刘焕彬院士：开启工业数据价值 引领造纸智能制造

李总理在2019年全国人大的政府工作报告中指出，推动传统产业改造提升，打造工业互联网平台，拓展“智能+”，为制造业转型升级赋能。

这意味着各行各业都将面临新的机遇和挑战。作为传统制造业，造纸行业该如何运用“互联网+”，实现智能化发展？

3月27日，由中国造纸学会主办，中国仪器仪表学会产品信息工作委员会、中国造纸学会自动化专业委员会、北京源信荟泰科技咨询有限公司承办的“2019中国制浆造纸自动化技术与智能制造研讨会”在湖南省岳阳市召开。

与会期间，记者有幸对华南理工大学原校长、俄罗斯工程院外籍院士刘焕彬院士进行了采访。

据了解，刘焕彬院士长期从事高等学校教学与科研工作，重视学科交叉、技术创新与集成，重视研究成果产业化，先后主持和承担了30多项国家和省部级的重点科研项目，在制浆造纸过程、数学模型与过程模拟、软测量和过程控制、节能减排和污染控制等多个领域取得了突破性的进展。交谈中，对于我国造纸工业的智能化发展，刘焕彬院士向我们表达了他的想法。

从全球看，造纸工业

已具备从工业3.0走向工业4.0的基础条件

1960年，刘焕彬院士以优异的成绩考进华南理工大学工程理化系绝密专业。1963年服从国家建设需要，转到制浆造纸专业学习，从此，他便与纸结下了不解之缘。工欲善其事，必先利其器。为进一步提升自己，1974至1975年，刘焕彬院士进入教育部在华南理工大学自动化系举办的“化工过程测量与自动控制”专修班学习。1986至1987年作为高级访问学者赴美国爱达荷大学进修过程建模与计算机模拟，以其优异的研究成果，被聘为该校客座教授和加拿大高技术应用公司的特邀研究员。这些经历，为其“跨界集成创新”的研究方向打下了扎实的基础。

“我们知道造纸术是中国的四大发明之一，在工业革命用机械化替代手工生产之前，没有人会想到纸张可以多品种、大批量的进行工业化生产。在人类完成的前三次工业革命中，造纸工业均处在领头地位。”刘焕彬院士解释道，荷兰人1750年便发明了利用风力的荷兰式打浆机，比1784年开始的以工业机械化为代表的第一次工业革命早了34年；英国人福德里尔兄弟于1803年成功研发和制造出第一台长网纸机，让造纸过程从离散式生产进化到了流程化生产，比1870年开始的第二次工业革命早了67年；1961年，造纸业成功实现运用计算机控制生产过程，比1969年开始的第三次工业革命早了8年；21世纪初，德国西门子公司提出工业信息化概念和成套技术架构，再次为造纸工业迈向工业4.0进行了前期探索。因此，从全球和技术角度看，造纸工业已具备从工业3.0走向工业4.0的坚实的行业基础和条件。

刘焕彬院士指出:“以‘工业互联网+先进制造’为代表的第四次工业革命，是一次技术突破和企业重构。同时，它又是一次技术创新思维方式的转变。我们不能停留在仅仅从造纸去看造纸，而是要用大系统的思维方法去思考问题，要用跨界集成、协同创新的互联思路去寻找解决问题的方法，要用优化与智能化的技术手段去提高效益，实现预期目标。”他认为，我国造纸工业应主动融入智能制造技术的生态圈，逐步实现造纸工业4.0的目标。

“工业互联网+先进浆纸制造业”

造纸强国之路任重而道远

“几年前，德国提出了‘工业4.0’战略，美国提出了‘工业互联网’，我国提出了‘中国制造2025’战略规划，核心是基于工业互联网平台去实现工业制造智能化。工业互联网平台是数字浪潮下，工业体系和互联网体系的深度融合的产物，是新一轮工业革命的关键技术支撑。现在，发达国家都很重视工业互联网平台的研发和建设，都在努力争夺工业互联网平台建设的制高点。工业互联网平台包含三层结构：

