
指導老師對團隊進行指導
首獲金獎!2023年12月3日至6日,機電學院“微視圖靈——帶式輸送機多運行狀態一體化智能監測系統”項目獲得中國國際大學生創新大賽金獎,實現了我校在該項賽事上國賽金獎“零”的突破,這也是山東省高校首次獲得產業命題賽道國賽金獎。項目負責人張夢超表示:“回首這次參賽歷程,在獎項從‘0’到‘1’突破的背后,深刻感受到科大‘惟真求新’的校訓,以及團隊努力拼搏與厚積薄發的精神。”
沉淀:多年耕耘始終如一
“微視圖靈”項目團隊來自“國家地方聯合工程研究中心”智能節能輸送技術研究方向,是機電學院的骨干研究團隊。團隊師生繼承了幾代人的優秀品質,多年來深入生產現場,注重理論和實踐相結合,專心專一專注于高效、可靠帶式輸送裝備與技術的系統研發,在長距離、大傾角、空間轉彎帶式輸送機的系統設計、可控軟起動與可控軟制動技術、綠色智能節能輸送的研發等方面有深厚的技術積淀,取得了較為系統且完整的研究成果,先后榮獲國家技術發明二等獎、國家科技進步二等獎等省部級以上獎勵30余項。
隨著礦山安全綜合治理效能提升和裝備數智化轉型的要求,帶式輸送機運行狀態監測技術成為當前行業市場急需突破的智能化技術之一,項目團隊瞄準輸送系統智能化研發方向集中發力,布局基于帶式輸送機運行狀態的智能監控,逐步實現由傳統裝備與技術的研發向數字化、智能化方向的轉型發展。2020年,國家發展改革委、國家能源局等八部委聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》,為團隊的智能化研究又按下了加速鍵。
融合:學科交叉迸發活力
“智能化對于帶式輸送機這個看似傳統的行業來說,深厚的專業知識和實踐經驗是重要的根基,但智能化需要與學科信息化交叉融合,形成該應用場景下獨具特色的智能化解決方案。”張夢超介紹說。
團隊師生與計算機學院建立起了緊密合作關系,瞄準帶式輸送機最常出現的跑偏、異物、輸送帶損傷等狀態的監測發力,力爭做到“人無我有、人有我優”。缺少算法訓練的數據,就自己搭建實驗平臺,模擬現實工況采集圖像數據;為了增強算法泛化能力,就積極與招金、馬鋼等企業聯系,搜集更多現場數據;采集——標注數據、不斷地改進——訓練——測試算法已經成為常態,與同行比精度、比速度已成為日常,一項項經得住現場考驗的發明專利、一篇篇經得起同行驗證的論文也在此期間誕生。
揭榜:以賽促教行穩致遠
學校多年來一直倡導“以賽促教、育人為本”,提出“項目式學習”理念,鼓勵師生以問題為導向,以體驗式和探究式的學習方法,提升高階能力,這與項目團隊始終踐行的“課題源于生產實際、面向產業需求”理念不謀而合。
2023年6月,團隊關注到“中國國際大學生創新大賽2023(原中國國際互聯網+大學生創新創業大賽)產業命題”——基于深度學習的帶式輸送機運行狀態智能監測。在曾慶田校長和智能運輸提升技術與裝備團隊的大力支持下,張夢超作為負責人的“微視圖靈”項目團隊成立,團隊立足前期研究基礎,面對命題企業的答題要求,師生共創揭榜行業龍頭企業命題,踏上了在創新舞臺上展現團隊力量和青春風采的新征途。張夢超和團隊指導老師深知:“實現真正意義上的創新,需要的不僅僅是技術,更需要產品,帶式輸送機的運行狀態智能監測技術必須真正脫離紙面、離開實驗室,轉化為產品,真真切切地走向生產一線、走向市場,解決企業實際需求。”
然而,科研的路上從來不會一帆風順。“在技術轉化產品的伊始,項目團隊就遭遇了瓶頸”,張夢超笑中略帶苦澀,“產品系統的實現遠遠復雜于技術上的突破,一個完整系統的設計不僅僅需要狀態監測算法的設計,更需要UI設計、架構設計、數據通信、WEB開發、APP開發等等。”學校在得知項目困境后,迅速幫助項目團隊添加了相關學科技術人才,一個機械工程聯合計算機科學與技術、軟件工程、通信工程等專業的大團隊從“0到1”誕生了。團隊每位成員都憑借專業優勢,合理分工,各司其職,使得帶式輸送機運行狀態智能監測系統在功能性、流暢度、美觀性等方面得到了極大完善,已初具產品形態,完美契合命題企業的需求,更是增添了成竹在胸的參賽底氣。
參賽:攻堅克難千錘百煉
“項目揭榜,如果沒有‘靠得住’的市場調研、‘獨立自主’的技術創新、‘遙遙領先’的性能指標、‘嚴謹周密翔實’的解題邏輯、‘貫穿項目始終’的答辯人,僅靠短時間內華麗辭藻的修飾是遠不足夠的。”指導老師張媛表示。因此,項目團隊積極與命題企業對接、深入礦區與輸送機終端用戶溝通交流、調研市場競品。“但隨著調研的深入,我們越來越清晰地意識到學術界與工業界之間的‘代溝’,一些自己認為先進的技術其實早已在工業界落地開花。”張夢超說。這種“想象與現實”的差距并沒有擊垮項目團隊,反而激起了所有成員的“勝負欲”和創新激情。為了滿足命題企業提出的更集成、更高速、更穩定的狀態監測實際需求,項目團隊立足前期研究基礎,勇于自我顛覆,首創多運行狀態一體化集成監測方法、混合壓縮網絡優化方法等,業內首次實現6種以上不同類別狀態的同步監測,打破了傳統多模塊分布式檢測的桎梏,且算法推理速度遠超競品,得到了命題企業的高度認可,并與命題企業達成產教融合深度合作意向,為解決散料輸送系統智能監控系統復雜、響應滯后等痛點問題貢獻了科大智慧與力量。
一路走來,每一個隊員都付出了很多。在校賽到省賽期間,隊員們一整個暑假都在緊張備賽,“每天從早上八九點鐘忙到晚上十一二點鐘”。無數個日夜在實驗室“頭腦風暴”,無數次在調整方案中從頭再來,無數個版本的PPT來回打磨。“整個比賽下來,單是PPT就修改了近百版,幾乎是每天一版,每一次內容的更改都是在自我博弈、自我顛覆與提升。”張夢超說。
歷經重重考驗,團隊成員憑借對項目的專注與熱愛,最終攻克下大賽金獎,成為學校在該賽事上獲得金獎的首支團隊。團隊成員張習說:“我們非常驚喜,也感受到這不僅僅是一場創新創業的比賽,也是作為科大學子的責任,為母校爭光。”
未來:科技報國創新有我
“成績的取得僅代表過去,”談及未來,張夢超表示,“我們團隊將繼續秉持科大‘惟真求新’的校訓,圍繞服務國家戰略需求,擼起袖子加油干,用自主創新為國家和社會做出更多更大貢獻,積極踐行‘科技報國,創新有我,微視圖靈,為帶式輸送裝備安全運轉智慧護航’的項目誓言,實現更多的新突破、新成果。”(通訊員:曲巖 任偉健)

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