北京工业大学
来源:未知    时间:2020年10月27日    分享:

北京工业大学

工业大数据应用技术国家工程实验室

image.png 

北京工业大学(Beijing University Of Technology)创建于1960年,是一所以工为主,工、理、经、管、文、法、艺术、教育相结合的多科性市属重点大学。1981年成为国家教育部批准的第一批硕士学位授予单位,1985年成为博士学位授予单位,1996年通过国家211工程预审,正式跨入国家二十一世纪重点建设的百所大学的行列。2017年9月,学校正式进入国家一流学科建设高校行列,8个学科跻身2020年QS世界大学排行榜前500,位列QS2020年世界大学排名中国内地第32,化学、材料科学、工程、环境与生态、计算机科学5个学科进入ESI前1%。

实验室基本情况

北京工业大学于2017年1月经国家发展改革委批准建设工业大数据应用技术国家工程实验室。该实验室建设的总体目标是:建立我国流程工业全生命周期大数据应用技术平台,建成流程工业及产品全生命周期的国际权威数据中心;提供流程工业产品全生命周期大数据的高效管理和应用服务,促进产品全生命周期设计和柔性制造的智能化与集成化,为工业流程多目标优化与产品多维质量科学管控提供关键技术;打造一批流程工业大数据应用的行业领军企业,带动我国大宗基础材料和重大装备产品高性能化与节能减排发展;引领流程工业全生命周期多维管控的绿色发展,推动我国绿色制造体系建设。

主要开展以下四方面的关键技术突破:

一、流程工业产品全生命周期大数据技术

二、流程工业大数据获取、甄别和聚类汇集技术

三、流程工业大数据关联分析与云端处理技术

四、典型流程工业及产品多维评价和工程化应用

实验室自批准以来,加强了流程工业信息化基础建设,与北京生态设计与绿色制造促进会、北京金隅股份有限公司、中国质量认证中心、北京化工大学等合作单位开展深度融合发展,进一步丰富了我国工业企业的资源、能源消耗和环境排放数据,推动了生态环境材料与绿色产品生态设计理论与实践的发展,支撑了流程工业及产品全生命周期多维评价大数据技术的研发和工程化。

目前,实验室承担了科研项目59项,共计到校经费1232万元。获得国家科技进步一等奖1项,国家科技进步二等奖2项,北京市科技进步一等奖1项,湖北省科学技术发明一等奖1项,中国建筑材料科学技术奖-科技进步一等奖1项,科技公益一等奖2项。主持制定国家标准1项,参与制定国家标准4项,行业/团体标准14项,申请发明专利66项,授权19项,申请软件著作权2项,发表论文21篇。

研究特色

从1998年,实验室学术骨干负责承担国家863计划第一项材料生命周期评价(LCA)项目以来,在国家973、863、科技支撑,以及重点研发计划课题、国家自然科学基金创新群体、北京市自然科学基金重点项目等持续支持下,创建了与国际接轨、适合我国国情的流程工业全生命周期多维评价方法与指标体系,成功开发出面向多层次应用的流程工业产品评价网络数据库和分析、管理软件系统,解决了复杂流程工业及产品资源/能源、环境负荷、运行参数、性能质量等多因素、多目标定量评价的难题。与国际标准化组织(ISO)执行单位荷兰PRé Consultants公司合作,联合研究开发了国际通用交换格式的本地化LCA数据库,参与了全球LCA中心联盟的筹建工作,是国际LCA中心联盟的中方成员,已成为在国际上有重要影响的研究团队。2012年,面向生产流程的材料环境负荷定量评价技术及应用成果获得了工业领域全生命周期多维评价的第一个国家科技进步奖。

