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高金吉：《人工自愈对智能制造的作用》
2026-10-03 08:31:36
作者：高金吉（中国工程院院士，北京化工大学教授）
自愈化包括自修复、代偿、故障防止、自愈调控等几方面。人工自愈是在人工智能的基础上溯源诊断，把问题弄清楚，然后自行采取措施。特别注意的是，这个采取措施并不是人为停机采取措施，而是赋予机器的自愈机制。以发达国家提出的非正常工况管理为例，指的是计算机智能监测发现异常，提醒操作者进行调整。但如果赋予机器自愈机制，让机器去自动识别异常工况，自适应调整，那就不会出现问题，从这个角度讲，人工自愈是在人工智能基础上发展起来的。从人工智能到人工自愈，从自动化到自愈化，这是未来发展的必然。我认为，在我们在装备设计的时候就应考虑到这个问题，在整个工艺过程中考虑到非正常工况的自愈调控，就能够保证装备的安全、过程的长周期运行以及保证高危流程工业高质量发展起来。
人工自愈可以赋予装备自主健康。流程工业企业分为资源规划系统ERP、生产执行系统MES和控制系统PCS三个层次，但实际上对高危流程工业还不够，因为在安全方面只是采用国际标准。这意味着如果超标了，机器就得停下来检修导致生产中断，如果处理不及时还有可能产生其他问题，造成更大损失。因此我提出应该加上第四层，即故障自愈和异常工况自愈调控系统。与前三次工业革命相比，我觉得第四次工业革命应加上人工自愈和装备自主健康，并应用故障自愈调控系统和非正常工况自愈调控系统，才能保证流程工业安全可靠、自主健康长周期运行，又能提高效益，这一点我觉得意义非常重大。目前，智能制造中还没有提到这个问题。我国拥有世界上所有的工业门类和数量最多的装备，应率先开展这方面的科技发展战略，在保证机器能够长周期安全运行、无人值守、智能安健制造方面走在前面。
推进智能安健制造促进制造业高质量发展需要哪些措施和政策？首先，我们国家应该鼓励原创，这点我觉得非常重要。应该鼓励我们工厂的工程技术员、科技人员在实践一线提出的原理和方法。实话说，我国石化工业互联网研究和应用是走在靠前的，应该总结我们自己的经验。其次，我们现在考核的一流学科都是延续下来的传统学科，这些学科的设置是否最合理并没有经过严格科学论证。真正的创新不是靠单一学科，而是靠特色和交叉学科，人工智能、智能制造都是交叉学科，所以要鼓励学科交叉融合。我们团队从2001年开始建设诊断与自愈工程研究中心，在发展过程中做了很多交叉学科创新的事。我觉得应该在鼓励一流学科建设的同时，更应该鼓励特色和创新交叉学科，这点非常重要。第三，企业数字化升级改造除了搞智能化外，也应该搞自愈化，特别是现在提出来要设备更新。我们原来是想朝着智能化方向发展，同时也应该把自愈化技术加进来，让它保证安全长周期运行，或实现无人值守本质安全化。装备更新不能只图短平快，得经过测试分析，找出设备上的问题。如果设备和过程不和谐，大马拉小车，那应该测试分析然后重新节能设计，在原来基础上改进；同时把健康监测、抑制振动、自动平衡、故障防止等先进技术用到装备上，这才能够实现真正的升级。不是说限期把之前旧的换成新机器就行了，新的必须得比原来的好，真正实现数字化、智能化、自愈化升级在役再制造。最后，我们国家装备门类齐全，数量最多，如何在装备上率先发展新的科技发展战略，用人工自愈和自主健康技术来实现新的科技变革，我们要走在前列。同时鼓励原创、鼓励工程应用，把我国装备制造和高危流程行业搞得更好，对国际上也是贡献。
作者介绍：
高金吉：设备诊断工程专家，中国工程院院士，亚太人工智能学会会士，北京化工大学校学术委员会主任、教授、博士生导师，高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室主任，享受国务院特殊津贴专家，国家有突出贡献中青年科技专家。兼任中国振动工程学会设备诊断分会主任委员。高金吉院士主要从事设备故障诊断与自愈工程以及维修与安全保障信息化智能化研究。在中国国内工业企业率先开发应用设备诊断技术，攻克了国家重点工程中国石油辽阳石油化纤公司试车、生产中多项关键设备重大技术难关；研制出机泵群网络化监测诊断系统、振动诊断软件包和预知维修系统，取得重大经济和社会效益；创建北京化工大学诊断与自愈工程研究中心，自主研发基于工业互联网的数采系统和故障诊断专家系统，建立远程监测诊断中心，对50多企业两千余台关键机组实时监测诊断，避免数十起重大事故。获授国家发明专利1项。发表论文百余篇，出版《机器故障诊治与自愈化》等著作3本。研究成果获部级一等科技进步奖1项、二等奖2项、三等奖3项。
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