
通訊員楊子豪 見習記者馬秋芬
“文章中用到了語義分割,在標題中卻只寫這一個是不是不太好?”“因為數(shù)據(jù)集是多相的,加上多相組織會是個亮點?!鲍@得2019年湖北科學進步一等獎的李維剛,顧不得獲獎的喜悅,便開始投入到研究生的論文修改中。這只是他任教以來的一個小片段,獲獎頗豐的他不僅科研成就卓著,教學方法也別具一格,鼓勵學生“把科研論文‘寫’在生產(chǎn)線上”。
李維剛,2019年湖北省科技進步一等獎第一完成人,我校信息科學與工程學院教授、博士生導師,主要從事冶金過程數(shù)學模型與優(yōu)化控制、數(shù)據(jù)科學及分析、人工智能和機器學習算法。他發(fā)表國內(nèi)外重要核心期刊論文40余篇,申請中國發(fā)明專利30余項、美國發(fā)明專利2項;榮獲湖北省科技進步一等獎1項、吳文俊人工智能科技進步二等獎2項、中國冶金科技進步三等獎1項、中國寶武集團技術創(chuàng)新重大成果獎2項。15年的躬身篤行,李維剛用實力交出一份滿意的答卷。
八年磨一劍,解決行業(yè)難題
鋼鐵材料是應用最廣泛的工業(yè)基礎原材料,熱軋商品材則是最重要的鋼鐵產(chǎn)品大類之一?!盁徇B軋是最復雜的冶金生產(chǎn)工序,數(shù)學模型則是熱連軋生產(chǎn)過程的大腦和中樞。”李維剛介紹。隨著熱軋技術不斷向“以熱代冷”和“高強減薄”的趨勢發(fā)展,李維剛敏銳意識到,集超薄、高強、高表面于一身的熱軋商品材將成為市場的新需求。
一道難題擺在眼前:傳統(tǒng)熱連軋機組難以批量穩(wěn)定生產(chǎn)目標產(chǎn)品?!耙脗鹘y(tǒng)熱連軋工藝批量生產(chǎn)熱軋高強、超薄規(guī)格與高表面質(zhì)量兼?zhèn)涞母吒郊又诞a(chǎn)品,必須進行系統(tǒng)的重大技術創(chuàng)新?!睘榻鉀Q這一行業(yè)難題,李維剛帶領團隊說干就干,這一干就是八年。
在不改變現(xiàn)有常規(guī)熱連軋機組裝備的情況下,實現(xiàn)高強、超薄規(guī)格與高表面質(zhì)量三者兼?zhèn)涞母吒郊又诞a(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)并非易事?!俺 薄案邚姟本鶗е戮垯C架軋制負荷大,而“高表面”則要求軋制負荷不能過大,上述需求相互矛盾難以兼顧,軋制難度極大。要在這三者中找到平衡,更是難上加難。僅超薄規(guī)格的熱連軋過程,李維剛將其形象比喻為“一根線連續(xù)穿過七個針眼”,任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)些許偏差,帶鋼就會變成廢品,這是因為極易出現(xiàn)帶鋼頭部穿帶困難、板形難控、跑偏等軋制穩(wěn)定性問題。
幾番摸索,團隊從正在興起的智能化浪潮中獲取了靈感,構建的“機理模型+特征點+擬插值+自適應”軋制模型新體系,一改傳統(tǒng)的層別劃分法,實現(xiàn)了模型自學習系數(shù)的連續(xù)化,解決了換規(guī)格軋制模型精度差的頑疾。而首次研發(fā)的軋機設備精度及操作行為智能辨識系統(tǒng),能對設備精度進行在線診斷,確保精度失效得到及時預防,同時分析操作行為的有效性并修正操作失誤。模型的智能化、控制的精細化、數(shù)據(jù)的實用化解決了超薄、高強與高表面之間的矛盾,李維剛和其團隊也守得云開見月明。
項目成功研發(fā)后,迅速在寶武集團等多家企業(yè)推廣應用,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟社會效益,僅梅山鋼鐵一條熱軋生產(chǎn)線就實現(xiàn)新增經(jīng)濟效益2.7億元。而“以熱帶冷”的熱軋酸洗產(chǎn)品,節(jié)約了大量資源和能源消耗。
李維剛團隊出色的成績獲得多名行業(yè)著名專家高度評價。國家冶金自動化工程技術中心主任孫彥廣贊揚,項目實現(xiàn)了極限規(guī)格、極限性能產(chǎn)品的批量穩(wěn)定生產(chǎn),推動了鋼鐵行業(yè)的綠色轉型,支撐了國家節(jié)能減排戰(zhàn)略,對國內(nèi)外熱連軋機組具有示范推廣價值。
成長于“1880”,成熟于“1780”
回想起科研經(jīng)歷,李維剛頗有感慨。在中國寶武集團中央研究院擔任研究員期間,他作為骨干研發(fā)人員,承擔了寶鋼第一條自主集成熱連軋生產(chǎn)線1880過程控制系統(tǒng)的研發(fā)工作。整個項目最核心的關鍵軋線模型開發(fā)技術,壓在了年僅30歲的李維剛肩上。
