由北京科技大学机械和信息两学院与东北轻合金加工厂联合开发的高速高精轧制工艺和控制技术已经在东北轻合金加工厂1350mm粗中和中精两台铝箔机组上成功应用多年。比国内同类型轧机(无板形仪)的轧制速度普遍水平高50％左右，达到1，2道次为600～700m/min；3，4道次为750～900m/min；5道次达800－1100m/min；6道次达450～600m/min。成卷铝箔厚差85％以上在±3％以内，90％以上在±5％以内。成品率可达80％以上、铝箔表面没有振痕，在线板形良好。经有色金属总公司鉴定，达同类产品国际先进水平，获两个部级二等奖。该技术特点如下： 铝箔轧制采用张力AGC模糊控制； 成功研制和应用全密封张力传感器（获国家专利），实现张力直接闭环。张力传感器价格为进口的1/10； 采用电涡流传感技术测定铝箔前后滑； 研制并应用了“基于专家经验的工艺参数预设定和二次优化设定”； 采用基于消除二助浪及强适应板形控制的支撑辊辊型； 进行轧机整机动态振动分析，用“变形区摩擦技术控制铝箔振痕”； 研制出能满足铝箔高速轧制，能降低轧制力，生产双零六铝箔的轧制油添加剂； 进行上下位机综合改造，具有全液压AGC，张力AGC和速度AGC综合控制能力。 应用范围：可以单项或多项技术形式在铝带箔轧机或其他金属材料的带箔轧机上应用。

成果与项目的背景及主要用途： 本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术 途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到 节能、减排、增效、降耗的综合效果。 本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计 算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的 能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化 操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、 降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。 大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收， 本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守 恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外 部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的 20天津大学科技成果选编 21 能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度 考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。 随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生 了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。 主要包括： 1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 2. 工艺系统优化 3. 化工能量系统分析与集成优化 4 Total Site 能量系统优化 该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、 食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可 控制在 1 年以内，也可根据工厂要求控制在 3 年以内。 技术原理与工艺流程简介： （1） 化工装置潜力分析与瓶颈诊断 采用数学及计算机技术对现场采集的数据进行分析，修正模型参数，建立与 现场操作数据基本吻合的机理模型，寻求对工艺及设备的深刻理解，诊断系统及 设备的潜力和瓶颈。 通过计算机模拟与标定计算，诊断装置与设备的潜力及存在的瓶颈因素，通 过少量的改造或操作优化，实现装置扩产或节能。 （2） 工艺系统优化 反应系统：采用夹点技术，有效利用反应热。对于吸热反应，则实现有效供 热。 精馏系统：优化精馏塔序列及回流比、采出量，采用夹点技术实现精馏塔内 部及外部能量系统的集成优化，以及多效精馏、热泵精馏、隔壁精馏等技术的优 化运用。 换热网络优化：通过夹点技术分析节能潜力，优化换热网络。对冷系统和热 系统采用。 设备强化：采用计算机模拟技术优化工艺操作及设备选型，通过选用高效分天津大学科技成果选编 离、换热、蒸汽回收装置实现设备强化。设备强化同时带来最小换热温差的变化， 进而，通过夹点技术，实现设备强化后的反应系统、精馏系统及换热网络的再优 化。部分装置的优化效果可达 40%以上。本技术若用于工艺包效果会更好。 （3） 化工能量系统分析与集成优化 含换热网络优化和蒸汽动力系统优化二项内容。通过夹点分析和换热网络优 化技术，实现对用热及用冷过程的优化，对新过程，一般可节能 2040%，对已 有过程，一般可节能 1030%。蒸汽动力系统优化含锅炉系统，蒸汽储能，热电 联产，燃料系统等的优化，节能效果在 1030%范围。 （4） Total Site 能量系统优化 以夹点技术为核心，从各装置的工艺优化入手，首先实现能量需求侧的优化， 然后对各装置进行夹点分析和换热网络优化，使能量回收达到最优，然后考虑各 装置之间的能量优化，最后是公用工程系统的能量优化。最终，做到全系统的能 量优化。Total Site 能量系统优化是工厂能量优化的最佳解决方案，可显著提高 系统能效。 技术水平及专利与获奖情况： 该技术具有近 30 年的研究历史，数千套装置的工业实践，是美国国家能源 署首推的过程工业节能减排先进技术。 本项目组自 2008 年与英国曼彻斯特大学过程集成中心（CPI）展开合作，在 近 20 年过程模拟优化研究基础上，消化吸收 CPI 的过程集成技术，经过 10 余个 工厂，近 30 套不同工业装置（涉及石油化工、煤化工、精细化工、食品工业、 制药工业、电力等过程）的工业实践，积累了丰富经验。 优化过的典型工业过程有： 20 万吨/年二甲醚装置优化 60 万吨/年煤制甲醇过程优化 10 万吨/年水玻璃生产过程优化 10 万吨/年白炭黑生产过程优化 2 万吨/年大豆制油过程优化 2 万吨/年大豆蛋白生产过程优化 22天津大学科技成果选编 120 万方/天天然气处理过程优化 150 万吨/年常减压装置优化 20 万吨/年催化裂化装置优化 4 万吨/年气分及 MTBE 装置优化 2 万吨/年 HFC125 装置优化 应用前景分析及效益预测： 系统优化的目标是降低能耗和企业的生产成本，同时，带来节能减排的社会 效益。 节能减排势在必行，系统优化是帮助企业提高技术水平，实现节能减排的有 效技术途径。 应用领域：石油化工、煤化工、精细化工、食品、制药、电力等行业 合作方式及条件：面议

