在“从〇到一”征程上不断突破

本文转自：大众日报

山东科技大学副校长周东华——

在“从〇到一”征程上不断突破□本报记者张忠德

“动态系统故障诊断与运行安全性评估”，这是一个让大多数人感到陌生的专业用语，却是大型系统安全运行的关键核心技术，也是山东科技大学副校长周东华的研究方向。

“随着人类科技水平的进步，以航空航天、核反应堆、大型石化装置等为代表的现代复杂系统规模越来越大。系统规模越大，越容易发生故障，哪怕一个微小的故障，经过演化都有可能造成重大安全事故。这些复杂工程系统的实时故障诊断成为一个棘手的问题。”周东华告诉记者。

2014年，周东华获批主持国家自然科学基金委重大项目——“高速列车信息控制系统实时故障诊断与应用验证”。“高速列车安全运行的关键是信息控制系统，而制动系统是信息控制系统安全运行的最关键子系统。”周东华介绍，“以前，中国的高速列车制动系统都是进口的，其故障诊断均采用各部件超限报警的简单机制。比如，通过传感器感知车轴温度升高，超过设定阈值就会报警。但这种机制对微小故障、间歇故障和闭环故障无能为力。”

主持这一填补空白的项目后，周东华团队开启了一段长达五年的攻坚之路。潜心埋首之下，终于完成了“从0到1”的突破：在被SCI收录的期刊上发表了国际第一篇动态系统间歇故障诊断的综述文章，率先得到了间歇故障可检测的充分条件，获授权国家发明专利41件，其中核心发明专利8件。应用层面，该理论在高速列车制动系统产品中得到应用验证，成为我国第一套实用的包含解析冗余技术的制动诊断系统，与国际上广泛使用的制动系统相比，可诊断微小故障的下限达到了其1/4。

2015年，周东华自清华大学来到山东科技大学工作。此后几年间，在周东华的带领下，山东科技大学控制科学与工程学科实现了跨越式发展：先后主持国家自然科学基金委重点项目8项，引育国家级人才7人，省部级人才7人，并成功入选山东省高峰学科。

截至目前，周东华已主持国家级重大、重点项目10余项；出版专著8部，包括国内第一本控制系统故障诊断学术专著，发表SCI论文290余篇；以第一完成人获国家自然科学奖二等奖2项、国家级教学成果二等奖1项。由其牵头建立的非线性动态退化系统剩余寿命估计理论，被国际运筹学与管理学会可靠性分部主席Tsui教授评价为“剩余寿命估计的一个里程碑”。

“从0到1”的征途永无止境。“目前，我主持的一个项目是‘旋转导向钻井工具精确轨迹跟踪的智能自主容错控制系统研究’，旨在解决石油钻机如何钻得准、可靠性高，并且可以旋转导向、指哪打哪的问题。”周东华说。

周东华介绍，目前国产商业性石油钻机只能进行竖向钻井作业，具有高可靠性的动态指向式旋转导向高端钻机还是空白。“旋转导向钻机想往哪钻就往哪钻，这个地方抽完了，往前钻进一步又能再抽油，效率会大大提高。”周东华告诉记者，“这个项目已获批为国家自然科学基金委重点项目。”