一、工业数据的采集传输交换层；

二、数据的快速计算处理和高级建模分析层；

三、实现智能控制、优化运营的服务(APP)层。

简单地说，工业互联网平台的功能本质是：数据采集与分析+高级建模与快速计算=各种应用服务。”刘焕彬院士说。

接着，刘院士分析了我国制造业智能化技术发展状况。他认为，我国与发达国家相比，我国的优势在于政府非常重视工业互联网平台建设，采取了较为有力的促进措施，组织了很多互联网发展专项，取得了明显的成果。例如，我国在5G的研发和建设走在了世界的前列，国家高度重视工业互联网发展，工业互联网的顶层架构、组织体系、推进机制已基本形成，政策体系不断完善，已从概念的普及开始进入到实践的发展阶段。我国互联网发展理念、商业模式、应用实践有较成熟经验，基本形成覆盖了全社会的互联网生态，对推进工业互联网平台建设和应用有独特优势。但是，我国与欧美发达国家水平相比还存在很大差距：

一、我国缺乏效率高、成本低的数据测量采集技术和装置；

二、大数据分析和建模技术比较薄弱；

三、构建特定工业场景的工业APP研发和应用方面存在差距；

四、技术装备的短板。

这些都在提醒我们必须加快转型速度。

刘焕彬院士强调，我国已是产量世界第一的造纸大国，部分造纸龙头企业的生产技术水平已与国际先进水平相当。但是，具有先进技术水平的主要装置和自动化系统都是从国外引进或购买的，而且大多数造纸企业还处于工业2.0与工业3.0之间的水平。因此，我国造纸工业向智能化发展还有较长的路要走。

刘焕彬院士对我国造纸工业智能化发展提出了如下四点建议：

1.做好规划，抓住重点。行业要组织力量，做好规划，着力研发面向造纸企业智能化的关键共性技术。例如，适用于造纸行业工业互联网平台，造纸行业的各种应用软件和APP，造纸行业的智能装置等等。

2.跨界集成,协同创新。在技术研发和应用推广过程中，应该走跨界集成、协同创新之路，要主动与相关行业合作。闭门自守将要落后。行业要支持既懂互联网又懂造纸工业生产和节能的高端技术研发和服务公司的发展。

3.分类指导，先易后难。根据我国造纸工业技术水平差异，在转型过程中要先易后难，逐步实现。首先，要釆取有效措施提高企业自动化水平和装备水平，走完工业3.0的路程。其次，在基础较好的造纸企业，要主动融入工业智能化技术产业生态圈，主动推广应用新技术。企业要积极参与“企业上云”，可以从“互联网+工业节能”作为切入点上云。

例如应用技术比较成熟的“智能能源管理云平台(POI-EMS)”上云，既是能耗在线监测系统又是提高精化和优化管理水平手段，在此基础上逐步提高智能化水平。

4.效益导向，稳妥实施。实现企业智能化是一个渐进过程。而且是在原有自动化水平的基础完善和发展的，要一步一个脚印，以效益为导向，稳妥实施。

工业互联网时代造纸业急需复合型人才

再好的技术最终还是需要人去研发和应用，说到造纸行业人才培养问题，刘焕彬院士说：“工业互联网时代，造纸业急需复合型人才。适应信息化智能化时代的人才，必须具有对信息、知识与数据的应用能力，对各种知识、专家经验等具有较强的综合能力，从而适应互联互通的信息社会的需要。其任务是非常艰巨的。”他认为当前我国工科类大学的教育，虽然经过多次改革有了不同程度的进步，但是从专业设置、课程教学安排和教学方法等方面，大都还基本停留在几十年前工业2.0时代的思维模式，加之长期受计划经济和我国初步工业化历程的影响，以培养“岗位工程师”为主要目的，存在许多不适应培养新时代人才的问题，主要表现在：1.专业口径过窄，学生知识面不宽；2.教学方式以知识传授为主，学生处于被动状态，缺少主动性和独立思考能力培养；3.教育模式单一，培养出的学生，千人一面，习惯模仿和继承，因而缺乏创新能力，缺乏互联思维。