本成果可以帮助企业降低生产成本，提高经济效益和市场竞争能力。其技术途径是通过系统优化，降低企业的用能及原材料消耗，进而降低成本。可以起到节能、减排、增效、降耗的综合效果。本成果以化工原理、化工热力学、化工系统工程的原理和方法为基础，以计算机模拟、过程集成为技术手段，着眼于整个系统的优化，可以显著降低企业的能量消耗和物料消耗，降低生产成本。其特点是使用成熟设备的优化组合及优化操作，通过加工过程的合理化及能量发生、利用、回收、输送的合理化达到节能、降耗、增效、减排的目的，技术成熟可靠。大多数节能工作着眼于局部。例如，低温热回收只着眼于低温热怎样回收，本成果则通过系统优化设法将低温热降到最低，然后再考虑其回收；根据能量守恒定律，低温热的降低，必然带来外部能量供应的降低，因而，可以显著降低外部能来能量消耗，同时，将低温热回收系统的负荷降到最低。再如，精馏系统的能量优化，单纯考虑精馏塔系统节能是一个局部优化，但是，从整个装置的角度考虑精馏塔系统的能量优化则是一个整体优化，整体优化的节能效果会更显著。随着过程系统工程和热力学分析两大理论的发展及其相互结合与渗透，产生了过程系统节能的理论和方法，把节能工作推上了一个新的高度。主要包括：1. 化工装置潜力分析与瓶颈诊断2. 工艺系统优化3. 化工能量系统分析与集成优化4 Total Site能量系统优化该技术成果适用于各类过程工业过程，包括石油化工、煤化工、精细化工、食品化工、制药过程、钢铁、电力等，技术成熟可靠，没有风险，投资回收期可控制在1年以内，也可根据工厂要求控制在3年以内

本项目以选矿过程增产、节能、降耗和减少污染为目标，实现了三项工艺控制技术创新，构建了一个信息化网络控制平台，主要内容如下：1）首次实现了基于在线粒度检测的球磨机粒度闭环控制。采用多变量解耦控制结合专家控制的方法，使磨矿粒度稳定在±2%范围内。而传统的通过控制浓度间接控制粒度的工艺方法，粒度波动范围可达±10%，显著提高了粒度控制效果。2）通过自寻优算法，实现磨机负荷的最佳控制。自系统2001年投入运行起，经过不断调整，3年中设备台时产量每年提高8%以上，吨矿耗电量、耗水量和钢球消耗量共降低8%以上，抛尾量共降低4%以上。3）采用模糊控制技术和变频技术，实现了高压大功率破碎机负荷优化，及多段破碎负荷平衡控制。平均节能7%以上，降低备件消耗6%以上。4）构建了一个信息化网络控制平台，实现了跨多个生产车间、跨不同系列集散控制系统、跨多期自动化工程的网络化系统的信息集成。

已有样品/n微电子所先导中心韦亚一研究员团队与中芯国际研究团队围绕14 纳米CMOS 量产工艺中光源掩模协同优化技术开展联合攻关并取得显著进展，完成了后段制程中多层关键层的光源优化工作，包括Metal 1X、Metal 1.25X、Via 1X 等。优化后光源通过晶圆数据验证评估，较原有光源在各项关键指标上有显著提升，保证了先进节点中光刻工艺的稳定性。

以惯性导航挠性接头高质量加工为目标，开展磨削机理、工艺优化和加工过程监测方法研究，突破目前挠性接头微细特征磨削加工工序中对复杂微观结构认知的障碍，在磨削力、热载荷作用下充分认知磨削过程中影响表面完整性的重要因素。明确磨削表面完整性关键工艺优化目标，探究各个工艺参数间耦合关系，形成面向表面粗糙度、残余应力和磨削烧伤等表面完整性目标要求的工艺优化准则。研究面向惯性导航关键件磨削加工物理信号与表面完整性关联的磨削特征辨识方法，获取磨削加工质量监测和控制的深层知识，探索基于最优磨削特征融合的质量监测和多目标控制途径，实现惯性导航关键件磨削加工表面完整性的动态、准确和有效的监测。 相关技术指标： （1）加工后挠性接头表面粗糙度达到Ra 0.8 （2）加工后挠性接头近无表面残余应力 （3）挠性接头加工过程中实现砂轮磨损及表面完整性监控 技术创新点： （1）提出了基于磨削过程中物理信号与表面质量高关联度的磨削特征辨识方法 （2）揭示了挠性接头磨削加工工艺参数与力热载荷对于磨削表面质量的影响规律，并提出了高表面完整性加工的工艺准则 （3）提出了基于高关联度磨削特征融合的砂轮磨损及表面质量监控方法

