终身成就奖致敬陈丙珍院士:深耕半世纪夯实我国过程系统工程创新底座

问题——过程工业转型升级亟需“系统工程”方法与关键技术支撑。石化、炼化等过程工业装置规模大、流程长、耦合强,长期面临能耗高、波动频、优化难、数据繁杂等共性挑战。尤其大型装置连续运行场景中,生产数据“量大但不够一致”、工况“复杂且变化快”,传统以经验为主的操作方式和事后统计式改进,已难以同时满足提质增效、安全稳定与低碳发展的要求。如何用系统化建模、优化与决策方法,把复杂流程“算得准、调得快、管得稳”,成为行业与学界共同面对的关键课题。 原因——学科起步晚、基础薄、工程化难度大,推动长期投入。我国过程系统工程对应的研究起步于改革开放初期,早期缺教材、缺案例,也缺面向装置的工程试验条件。陈丙珍院士在清华等单位长期从事教学科研与工程应用推广:一上,将系统工程方法引入化工领域,组织课程与短训,推动教研团队与人才培养体系建设;另一方面,坚持从生产一线的真实问题出发,把研究方向聚焦装置运行中的关键矛盾,通过车间调研、数据积累与模型迭代,把学术问题做成可落地的工程方法,也把工程痛点提炼为可研究的科学问题。她的经历也反映出我国科技工作者关键时期“回国任教、扎根一线、服务工业”的共同选择与价值追求。 影响——推动从“事后算”到“实时调”,提升自主可控能力与绿色效益。围绕实时运行优化与数据质量治理,陈丙珍院士团队攻关异常数据识别、在线数据校正等关键环节,使优化算法更稳定地进入装置实时运行系统,带动过程工业运行管理从“事后分析”向“在线优化、动态调控”转变。围绕乙烯裂解炉等关键单元,团队研发具有自主知识产权的模拟优化软件,推动国产工业软件在核心装置环节实现可用、可替代,减少对外部工具的依赖,为重大装置稳定运行与技术迭代提供支撑。面向复杂工况下的决策需求,相关研究将知识推理、定性决策与定量计算结合,探索更可解释的智能化操作建议体系,提升复杂流程管理的可靠性与可推广性。在节能降耗上,通过换热网络优化与全厂能量系统集成等方法,形成可复制的节能改造路径,为炼厂降低能耗、释放瓶颈提供工程样板,产生明显的经济与社会效益。 对策——以工程需求牵引学科建设,以国产工具夯实产业底座。业内人士认为,过程系统工程的生命力在于“走进装置、解决问题”。一是坚持需求牵引。围绕安全、质量、能耗、排放等硬指标,把关键单元模型、数据治理、在线优化与决策支持贯通起来,形成从理论到软件再到现场应用的闭环。二是强化人才与平台。通过课程体系、案例库与产学研协同平台建设,培养既懂机理又懂数据、既会建模又能落地的复合型人才。三是加快工业软件与基础数据体系建设。面向关键装置与核心流程,完善模型库、求解器、接口标准与工程验证体系,提高国产软件的可信度、可维护性与可扩展性。四是服务“双碳”目标导向。将能量系统集成、换热网络优化等成熟方法与新型优化算法结合,推动从单点节能走向系统节能、从经验节能走向模型驱动节能。 前景——过程系统工程将在智能化、低碳化与安全韧性中拓展新空间。随着新型工业化加快,过程工业对“高端化、智能化、绿色化”提出更高要求。未来一段时期,过程系统工程的重点将从单装置优化走向全流程协同、从稳态优化走向动态优化、从局部经验走向全局最优;同时,在复杂不确定工况下的安全韧性管理、碳排放核算与优化、跨工厂能源与物料协同等,将迎来更广阔的应用场景。此次授奖不仅是对个人贡献的肯定,也体现出学界与产业界对“把关键技术掌握在自己手中、把论文写在生产线上”的共同认同。

从手绘流程图到智能算法库,从莫斯科留学生到中国工程院院士,陈丙珍的人生轨迹与共和国工业化进程紧密交织。正如纪念大会上青年学者所言:“她教会我们的不仅是公式代码,更是将论文写在工厂里的治学精神。”这份跨越半个世纪的坚守启示我们:核心技术突破离不开长期投入的定力,而产业变革的突破口,往往就藏在对一个具体问题持续攻坚的执着之中。(完)