让煤矿装备等大型机电设施更可靠更智能——机电学院将科研成果转化为服务地方经济发展的新动能

  提出一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，填补了国内刮板输送机断链监测中双侧断链或单侧断链的判别方法的空白；研制便携式智能电梯检测仪，开发电梯运作时的状态在线监测系统，让在役电梯的安全性得到一定效果提升……

  近年来，机电学院主动作为，成立六个重点支持研究方向团队，包括机电液技术与智能装备、先进制造技术与装备、智能输送技术与装备、流体工程与装备、煤矿装备智能运维技术、智能制造技术与系统等方向，聚焦解决煤矿装备可靠性与智能化技术等行业性“卡脖子”难题，以科学技术创新引领产业创新，将科研成果转化为服务地方经济发展的新动能。仅2023年，学院横纵向科研到账经费就超过4000万元。

  从传统矿区到智慧矿区，采矿业已发生天翻地覆的变化。机电学院在继承发扬好学校煤炭行业特色的基础上，针对煤矿装备可靠性与智能化技术等煤炭开采全国性、行业性“卡脖子”技术，开展了理论与技术攻关，用数字化、智能化为传统能源行业赋能。

  学院学术教授苏金鹏和记者说：“传统的煤炭开采装备大多低于500万吨每年，且需要不定期检修，维修停机几天，就会损失几百万至几千万。”据介绍，学院院长张强研发的千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备技术，能轻松实现年产千万吨级装备无大修，降低设备运维成本30%以上。相关技术装备成功应用于陕西红柳林等国内为数不多的年产千万吨级煤矿企业，助力煤矿装备智能升级、煤炭产业增产增效，产生了巨大的经济社会效益。

  在煤炭输送领域，张强教授课题组提出了一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，填补了国内刮板输送机断链监测中双侧断链或单侧断链的判别方法的空白，改进了原有专利无法根据刮板机运作时的状态判定链条寿命和断链隐患的缺陷，极大地提升了刮板输送机的智能化运行程度。技术成果先后在中煤集团、陕煤集团等煤机制造企业和煤炭生产单位应用，减少设备维修次数，提高能源开采效率，取得了显著的社会经济效益，形成了刮板输送机故障监测技术核心专利族群。

  “人需要测血常规来获取健康信息。同理，大型机电装备能通过监测温度、信号来判断是否出了故障，及时检修，这就是科学运维。”苏金鹏和记者说，学院包继华教授团队成果——矿山大型机电装备故障智能诊断与预测性维护系统开发及应用，犹如为大型矿山机电设施配置了心电监护仪，能时时监测设备的“健康状态”，已在山东科大机电科技股份有限公司实现转化，实现了对煤矿设备的智能监测、故障预警与故障诊断，明显降低了大型矿山机电设施运维成本。

  据悉，在煤矿装备可靠性与智能化技术领域，机电学院已承担了国家重点研发项目、国家自然科学基金重点项目、面上项目、地区联合项目等6项国家级重大课题研究。在千万吨级工作面高可靠性安全开采保障技术及装备、煤岩稳定性控制与高效截割机理、煤矿装备寿命预测与高可靠性优化设计、煤矿装备智能协同控制等理论与技术方面有所突破，取得了丰硕的科学技术创新成果。

  相关成果通过与30余项企业委托项目及5项专利转化项目在国家能源集团、山东能源集团等省内外煤炭行业重要企业中得到了广泛应用。研制了一系列高端煤机装备，在兖州、大同等地的100多个矿区应用，累计经济效益超150亿元，推进了煤矿智能、安全、绿色生产与高端装备制造业的发展，有力支撑了我省“新旧动能转换”发展与国家能源安全。

  除了为传统能源行业赋能外，机电学院还将相关技术向空天领域推广。瞄准国家战略，机电学院与青岛航空动力研究院开启产学研深度合作，联合完成十四五“吸气式发动机核心部件热物理实验装置”项目，并融入十五五科学装置。据苏金鹏介绍，“我们学院承担的任务是用数字孪生技术做航空发动机的寿命预测和监测系统。现在的数字孪生还停留在虚拟仿真，此前，航空发动机流道内以及燃烧全过程无法测试，只能实现点测，但它里面的反应机理、流体的分布特性，都是对航空发动机最关键的一些参数。”机电学院提出了基于机械学习的流体计算和状态监测的新算法，实现整个航空发动机的实验测试全过程的数字孪生，填补国内该领域空白，保证实验的可视化，有助于更先进的航空发动机的研制。

  此外，学院还向舰船隐身性提升、海上石油机械重大装备及稳定性等领域持续输出属于机电学院的科技动能。推动海军装备朝着高性能、低噪声方向发展，服务国防强军事业，不断培育形成海洋新质生产力，为青岛建设引领型现代海洋城市贡献山科机电力量。

  不积跬步，无以至千里。近年来，机电学院在发挥科研优势引领产业创新上不断发力，为推动全省高水平发展源源不断提供新引擎、新动能。近三年，学院获省部级（政府类）科技奖励10项，省部级（社会力量）科技奖10项。其中首位获批山东省科学技术进步一等奖1项，首位获批山东省技术发明二等级、科学技术进步二等奖各1项，首位获批青岛市科技奖励一等奖1项、二等级5项、三等奖1项。

  科技创新要与地方经济发展“同频共振”的风潮不止于机电学院的老师群体，也流行于学生群体。

  聚焦解决企业技术难题与热点，机电学院学生“揭榜挂帅”科创行动如火如荼地开展着，参与学生已超过300人，已完成山能集团、中煤能源集团等10余家企业的技术攻关和工艺优化项目23项；引入多元育人模式，联合山能重装等企业建立了人机一体化智能系统现代产业学院，获批山东省矿山机械产教融合研究生联合培养示范基地建设；扩展学生实践育人方式，将科学技术创新活动纳入学分制管理，实现学生科学技术创新活动全覆盖，其中，1120余名学生参与科研项目，毕业生学位论文来源工程实际超过80%，300余人扎根科研项目参与企业。

  创新开创未来，实干成就梦想。张强说，下一步，学院将确保完成2025年高水平优势特色学科建设目标任务；争取建成山东省“高峰学科”或在下轮全国学科评估中达到B+类以上；力争完成机械工程专业博士点的历史性突破；聚焦山东省“十强产业”（高端装备）发展需求，培养适应和引领现代产业高质量发展的高素质应用创新型人才，打造数字科技与人机一体化智能系统产业聚集区，建设区域技术创新与产业化示范基地，确保完成智能制造省级现代产业学院建设目标任务；完成矿山机械工程、复杂网络赋能智能制造等省重点实验室重组工作，力争5年内获批或参建国家级创新平台1至2个。学院将持续做好科学技术创新这篇大文章，让新质生产力发展积厚成势，服务地方经济发展的动力更强、成色更足。（记者：郭菁荔）

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