解决奥氏体不锈钢、高强度钢和超高强度钢、钛合金及镍基合金的切削加工难题，优化加工工艺方案，包括刀具的结构与参数优选，切削参数的选择与优化，工艺路线的确定，冷却润滑方案的制定等，提高加工效率与经济效益。主要内容包括：（1）刀具的选型及结构优化 根据被加工材料的物理力学特性，选择合理的刀具材料及结构，进行下列工作：①不同涂层材料切削仿真对比；②不同刀具角度的切削仿真对比；③不同刃型的切削仿真对比，主要考察直线刃、圆弧刃、倒棱、修光刃等单一刃型及复合刃型对切削结果的影响规律。

针对油品调合过程中的关键质量指标辛烷值（马达法和研究法）和雷德蒸汽压等调合规律的非线性，建立了预测准确，结构简洁的智能调合模型。由于实际工业生产过程中存在的干扰因素很多，调合模型输出值与成品油属性在线分析仪的检测值不可避免地要产生一定的偏差，为此开发了汽油调合模型的在线优化校正技术，使调合模型适应工业过程操作特性的变化和生产工况的迁移。在建立的调合模型基础上，开发了离线和在线优化技术。离线优化技术不需要企业进行管道改造和安装在线分析仪，可在一定范围内提高调合的成功率和降低调合成本。在线调合模式基于离线模式，可动态更新和优化调合配方，从而能够进一步提高调合成功率，降低调合成本，减少质量过剩。开发的优化技术还考虑了多种可能的现场生产模式：例如：管道调合，罐式调合，罐底油补偿模式等。已汽油调合软件ECUST_BLEND工作。成品汽油调合过程的建模、模拟与离线优化技术已经成功在金陵石化完成现场应用。其中汽油辛烷值调合效应模型，将汽油调合过程中组分油表现的非线性效应定量的描述出来，进而准确的对成品汽油的关键指标辛烷值作出预测，与传统的乙基模型对比表明所建模型精度提高了约1%。在调合模型基础上开发的离线优化技术，结合了成品油生产现场的特点，能够有效的考虑罐底油、直调组分、锰剂添加量、以及库存约束等现场情况。在实际应用过程中，所完成的汽油调合工作全部一次达到国III标准。通过与传统的手调方式进行比较，优化后配方提高了一次汽油调合的成功率，稳定了汽油生产过程，并且降低了调合成本与质量过剩：质量过剩稳定在0.?以内，且研究法辛烷值在93.5-4.1之间波动。仅以离线优化为例，通过成本核算，每年的调合成本可减少1275万元左右。

针对油品调合过程中的关键质量指标辛烷值 (马达法和研究法) 和雷德蒸汽压等调合规律 的非线性，建立了预测准确、结构简洁的智能调合模型。由于实际工业生产过程中存在的干扰 因素很多，调合模型输出值与成品油属性在线分析仪的检测值不可避免地要产生一定的偏差， 为此开发了汽油调合模型的在线优化校正技术，使调合模型适应工业过程操作特性的变化和生 产工况的迁移。在建立的调合模型基础上，开发了离线和在线优化技术。离线优化技术不需要 企业进行管道改造和安装在线分析仪，可在一定范围内提高调合的成功率和降低调合成本。在 线调合模式基于离线模式，可动态更新和优化调合配方，从而能够进一步提高调合成功率，降 低调合成本，减少质量过剩。开发的优化技术还考虑了多种可能的现场生产模式。例如：管道 调合，罐式调合，罐底油补偿模式等。已汽油调合软件ECUST_BLEND工作。 成品汽油调合过程的建模、模拟与离线优化技术已经成功在金陵石化完成现场应用。其中 汽油辛烷值调合效应模型，将汽油调合过程中组分油表现的非线性效应定量的描述出来，进而 准确的对成品汽油的关键指标辛烷值作出预测，与传统的乙基模型对比表明所建模型精度提高 了约5%。在调合模型基础上开发的离线优化技术，结合了成品油生产现场的特点，能够有效 的考虑罐底油、直调组分、锰剂添加量、以及库存约束等现场情况。在实际应用过程中，所完 成的汽油调合工作全部一次达到国III标准。通过与传统的手调方式进行比较，优化后配方提 高了一次汽油调合的成功率，稳定了汽油生产过程，并且降低了调合成本与质量过剩，质量过 剩稳定在0.1以内，且研究法辛烷值在93.5-4.1之间波动。仅以离线优化为例，通过成本核算， 每年的调合成本可减少1275万元左右。