初宁 教授级高工,国际电气电子工程学会高级会员,国家风机行业专家,长期从事通风装备智能制造与“工业芯肺”系统研发。现任(盈峰环境)浙江上风高科首席研究员和党支部书记,兼任浙江大学“一带一路”文莱班优秀教师。先后获得国防科大信息工程学士,法国巴黎萨克雷自动化硕士,信息科学博士,瑞士洛桑联邦理工博士后。担任浙江省党代表、省人大代表,入选浙江省优秀共产党员,杭州亚运会火炬手。回国工作以来,以第一和通讯作者发表高水平SCI论文36篇,以第一完成人授权发明专利31项,国际专利2项,软著14项,承担国家级项目4项,省部级项目5项。
全媒体记者 王淋玲
如果将建筑比作一个人,那么提供洁净清新的空气、保持建筑呼吸顺畅的风机设备,就是关系建筑健康的生命之“肺”。而身为浙江上风高科专风实业股份有限公司首席研究员的初宁,就是让风机拥有“智慧大脑”,吹动“绿色新风”的幕后功臣。
扎根上风高科
施展所长攻克技术壁垒
2016年,初宁学成归国,因一次偶然的机会来到上虞,从此便扎根上风高科。“我的老家在吉林长春,选择来上虞就业发展,是经过深思熟虑的。”在初宁的眼中,上虞是一座有着独特魅力和无限发展潜力的城市,尤其是近年来,在医药化工、风机电机等机械制造、芯片和具身智能领域,涌现出一大批创新型企业。“上虞良好的产业生态为我提供了广阔的职业发展空间,能让我所学的专业知识得以充分施展,实现自己的职业理想。”
风机是保持建筑健康呼吸的必要“器官”,但在过去,这类大型设备也是建筑内部噪声污染、能耗居高不下的罪魁祸首之一。而从事贝叶斯深度学习的初宁坚信,只要通过精细化升级,通风设备也能实现“降耗降噪”“减碳环保”“智能互联”。为此,他总是泡在噪声大、空气闷的一线车间,带领团队一遍又一遍地测试,只为寻求节约能耗、消减传感器数量的方法,实现轴流风机叶片噪声定位。
身边的同事都说,初宁总是忙碌得像个不知疲倦的陀螺,搞起项目来,实验室、车间、试验场来回跑。为精准测试风机噪声和振动指标,他与团队成员在风机测试中心反复校验,时常加班至深夜;为优化风机性能,监控其健康程度,他带领团队在高分贝的生产环境中,一待就是几个小时甚至一整天;在攻克叶片气动噪声定位及多传感器融合等“卡脖子”技术时,他废寝忘食地查资料、访客户、找专家、调系统,带领团队逐一解决技术难题、排除性能隐患。
功夫不负有心人,历经多年的技术攻关,初宁团队不仅攻克了旋转叶片气动噪音定位、成套风机热源温度监控等关键技术壁垒,自主研发的风机智能运维系统,还为风机装上了“智慧大脑”,广泛应用于轨道交通、污水治理、医药、水产、育种等领域,推动传统风机制造业向数字化、智能化、互联网+转型升级。
把脉“工业芯肺”
精准诊断风机系统故障
为更好地感知风机运行状态,2021年,初宁带领团队在国际上率先提出“工业芯肺”系统,该系统基于贝叶斯推断的智能感知方法,模拟肺脏和神经系统控制通风消杀、健康诊断和故障预警,可利用风机运行中的大数据来分析不同应用领域的需求信号,通过5G互联网远程、实时传输运行数据进行整合分析,实现智能控制及智能诊断的功能。
初宁解释道:“简单来说,‘工业芯肺’系统就像是一位医生,通过‘把脉’风机运行情况,对未来可能出现的系统故障进行诊断,并出具‘诊疗方案’,通过风机运行状态的及时调整,避免故障发生。该系统可以实现全生命周期健康运维,有效提高风机使用寿命、减少通风系统能源消耗、降低人工维护成本。”
看似简单便捷的控制系统,背后却离不开大量的数据对比分析。首先就是要解决数据采集问题,根据不同应用场景的数据建立起应用模型。而数据采集需要搭建大型传感网络,对风压、风温、风速、风量、湿度、噪音频谱等关键因素全部纳入传感网络。同时,还要针对不同点位、不同材料的变量因素进行分布式传感。其次,大量的数据获取后如何进行有效处理也是难点之一。传统的信息技术人员无法突破行业壁垒,对多种应用领域的运行工况不甚了解,如何根据运行数据分析其需求的来源,以便及时调整运行工况成为了无从下手的难题。
但初宁对此深有研究,他带领团队借助贝叶斯智能优化算法,利用大量的数据样本在优化目标函数中逐步找到应用模型的最佳条件值。应用模型建立后,又根据数据变化,与历史数据做对比,去冗存精,针对主要因素的变化差值溯源分析上一时刻数据变化的原因,从而预判风机下一阶段的运行工况。就像医生把脉一样,通过对人体脉搏、心跳、血氧等综合信息的获取,来判断身体的健康情况,“工业芯肺”系统亦是如此。
2022年,该通风系统全生命周期在线监测场景被评为工信部智能制造优秀场景,位列浙江省7个项目首位,同年入选浙江省工业互联网平台建设名单;2023年,“工业芯肺”系统又荣获“浙江省国际科学技术合作奖”,位列6家获奖单位之首!
赋能风机“智造”
引航产业高端绿色发展
作为一家从事风机研发、生产、制造的老牌企业,上风高科在现代工业的宏大舞台上,始终致力于成为高端通风装备的引领者。近年来,更是不断深入推动创新发展,大力引入国外“智力”,联合初宁团队持续发挥其在基础研究、技术攻关、成功转化等方面的示范引领作用,以提质增效为核心,以深度合作为导向,加快推动新技术新产品的创新应用。
杭州亚运会期间,初宁带领团队参与专供风机的测试改进工作。与人们一贯印象中“大嗓门”“粗身段”的风机不同,这次团队为亚运会开发的“通风杀毒防控救急一体机”形似常见的立式广告机,而藏在广告屏之下借助各类传感器的,是动态感知环境变化的智能通风技术。根据采集到的行人密度、空气质量、环境温度等数据,内置的通风消杀设备会自动节能运行,实时调整到最合适的工况。“这套设备采用世界先进的空气净化功能,优势在于大范围消杀、持续时间长、维护成本低,且无紫外线、臭氧和液滴等二次污染。”初宁介绍,结合最新数字技术,该设备还集成了人流统计、火灾预警、跌倒救助、AED急救等功能,可在医院、学校、科技馆、博物馆、交通站等人流密集的室内场所投用。
“十四五”规划和2035年远景目标纲要强调:“坚持自主可控、安全高效,推进产业基础高级化、产业链现代化,保持制造业比重基本稳定,增强制造业竞争优势,推动制造业高质量发展。”初宁认为,在此背景下,鼓风机行业必将在强化核心技术的同时,加速开发高端、绿色、智能的技术和产品。“在产业转型升级的当下,唯有打开思路,精耕细作,才能发现更广阔的需求和前景。”正是凭借远见卓识的战略眼光,2024年,初宁又联合杭电上虞研究院,携手上风高科成功获批“工业元宇宙应用与数智赋能浙江省工程研究中心”,以产学研深度融合,赋能驱动制造业高端绿色智能化升级。
“上虞是一座充满活力、宜居宜业的城市,我很庆幸自己能来到这里工作、生活。未来,我也希望能为这座城市的发展建设和风机行业的转型升级,贡献自己的一份力量。”初宁真挚地说。