低5%以上,建造過程更綠色、更環保。

“與其他行業相比,建筑業的智能建造水平較低,所以人工智能與傳統建筑業的結合是必然趨勢。”重慶大學土木工程學院院長楊慶山表示。目前,國內外關于建筑業的智能化技術尚處于探索性階段。土木工程是重慶大學的傳統優勢學科,但在智慧學科的建設上沒有故步自封,在中國工程院院士周緒紅的帶領下,在全國率先開展了建筑智能建造理論及技術的研究。

2020年6月,重慶大學振動臺實驗室成功完成國內首個足尺寸實體6層冷彎薄壁型鋼結構房屋的振動臺試驗,16.2米的高房屋結構完全裝配化,建造現場沒有用任何鋼筋水泥,全是通過鋼結構和螺栓拼裝而成,通過近百次的“地震考驗”依然巍然挺立,不僅證明了其安全可靠,而且為我國裝配式建筑發展中新材料的使用提供了借鑒經驗。

“目前,我們智能建造的研究涵蓋了智能設計、智能生產、智能檢測、智能管控等板塊。”重慶大學建筑智能建造實驗室主任劉界鵬介紹,研究團隊已建立起包括土木、計算機、自動化、數學、建筑等多個交叉學科的科研團隊,還廣泛與機械、光電等學科進行融合,出版了我國首部以智能建造算法開發為主要內容的專著和智能建造算法教材。

目前,土木工程學院在裝配式建筑和智能建造領域研究水平處于全國前列。除了重慶中科大廈,重慶陸海國際中心、重慶郭家沱長江大橋等10余個建筑項目中都有該院研究人員的身影,中建科技等企業在其全國的工程項目中也開始應用該學院的研究成果。

智慧+能源為能源發展作出新貢獻

2021年10月,由重慶大學建設的湖南雪峰山能源裝備安全國家野外科學觀測研究站正式獲批。作為世界首個能源裝備自然覆冰試驗基地,該基地在重慶大學機電學院教授蔣興良的帶領下,首次揭示了電網覆冰形成及其導致災害的機制,研發出全球首套電網覆冰預報預警系統,研究成果在全國電網推廣應用。

這只是重慶大學電氣工程學院為我國電力安全輸送作出的眾多貢獻之一。從20世紀80年代建設輸配電裝備及系統安全與新技術國家重點實驗室以來,在幾十年的發展中,重慶大學電氣工程學院成功解決了西電東送、三峽工程、青藏鐵路等的輸電安全難題。

現在,他們還將研究領域拓展到了太空——我國首個“空間太陽能電站實驗基地”已經在重慶璧山開建。在中國工程院院士楊士中的帶領下,空間太陽能電站團隊正在研究如何在地球同步軌道上建立太陽能電站收集太陽能,并將電力通過無線能量傳輸的方式傳給地面。

“我們正在建設由電氣工程專業牽頭的智慧能源學科群,致力于打造智慧能源共性開放平臺,建設國際一流研究基地。”重慶大學電氣工程學院院長李劍介紹,隨著社會發展對能源需求的增加,能源來源也越來越多,作為提高能源利用效率和整體效益的重要環節,以分布式能源為支撐的綜合能源系統必將成為我國能源體系的重要組成部分。

針對綜合能源系統整體效益和安全運行水平難以保障的瓶頸問題,重慶大學建設了綜合能源系統數字物理仿真平臺,支持從綜合能源裝備、物理系統到信息物理融合的科學探索和技術研發,由此實現從裝備效率到系統效益的提升,服務未來城市能源基礎設施。

“就未來電力與能源系統來說,智慧能源系統可為每個電力能源設備都裝上‘大腦’,實現智能感知、智能調控等,以保障供能系統安全高效運行。”李劍表示,電氣工程學院正不斷開展與物理、化學、新能源、通信及人工智能等學科的協同創新研究,將基礎研究與工程應用緊密結合,構建以“能源電氣+人工智能+大數據”為核心的學科交叉創新人才培養體系。

重慶大學校長張宗益表示:“近年來,學校大力促進機械、電氣、土木等傳統優勢學科與人工智能等新興學科深度融合,瞄準國際學術前沿,面向國家重大戰略需求,積極推進傳統學科守正創新,加快優化重組學科隊伍,不斷強化學科優勢特色,著力提升學科實力和水平,大力培養國家和區域產業急需人才,更好支撐和服務地方產業轉型升級,助推經濟高質量發展。”

(記者 雍 黎 實習生 單倩瀾)

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