经过20多年的积累,北京工业大学已建成国际知名、国内最大最全的流程工业全生命周期评价和物质流分析科学研究、技术开发和咨询交流平台,是国家材料科学基础数据网结点单位。与数百家材料行业重点企业长期合作,积累了流程工业领域300余条生产线数据,并具备了处理PB级实时工业大数据的能力。目前已开发出百多个流程工业产品的LCA商业数据集,涵盖钢铁和有色冶金、建材和化工等各类大宗基础材料及零部件制造流程工业产品。平台发布的数据已提供给中国质量认证中心等国家级检验认证机构应用于标准制定和产品评估,先后提供给中国建筑材料联合会、中国有色金属协会、中国镁业协会、中国冶金协会等行业协会应用于指导生产工艺改进、技术优选、制定国家/行业标准和准入条件等;本土化数据集被国外著名的专业生命周期评价咨询公司和研究机构等采购,供荷兰、日本等50多个国家使用。

 

image.png 

 

image.png  image.png

image.png 

 

实施案例:

(1)绿色材料/产品全生命周期多维评价技术

针对国内绿色建材全生命周期环境影响评价方法不健全、评价基础数据和工具缺乏、与绿色建筑评价脱节等不足,实验室构建了基于生命周期分析的水泥性能与环境负荷关联分析模型,发明了五元矿物体系水泥熟料和低环境负荷水泥制备技术,以及水足迹在线控制评价、资源安全储运和粉尘、噪声全覆盖监测技术,实现了水泥生产全流程环境负荷多维控制与低环境负荷生产。解决了城市废物水泥矿物体系优化、原燃料替代、污染减排、生产全流程环境负荷监测控制等系列技术难题,形成了都市型水泥低环境负荷设计与制备的成套技术,并在金隅等我国大型水泥企业广泛应用,成功探索出了一条都市水泥绿色转型之路,系列技术被北京金隅水泥等企业应用,经第三方国检机构生产现场核查,单位产品综合能耗降低4.39%、总体温室效应降低5.78%、不可再生资源消耗降低12.25%。水泥生产总体环境负荷的降低,保证了都市水泥企业在严格环保标准下的生产运行和安全处置城市日常运行量大面广的废弃物,并提供了城市建设必需的最大宗基础材料。应用单位近三年新增销售收入超过百亿元,低环境负荷水泥产品应用于首都新机场、北京通州副中心、雄安新区、冬奥会等重点工程的建设,经济和社会效益显著。

近年来与企业合作持续扩大应用,开发了面向材料制备流程的多维评价与生态设计技术,完成了建材产品及部品环境影响数据库及集成应用技术的研发,提出了整套符合ISO规范的绿色建材评价及与绿色建筑评价有效衔接的选材技术体系,支撑行业绿色发展的相关政策与标准制定,参与完成并发布了卫生陶瓷、混凝土、水泥等产品生命周期评价规范、低碳产品认证等12项团体标准。光电显示用高性能玻璃基板绿色产品技术成果获得2018年国家科技进步一等奖(第2完成单位)1项。2019年作为牵头单位获得北京市科技进步一等奖1项、中国建材科学技术奖-科技进步一等奖1项,科技公益一等奖1项。

(2)重大工程建筑材料生态设计、制备与应用关键技术

基于实验室建立的建筑材料生命周期评价方法、水泥产品生命周期能耗分析系统,提出了重大工程建筑材料生态设计技术,并在武汉理工大学、中国葛洲坝集团股份有限公司等单位开展了应用,为利用非传统资源生产高性能建筑材料提供了理论和方法指导,解决了重大工程建筑材料生产造成的资源短缺、能源消耗、环境恶化的难题。形成了理论-支撑体系-技术实践相结合的材料生态设计与应用原始创新体系,促进了废弃物的高效及安全利用。相关产品已在湖北、广东、内蒙、四川等省的道路工程与水利工程中应用,实现吨胶结料综合能耗降低6%、总体温室效应降低7%、不可再生资源能耗降低10%。项目成果在交通与水利行业中的应用,既解决了优质建筑材料资源匮乏的难题,保护了环境,又提升了工程质量,降低了工程造价,具有极为广阔的推广应用前景。“重大工程建筑材料生态设计、制备与应用关键技术”获得湖北省技术发明一等奖。