广州市新型研发机构风采巡礼｜广州工业智能研究院：十年磨剑，工业智能赋能传统产业谱新篇
由广州工业智能研究院（以下简称广州工智院）和互太（番禺）纺织印染有限公司（以下简称互太纺织）联合主办的“纺织印染数字制造”科技论坛于今年5月在广州南沙成功举办。论坛现场，广州工智院与互太纺织合作共建的“纺织印染数字制造创新中心”正式揭牌并举行了“纺织印染数字制造转型升级”战略合作协议签约仪式，签约金额达1.1亿元。后续双方持续围绕纺织印染数字制造升级发展需求，在数据感知集成与可视化、智能装备设计与研制、特定场景智能管控系统设计与优化、数字车间及数字工厂建设等领域开展深度合作。这是广州工智院以工业智能技术推动传统行业企业转型升级、助力区域产业发展的典型应用示范。
从0到1，广州工智院勇闯南沙“开疆拓土”
时间回溯到2011年，为贯彻落实国务院《珠江三角洲地区改革和发展规划纲要》精神，中国科学院沈阳自动化研究所积极实施“走出去”战略，经过与广州南沙经济技术开发区管委会友好协商，决定共建广州工业智能研究院（时称广州中国科学院沈阳自动化研究所分所）。
同年8月8日，沈阳自动化所派出的初创团队正式进驻广州南沙办公场地。办公场地坐落于南沙海滨路，青山绿水相伴，景色气候宜人，但他们并没有太多的时间去驻足欣赏，从0到1的过程是艰难的，面对着机遇与挑战并存的创业旅程，“敢问路在何方”？这是初创团队迫切需要正视并解决的问题。结合自身技术储备与地方行业现状，经过夜以继日的谋划、研讨，广州工智院确定了建院初期的业务布局，即面向珠三角地区传统行业技术需求，围绕智能制造，开展智能产品、智能服务、智能工厂三大领域的研发与建设工作。实践证明，当时的战略布局严谨、科学且富有前瞻性。
10年产学研探索，让企业真正尝到“甜头”
广州工智院院长于广平研究员牵头组建的智能工厂技术研发中心，长期致力于工业自动化和工业互联网领域的科技攻关和产学研合作。
依托前期在沈阳自动化所积累的技术基础——城镇污水处理过程优化控制理论与关键技术，成立伊始，于广平团队面向珠三角产业转型升级和可持续发展需求，首先立足印染污水处理智能管控技术，希望通过自动化、信息化和智能技术，提高污水回用率和降低污水处理成本，实现企业的节能减排。
在地方政府的帮助和协调下，2013年，于广平团队经过与企业和市场的不断交流和磨合，与互太纺织签下了第一个合同，双方也正式开启了不断深入的长期合作历程。
于广平介绍：“当年我们通过药剂配方的优化，为互太纺织每年节省污水处理成本近千万元。”
经过长期合作，于广平带领团队持续加强技术攻关，陆续研发了包括废水可生化性在线监测分析技术及设备、关键工艺环节参数在线优化设定与控制技术、异常工况建模预测和关键水质参数软测量创新性理论方法、系统运行性能在线量化评价方法及废水处理系统及设备远程运维平台在内的多项关键技术和产品；开发出包括印染过程数据采集与监控、智能配色与工单配方数字化管控、染料助剂在线计量与智能输配送系统、生产水资源综合管控与调度、环保设施优化运行与远程运维、能源管理、智能消防管理等多项技术成果。
2017年，于广平团队和互太纺织启动“基于互联网融合的印染智能化生产试点示范”项目；2019年，于广平团队与互太纺织签订了第一个超过4000万元的产学研合作项目，双方累计签订的项目合同金额突破1亿元；2022年，双方共建“纺织印染数字制造创新中心”。
通过一系列的技术改造，互太纺织的整体技术水平显著提升，目前已建成年产8万吨的针织印染智能化生产线；在产值规模稳步提升的情况下，企业人员需求从7000余人降到4000余人；关键生产指标染色一次成功率突破98%，能源利用率提高10%。