据了解，从上世纪70年代开始，作为华南理工大学制浆造纸工程专业负责人和后来的学科带头人的刘焕彬院士，主导了制浆造纸专业的教学体制改革，将教学和科研紧密地结合起来，使制浆造纸学科的学术水平显著提高，1984年批准为博士点继而成为博士后流动站，1987年评为国家重点学科，1989年批准建设全国唯一的制浆造纸工程国家重点实验室，1996年批准建设全国唯一的造纸与污染控制国家工程研究中心。成为全国高校中少有的兼有国家重点实验室和国家工程研究中心的高水平学科。他为这个“一流学科”的建设立下了汗马功劳。

在1995年到2003年担任华南理工大学校长期间，刘焕彬院士致力于学校的改革和发展，积极开展“共建”和联合办学，使学校综合实力和整体水平不断提高。他提出了“重人品、厚基础、强能力、宽适应”的人才培养指导思想，大刀阔斧开展教学改革，制定和实施了大学教育“三个转变”的措施：从过窄的专业教育转变为大专业教育(华工从58个专业合并、保留、新增为33个专业)；从统一规格的培养模式转变为“合格+特长”的培养模式(减少统一教学计划学时，实行辅修、双专业、双学位制，培养发展学生的特长)；从传授知识为主的教学模式转变为注重培养学生创新和实践能力的教学模式。以他为主导的教学改革成果——“社会经济转型期本科教育创新的探索与实践”，获国家教学成果一等奖。

“参加工作五十多年，我一直在思考自己的研究成果能否真正为社会、为经济建设创造价值？就是说研究成果产业化非常重要。我的理念是要以产业为背景，做一些应用基础研究和应用研究，要把研究成果产业化，为社会发展创造价值。”刘焕彬院士如是说。

刘焕彬从校长岗位退下来后，便开拓了节能与过程优化新的研究方向，并组织了新的研究团队，提出了“跨界集成、协同创新、创造价值”的团队科研和技术开发的理念。秉持着这样的理念，2014年底，刘焕彬院士团队在广州创建了广州博依特智能信息科技有限公司。博依特科技是一家聚焦为制造业提供SaaS软件产品和工业大数据应用服务的互联网公司。博依特科技的使命是“让制造更智能，使工业更绿色”，公司践行智能制造和绿色制造协同创新，基于团队20多年来对流程工业过程建模与模拟研究经验，采用物联网、云计算和大数据技术，构建企业智能制造平台，开启工业数据价值，通过精细化管理、优化资源配置提升企业核心竞争力和效益。博依特公司研发的企业能源管理信息云平台(POI-EMS)已在高能耗的造纸、陶瓷、水泥、玻璃、食品等轻工行业的70多个大中企业中应用，取得了明显的节能和经济效果。据统计，在2015至2017三年期间，有关企业应用博依特公司研发的能源管理云平台(POI-EMS)后，共实现直接经济效益近18亿元，节约56万吨标准煤，减少碳排放145万吨。博依特科技现在已是一家国家级的高新技术企业。

刘焕彬院士表示，“互联网+工业节能”是“工业互联网+制造业”的重要组成部分和切入点。造纸产业应该积极应用跨界集成、协同创新的互联思路去寻找解决问题的方案，应用信息化手段为企业转型升级赋能。博依特公司研发的能源管理云平台(POI-EMS)是一项值得推广应用的新技术，博依特科技将热忱为造纸企业提供应用服务。

在采访的最后，对于我国造纸产业的未来，刘焕彬院士说出了自己的心声：“造纸产业是典型的传统产业，在企业智能化发展过程中会遇到许多挑战。但是，正如管理大师彼得.德鲁克所说，无论什么传统产业，之所以能发展壮大，就是因为它们对知识和信息进行了重组。我相信，只要坚持技术创新、效益导向，通过应用新一代信息技术手段，不断重组与提升，我国造纸业会继续与国民经济同步发展，将造纸大国建设成为造纸强国。”