項目調(diào)試期間,工作室溫度高達30多度,而李維剛一待便是十幾個小時?!拔覀兊墓ぷ魇菄鴥?nèi)首次研發(fā),沒有參考文獻,沒有指導老師,再困難的問題也要靠自己解決,必須咬牙堅持?!崩罹S剛堅定地說。
有一天晚上,他手機關機。凌晨5點,李維剛被同事從床上叫醒,讓他立即去現(xiàn)場排查問題。當時工廠精軋廢鋼,生產(chǎn)被迫暫停,大家都不知道問題出在哪,需要精通模型與數(shù)據(jù)分析的人員來排查故障,進而恢復生產(chǎn)?!皦毫艽?,所有人都等著你,不解決問題就不能開工,廢鋼一塊損失高達幾十萬,停產(chǎn)一小時會帶來幾十萬的損失。”面對難題,李維剛告訴自己要保持絕對的沉著和冷靜,“堅持堅持再堅持?!苯?jīng)過細致縝密的計算與分析,李維剛成功地找出問題根源,并迅速給出解決方案,生產(chǎn)恢復正常。當時緊張的情況,李維剛仍歷歷在目。
經(jīng)此一事,只要現(xiàn)場有疑難故障,領導、同事第一時間想到的就是李維剛。有時遇上節(jié)假日,一接到電話,過會兒李維剛的身影就出現(xiàn)在廠里。他深切體會到,核心技術決定整個項目的成敗,擔任了這個角色,就要承擔起責任。“1880的項目讓我受益匪淺,我在這里獲得很大的成長,后來面對生產(chǎn)問題排查、模型故障診斷、數(shù)據(jù)分析方面,處理起來我都得心應手。”李維剛說。
有了“寶鋼1880”的經(jīng)驗積累,“梅鋼1780”的項目開發(fā)過程容易許多。雖然大部分技術已在“1880”驗證過,但李維剛承擔的研發(fā)任務與責任卻不減反增,調(diào)試過程中的各種“攔路虎”都是對他智力與體力的雙重考驗?!耙郧笆敲^過河,現(xiàn)在能獨當一面了?!?3歲的李維剛憑著一股子勁,和團隊再接再厲,歷時三年研發(fā)梅鋼1780熱連軋過程控制系統(tǒng),比“1880”用時還短了一年。
此后,李維剛還承擔了寶鋼1580熱連軋機組三電改造、寧鋼1780熱連軋機組三電改造、湛江2250熱連軋機組新建等多個重大科研與工程項目。在旁人看來枯燥的工作,李維剛卻樂在其中。
調(diào)入永利集團88304官網(wǎng)后,李維剛并沒有放慢腳步。他接連主持“融合工業(yè)大數(shù)據(jù)與冶金機理的微合金鋼性能預報模型研究”等國家自然科學基金面上項目,及“漣鋼熱軋相變過程變形抗力模型研發(fā)”“平安電工云母板自動剪切生產(chǎn)線”等10多項企業(yè)橫向科研課題。李維剛的研究解決了企業(yè)實際生產(chǎn)的技術難題,企業(yè)年新增經(jīng)濟效益達億元以上。
把科研論文“寫”在生產(chǎn)線上
從熟知書本理念卻不善應用的學生,到基本功扎實的實干型工作者,這份特別的成長經(jīng)歷讓李維剛認識到,腳踏實地才是做好研究的前提?!鞍芽蒲姓撐摹畬憽谏a(chǎn)線上?!笔撬煸谧爝叺囊痪湓?。
作為研究生導師,李維剛想培養(yǎng)的,是既具有寬闊專業(yè)知識,還具備較高相關技能的創(chuàng)造性人才。李維剛給學生提供參與科研項目的機會,希望他們能夠在實際中得到充分歷練,提升解決問題的綜合能力。
嚴師出高徒,李維剛帶的研究生們成績也十分優(yōu)異。2018級碩博生謝璐積極參與了融合工業(yè)大數(shù)據(jù)與冶金機理的微合金鋼力學性能預報模型的項目,并發(fā)表論文,其研究成果也在中國寶武集團梅山鋼鐵1780生產(chǎn)線上應用。2017級碩士生馬威在上海寶鋼集團的1580粗軋板形控制神經(jīng)網(wǎng)絡模型研究的項目中實習了一年,今年獲得許家印一等獎學金。
據(jù)謝璐介紹,同學們整天待在實驗室里,每個人都參與到不同的項目中,只有周六晚上和周日才有空休息,任務緊張便會放棄休息。15人的實驗室格外安靜,同學們都沉浸于科研,只有吃飯休息時才互相討論學習。
不管是做項目,還是搞科研,李維剛都親力親為,時刻跟進,自己的研究再忙,他都不忘關注學生的學業(yè)情況。有時候發(fā)現(xiàn)他們學習目標不明確,李維剛會專門找來研究生學長,同大家分享經(jīng)驗,并一一耐心指導。
讀研一時,謝璐學python遇到困難,李維剛立刻注意到問題,幫助她合理制定計劃?!懊鞔_你要實現(xiàn)怎樣的模型,這個模型的輸入輸出分別是什么?”謝璐表示,老師的啟發(fā)式指導讓她受益匪淺?!八偣膭钗胰ニ伎迹⒍ㄆ跈z查進度,我的編程能力也慢慢提高了?!敝x璐感激道。
“學術上,他要求嚴格;生活里,卻是和藹的師長。李老師常詢問我們學習有無壓力,寢室住宿和食堂伙食如何?!闭劦蕉鲙煟x璐滔滔不絕。“勤奮、堅韌、敏銳是最重要的品質(zhì),一定要肯花時間,多努力!”質(zhì)樸的言語傳達的是李教授對學生的關懷,對科研傾注的感情,這些話成了學生心中最溫暖的囑托。