互太纺织在技术升级、成本节约、荣誉资质等方面均尝到了“甜头”，双方合作深度与信任度大幅提升，已成为广东省新型研发机构产学研合作成功的标杆和经典案例。
随着团队技术进步和行业市场认可，许多纺织印染企业客户主动找到于广平团队，希望在纺织印染的数字化、网络化和智能化方面寻求合作，实现共赢。
于广平认为，新型研发机构要主动走出实验室，深入到企业现场，从企业和行业的具体需求中提炼出科学和技术问题，形成的技术方案除了考虑可行性和创新性之外，还要切实考虑到企业关心的可靠性、经济性、稳定性、安全性等多维度需求；而企业和研发机构应当以当前生产条件为基础，面向行业具体痛点，结合行业和技术发展趋势，统一认识，互相信任，优势互补，共同推进行业的数字化、网络化、智能化发展。
如今，于广平团队的科技成果已由广州市逐步走向全国30余家企业，并推广到“一带一路”沿线国家，直接经济效益超2亿元，带动企业研发投入超5亿元、企业新增经济效益超22亿元，有力支撑了环保、纺织等产业的高质量发展。于广平个人先后荣获全国五一劳动奖、国务院政府特殊津贴、广州市创新领军人才、广州市高层次人才、广州市“最美科技工作者”等称号，科研团队成果先后荣获国家科学技术进步奖二等奖和广东省科技进步二等奖。
引领潮流 以智能无人技术开辟发展“新航道”
2020年11月23日，第九期花城院士讲坛在广州南沙举办，本期讲坛以“推动民用智能无人技术发展、助力科技强国建设”为主题，中国工程院封锡盛院士现场分享了“智能无人系统引领海洋经济发展”专题报告。
2019年11月，广州工智院获批挂牌成立院士专家工作站，成功引入封锡盛院士作为工作站的进站院士。这是广州市首批挂牌成立的院士专家工作站之一，瞄准船舶与海洋装备智能技术研发领域，致力于建立一支多学科交叉融合的创新团队，培育拥有自主知识产权的核心技术，实现科研成果的高效转化。
建院初期，广州工智院的核心研发方向并未涉足海洋船舶行业，是怎样的契机与思考促成了这一新的尝试？广州工智院副院长苑明哲研究员谈到，近几年国家提出海洋强国战略，广东的船舶制造业基础雄厚，而作为有着优良海洋腹地条件的南沙，更是提出走向深蓝，大力发展海洋科技与装备。基于此，我们的科研团队结合自身技术储备，开始探索进入与海洋科技相关的船舶领域。
初入新的行业与领域，阵痛期是在所难免的。“广州工智院团队一直在做工业自动化、信息化和智能化的工作，前期集中的行业一直是流程行业和机械制造行业。当我们开始进入到船舶行业，会发现我们在海洋方面的知识储备不足，这时我们就想到了封锡盛院士，封院士是我国最早从事水下机器人研究的专家之一，曾主导国内第一台潜深200米的有缆遥控水下机器人、国家‘863’计划重大项目‘无缆水下机器人’等研究工作，对海洋装备有很深的理解，正好能够指引我们前进。院士提出的‘造无人船、无人造船’的理念，也正是我们多年的想法，因此一拍即合。”苑明哲介绍道。
依托前期在工业物联网方向的技术储备，广州工智院研发团队选择以无人船作为进军海洋船舶领域的突破口。一直以来，将物联网技术与实船相结合都是广州工智院物联网技术团队负责人肖金超研究员探索研究的课题，“一是怎么样解决实用性问题，比如我们的无人船怎么样能够避障、能够适应多种环境；二是如何实现智能化的升级，同样拿无人船举例，比如遥控动力救生圈，我们做过研发，但是觉得不够智能，就没再进行后续的推广，而是进一步研发自主救生船，让船自己去找落水人员，自动靠近，这样才能让智能化更具有实用价值。”肖金超表示。
