传统产业拥有“最强大脑” 支撑产业发展

2022-01-06 11:17:54

近年来,重庆大学大力促进机械、电气、土木等传统优势学科与人工智能等新兴学科深度融合,面向国家重大战略需求,积极推进传统学科守正创新,加快优化重组学科队伍,大力培养国家和区域产业急需人才,更好支撑和服务地方产业转型升级,助推经济高质量发展。

张宗益

重庆大学校长

16项一等奖、8项二等奖、1项三等奖;牵头获得一等奖项目成果数占全市一等奖的50%,再创历史新高……在最近举行的2020年度重庆市科学技术奖励大会上,重庆大学斩获多个奖项,交上了一份科技创新的闪亮答卷。

体制机制的创新推动着高质量成果不断产出。近年来,重庆大学围绕国家发展和地方建设需要,制定“人工智能+学科群”建设计划,促进传统优势学科和人工智能学科交叉融合;建设了九大智慧学科群,在“双一流”建设过程中激活学科发展的内生动力,大力营造学科交叉融合氛围,厚植学科交叉融合土壤,不仅实现了学科建设的快速突破,也为支撑产业发展、服务国家发展和地方建设下好“先手棋”。

智慧+机械让传统产业拥有“最强大脑”

“高精度数控蜗轮母机这一成果打破了国外的垄断,让我们国家在该领域高端数控机床的生产上不再受制于人!”重庆大学机械与运载工程学院研究员王四宝说,被誉为“工业母机”的机床,是整个装备制造业的核心生产基础,尤其是超高精度机床等顶级机床,其技术水平直接反映了一个国家制造业的整体竞争力。在重庆大学教授王时龙的带领下,该校研发团队发明了高精度蜗轮母机误差溯源及调控技术,成功研发出国内首台具有在机检测功能的高精度数控蜗轮母机。

不止这一项突破性的成果,机械与运载工程学院在2020年度重庆市科学技术奖励大会上获得了4项一等奖,涉及机械传动、新能源汽车等多个领域。

“产业发展需要相关学科的支撑和引领。未来机械学科要发展,也要加强与产业的协同创新,不断夯实学科传统优势和特色,大力推进跨学科交叉融合创新,构筑发展新动能。”重庆大学机械与运载工程学院副院长曹华军说,在王时龙的带领下,学院已经开展科技创新2030—“新一代人工智能”重大项目的科研攻关,将新一代人工智能技术与传统机械制造技术深度融合,攻关智能制造的关键理论和技术难题,推动传统制造业转型升级。

曹华军说,机械和汽车都是重庆大学的老牌学院,但2021年该校将机械工程学院、汽车工程学院、机械传动国家重点实验室以及重庆自主品牌汽车国家级2011协同创新中心组建为机械与运载工程学院,就是希望能进一步整合优势资源,推进学科和平台的深度交叉融合,提升科教融合、跨界协同培养卓越创新人才的能力,构筑服务国家重大需求和区域经济主战场的战略科技力量,支撑机械工程一流学科高水平建设。未来机械工程学院在重点发展高性能传动基础件、绿色智能制造、新能源与智能网联汽车3个特色优势学科的同时,也要积极拓展智能无人系统及装备、生物医学机器人技术2个学科交叉新方向。

智慧+建造颠覆建筑业建造全流程

由工厂预制部品部件,再运到工地装配起来,这就是装配式建筑。装配式建筑一改传统修建房子的模式,让建筑修建像搭积木一样,全流程精准可控。在重庆,不少高层建筑都是装配式建筑。

位于重庆市涪陵区26层的中科大厦是首个国家装配式建筑科技示范项目,大厦装配率达82.68%,实现了工厂化生产、装配化施工。该建筑由组合钢结构体系和新型绿色建材组成,比传统建筑模式的施工成本低5%以上,建造过程更绿色、更环保。