在院士专家的指导下，肖金超带领科研团队聚焦海洋探测、环境保护、灾害应急、水上安保、航道监测、港口安全、走私稽查、测试服务等领域的应用需求，基于自主研发的无人船控制系统、地面站和云平台管理软件，研发了SL900便携式多功能无人船、SUR2500测绘无人船、SL2800深水采样无人船和RS90水面救援机器人等多项科研成果。在多个国家和省部级项目的支持下，攻克了复杂环境下的感知与避障、高精度自主控制、跨域编队、综合信息处理等关键技术，在高水平学术期刊上发表论文20余篇，申请发明专利12项、实用新型专利2项，并积极推动科研成果的转化，与水利部珠江水利委员会、广东柯内特环境科技有限公司、中国科学院水生生物研究所、南沙明珠农业公园数字渔场等领域建立了稳定的合作关系。
对于无人船方向未来的发展，肖金超充满信心，“近期，国务院印发的南沙方案中明确提出要将南沙打造成为我国南方海洋科技创新中心，我们相信，无人船作为海洋科技创新环节中的重要元素，一定会持续彰显其重要的社会与经济效益。”
光机电融合聚焦全生命周期“新能源赛道”
近年来，国内新能源汽车的产销持续保持高水平增长，新能源汽车正以肉眼可见的速度走进千家万户。早在2011年，国家“十二五”规划纲要中已对新能源、新能源汽车等七大战略性新兴产业的发展提出了明确的发展方向。
“当时恰逢广州工智院在南沙成立，我们科研团队在充分市场评估与调研的基础上，结合广东特别是广州的汽车工业发展现状，认为在国家政策东风的指引下，新能源汽车产业将迎来高速发展，我们在思考应该如何利用自身的技术储备去迎接、参与这样的社会产业与生活方式变革。”广州工智院智能装备研发中心王文洪高级工程师回忆道。
怀揣着这样的思考与谋划，2012年，广州工智院科研团队携手深圳市中科誉明机器人有限公司，完成多套汽车零部件生产线与加工线的研发定型，并完成交付，以此奠定了迈向新能源汽车产业的基石。王文洪介绍：“广州汽车产业基础雄厚，行业竞争激烈，即使是当时并未处于最强‘风口’的新能源汽车领域，行业内也都是虎视眈眈，我们必须要结合自身技术优势，找准合适的突破口，比如重点围绕锂电池，一点点去学习并向行业渗透。”
2013年，广州工智院在新能源汽车领域迎来了发展的重要转折点。依托于工信部动力锂电池工业转型强基工程项目，王文洪带领科研团队在视觉检测装备技术方向取得重大突破，研发出多套动力锂电池质量检测技术与装备，并与宁德时代、骆驼新能源等行业龙头企业在锂电池生产方向形成合作。目前，科研团队在前期锂电池检测的基础上，进一步向氢燃料电池膜电极生产质量检测迈进，持续紧跟行业发展脉搏，拓展科研业务方向。
在开展新能源汽车电池制造与检测相关研发推广的同时，广州工智院科研团队凭借对行业周期的深刻认知，挖掘到了新的业务增长点。“新能源汽车行业高速发展，但不同于传统汽油车，当第一批甚至后续更多的电动汽车达到了报废年限，其拆解及电池回收势必会成为整个行业乃至全社会关注的一个课题，也许我们可以在这其中开展很多工作。”广州工智院智能装备研发中心黄敦新高级工程师表示。
自2015年始，黄敦新带领科研团队依托于邦普公司的报废汽车回收线与广东省科技计划项目，提前布局，深耕细作，通过“光机电”技术结合，研发了从最初的芯壳分离装备到现在融合智能化、无人化、高精机器视觉的成套废电池梯级精拆物理法回收装备，精细化的拆解回收工艺铸就了自身独特的行业竞争优势。在该领域申请相关专利23件，获批14件，获得行业奖项7项，牵头或参与团体标准14项，并积极推动科研成果的转化，与中国科学院青海盐湖所、郑州中科新兴产业技术研究院和广东邦普循环科技有限公司等企事业单位建立了长期稳定的合作关系。
面对日趋火热的新能源汽车行业，王文洪、黄敦新带领科研团队致力于打通动力电池制造—检测—回收—利用链条，他们期待在这条千亿、万亿的“新能源赛道”上跑得更快、更远。