“与其他行业相比,建筑业的智能建造水平较低,所以人工智能与传统建筑业的结合是必然趋势。”重庆大学土木工程学院院长杨庆山表示。目前,国内外关于建筑业的智能化技术尚处于探索性阶段。土木工程是重庆大学的传统优势学科,但在智慧学科的建设上没有故步自封,在中国工程院院士周绪红的带领下,在全国率先开展了建筑智能建造理论及技术的研究。

2020年6月,重庆大学振动台实验室成功完成国内首个足尺寸实体6层冷弯薄壁型钢结构房屋的振动台试验,16.2米的高房屋结构完全装配化,建造现场没有用任何钢筋水泥,全是通过钢结构和螺栓拼装而成,通过近百次的“地震考验”依然巍然挺立,不仅证明了其安全可靠,而且为我国装配式建筑发展中新材料的使用提供了借鉴经验。

“目前,我们智能建造的研究涵盖了智能设计、智能生产、智能检测、智能管控等板块。”重庆大学建筑智能建造实验室主任刘界鹏介绍,研究团队已建立起包括土木、计算机、自动化、数学、建筑等多个交叉学科的科研团队,还广泛与机械、光电等学科进行融合,出版了我国首部以智能建造算法开发为主要内容的专著和智能建造算法教材。

目前,土木工程学院在装配式建筑和智能建造领域研究水平处于全国前列。除了重庆中科大厦,重庆陆海国际中心、重庆郭家沱长江大桥等10余个建筑项目中都有该院研究人员的身影,中建科技等企业在其全国的工程项目中也开始应用该学院的研究成果。

智慧+能源为能源发展作出新贡献

2021年10月,由重庆大学建设的湖南雪峰山能源装备安全国家野外科学观测研究站正式获批。作为世界首个能源装备自然覆冰试验基地,该基地在重庆大学机电学院教授蒋兴良的带领下,首次揭示了电网覆冰形成及其导致灾害的机制,研发出全球首套电网覆冰预报预警系统,研究成果在全国电网推广应用。

这只是重庆大学电气工程学院为我国电力安全输送作出的众多贡献之一。从20世纪80年代建设输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室以来,在几十年的发展中,重庆大学电气工程学院成功解决了西电东送、三峡工程、青藏铁路等的输电安全难题。

现在,他们还将研究领域拓展到了太空——我国首个“空间太阳能电站实验基地”已经在重庆璧山开建。在中国工程院院士杨士中的带领下,空间太阳能电站团队正在研究如何在地球同步轨道上建立太阳能电站收集太阳能,并将电力通过无线能量传输的方式传给地面。

“我们正在建设由电气工程专业牵头的智慧能源学科群,致力于打造智慧能源共性开放平台,建设国际一流研究基地。”重庆大学电气工程学院院长李剑介绍,随着社会发展对能源需求的增加,能源来源也越来越多,作为提高能源利用效率和整体效益的重要环节,以分布式能源为支撑的综合能源系统必将成为我国能源体系的重要组成部分。

针对综合能源系统整体效益和安全运行水平难以保障的瓶颈问题,重庆大学建设了综合能源系统数字物理仿真平台,支持从综合能源装备、物理系统到信息物理融合的科学探索和技术研发,由此实现从装备效率到系统效益的提升,服务未来城市能源基础设施。

“就未来电力与能源系统来说,智慧能源系统可为每个电力能源设备都装上‘大脑’,实现智能感知、智能调控等,以保障供能系统安全高效运行。”李剑表示,电气工程学院正不断开展与物理、化学、新能源、通信及人工智能等学科的协同创新研究,将基础研究与工程应用紧密结合,构建以“能源电气+人工智能+大数据”为核心的学科交叉创新人才培养体系。

重庆大学校长张宗益表示:“近年来,学校大力促进机械、电气、土木等传统优势学科与人工智能等新兴学科深度融合,瞄准国际学术前沿,面向国家重大战略需求,积极推进传统学科守正创新,加快优化重组学科队伍,不断强化学科优势特色,着力提升学科实力和水平,大力培养国家和区域产业急需人才,更好支撑和服务地方产业转型升级,助推经济高质量发展。”

(记者 雍 黎 实习生 单倩澜)

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