净化“工业污染”，守护“绿水青山”
成立至今，广州工智院一直致力于将科研成果转移转化，推向市场，服务企业，助力产业实现转型升级。而这其中，很多合作伙伴都是传统制造型工业企业，除了技术升级改造，广州工智院始终密切关注并着力提升经济效益背后的社会效益。
广州工智院环境与能源光催化实验室学科带头人王传义研究员表示，随着环境保护已成为全社会日益关注的重要课题，国家及地方对工业企业排污标准要求不断提升，我们与传统工业企业打交道比较多，了解他们的痛点所在，研究院前期也做过污水废气处理相关技术研发工作，我们认为将这个方向持续做下去是十分有意义的。
在王传义的带领下，科研团队自主研发了超低温SCR脱硝除氨一体化装备，适合用于钢铁、化工、焦化、垃圾焚烧、生物质发电、小锅炉、水泥、建陶等行业的烟气脱硝净化；针对印染行业的定型机尾气污染问题，自主研发的高效可见光响应光催化工业废气处理装置，实现了利用宽光谱的光能催化净化污染废气，极大地提高光催化分解工业有机废气的效率以及能源的利用效率，并节约成本。“通过利用光催化技术，工业废气处理装置反应条件温和，无臭氧产生，稳定性好，同时对废气的处理能力强，运行成本低，对难降解挥发性有机污染物（VOC）有较高的去除效果。”科研团队骨干吕海钦介绍说。
在发展过程中，广州工智院始终坚持经济与社会效益并重，以技术创新推动行业企业转型升级，并与合作方一道践行社会责任，为推进美丽中国建设和实现人与自然和谐共生贡献力量。
十年磨剑，硕果累累
发展至今，广州工智院通过引进及培养方式已打造出一支高水平科研团队，科研队伍中包括中国工程院院士1人、全国五一劳动奖章获得者1人、享受国务院政府特殊津贴专家1人、广州市创新领军人才4人，等等。
科研产出方面，广州工智院已获批建设国家博士后科研工作站、广东省博士工作站、广东省新型研发机构、广州市院士专家工作站、广州市博士后创新实际基地及多个省市级重点科研平台，承担国家、省、市、区科技计划项目200余项，获批各类纵向科研经费超2亿元，授权专利130余件。同时，围绕核心业务领域，自主研发了一批具有市场竞争力的代表性科研成果，秉承“技术立所、需求牵引、成果推动、合作共赢”理念，积极面向市场，解决企业技术痛点，助力地方产业转型升级，至今已承担企业委托项目近250项，服务地方企业300家以上，带动企业新增销售收入超过15亿元，相关示范应用事迹获得了中央电视台、《中国科学报》等诸多权威媒体的宣传报道，取得了显著的经济效益和社会效益。
在全院职工的共同努力下，广州工智院先后荣获广东省五一劳动奖状、“中国科学院广州分院院地合作先进团队”、“广州市科技服务十强”、“广州市优秀科技服务机构”等多项荣誉，科研成果先后荣获教育部科技进步一等奖、国家科技进步奖二等奖、广东省科技进步二等奖及多项行业及专业展会奖项。
积极对接南沙方案，当下有为，未来可期
2022年6月，国务院正式印发南沙方案，明确提出要建设科技创新产业合作基地，强化粤港澳科技联合创新，打造重大科技创新平台，培育发展高新技术产业，推动国际化高端人才集聚。广州工智院院长于广平表示，南沙方案的发布让我们地处南沙的科研院所及广大科技工作者迎来了难能可贵的重要发展机遇。
大潮起珠江，逐浪再奋进。广州工智院将秉承“献身、求实、协作、创新”精神，紧紧围绕习近平总书记提出的“四个面向”要求，积极对接南沙方案任务目标，不忘初心使命，聚焦主责主业，在国家重大科技任务承担、创新科技成果研发、科研成果示范应用、人才队伍培育等方面不断努力，致力于将研究院建设成为具有若干广东第一、行业第一的特色新型研发机构，成为服务地方和产业的生力军，为粤港澳大湾区科技创新产业发展作出新的更大贡献。
