轴轮千转，智护业安——“华为杯”第五届中国研究生人工智能创新大赛二等奖专访

勇攀高峰队 （左二为钱泉）

钱泉，机械与运载工程学院2022级机械工程专业博士研究生，中共党员，重庆市三好学生，重庆大学学生年度人物（在校学生最高个人荣誉），长期从事于机械装备故障诊断与预测性维护，共发表SCI论文15篇，其中以一作发表中科院一区9篇、中科院二区1篇、IF>10高水平论文3篇，谷歌学术累计被引300余次，累计影响因子110+；已经申请发明专利14项，其中以学生一作授权中国专利3项、公开中国专利6项和英国专利1项。创建了“工业AI守护者”竞赛团队，并带领团队斩获了包括中国研究生人工智能竞赛二等奖、中国研究生数学建模竞赛二等奖、全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛全国三等奖、重庆市科慧研究生创新创业大赛一等奖、川渝大学生创新创业大赛三等奖等竞赛奖励国家级3项、省市级4项、校级奖励12项。

匠心独运，智守未来

“据文献调查，我们团队研发的这个模块是全国唯一！”

提起 “工业AI守护者”中的视觉量化评估模块时，身为队长的钱泉颇为团队取得的成绩感到自豪。对他来说，这个倾注了团队大半年心血完成的作品，每个功能与细节都铭刻在指尖与脑海中。“它能对采集的图像经过图像增强，图像数据扩展等技术制作高质量图像数据集，并能够自适应挖掘出输入图像的多层次、深层次语义及空间特征，最终实现对微小故障的识别和量化评估…”

“航空航天、轨道交通、能源动力等相关领域的机械设备通常工作在高转速、重载、高温、腐蚀等的复杂恶劣环境中，其系统部件尤其是关键部件容易出现磨损、断裂等问题，可能造成严重的经济损失与重大的人员伤亡事故。”回顾“工业AI守护者”研发的现实背景，钱泉表示，当前工业4.0发展迅速，但由于相关领域机械设备工作环境恶劣，导致其易发生安全事故，为保障安全有序生产，需要有一套精准、高效在线监测和诊断系统。

“旋转机械的故障演化规律不明”“不能很好反映设备的退化过程”“诊断精度低和模型泛化能力差”…通过充分考察，钱泉团队发现当前的在线监测和诊断系统存在多方面的不足，为解决这些横亘在我国工业发展的眼前问题，“工业AI守护者”应运而生。

据介绍，“工业AI守护者”系统是一款利用人工智能和数据孪生技术，结合旋转机械动力学仿真模型，实现旋转机械故障预测与健康管理的工业智能平台。该系统包含样本生成、故障监测、预测性维护三个模组，样本生成模组解决实际工业故障数据缺乏的问题；故障监测模组通过故障预警、寿命预测、故障诊断、故障量化评估等实现故障信息的全面监测；预测性维护模组利用故障监测信息实现旋转机械智能健康管理。

“‘工业AI守护者’能解决工业企业在维护效率低、资源浪费大等方面的固有问题，帮助推动工业企业数字化转型升级。”钱泉说。

齐心铸剑，曙光自来

“决赛的前一晚上我们的项目文档、PPT、项目介绍视频都还存在一些问题。”虽然时隔已久，但谈起决赛前一天晚上突然发现的问题时，钱泉依然有些心有余悸。

从2020年研究生刚入学就已有研发设想，到2022年耗时九个月时间撰写项目文档并将系统开发成型，整个团队已在这个系统上投入了无数的精力与心血，但出乎他们所有人预料的是，就在比赛的前一天出现了问题！

如果不能及时解决，过去大半年的努力甚至几年的准备都可能付诸东流，这整个团队来说都是一个不可接受的结果。

慎终如始，则无败事。时间虽然所剩无几，但即使在这样一种紧急高压的环境下，钱泉和他的队友们既不曾相互埋怨推诿，也不曾轻言放弃，反而相互鼓励，默契配合，以一种更加积极的姿态共同迎接挑战。

“那天我们彻夜未眠，材料准备好的时候已是凌晨五点，还要马不停蹄的赶往机场，在飞往太原的飞机上，我们继续准备演讲稿，最终赶在比赛当天，完成了所有材料的准备工作。”钱泉说，之所以能在如此短的时间里高校完成修改工作，离不开团队成员的努力与付出，“能够在如此短的时间中完成这些工作，最主要的原因是我们永不言弃的团队责任感。”

“团队”是钱泉常提的关键词。来自同一个实验室与共同的研究方向使他们结伴而行，长期合作培养的深厚友谊使他们牢牢凝聚，而对团队的强烈责任感浇筑成既坚如磐石又能勇攀高峰的力量。

山高水远，笃行不息

目前，“工业AI守护者”中的故障诊断模块已经在重庆某公司的5MW风机出厂检测中得到了初步的验证，钱泉团队也和该公司签订了后续研发项目。“我们后续也会不断完善该系统，使其功能更加完善，加速其在实际工业环境中全面落地应用”钱泉说。

从最初的构想到验证运用，“工业AI守护者”的诞生经历了一个漫长的过程，但也就是在这样一个从遇见问题到设法解决问题的过程中，钱泉感到收获颇多。

比如在开发该系统过程中，总会不可避免地碰到一些从未遇见的全新难题，在长期的研究与摸索中，钱泉整理出了一套遇见新问题时的解决路径，“首先通过数据库对相关的专利、论文做一个初步调研，获取大概的信息。然后由面到点，精读相关论文和专利，再结合自己专业知识凝练出技术方案。”

虽然此前钱泉已经与团队成员有过合作经验，并且在多次学科竞赛中获奖，但本次竞赛的特殊经历让钱泉对团队力量有了更加深刻的体验与收获。在漫长的系统开发过程中，“学会了更好地与团队成员协作、分工合作、沟通交流，并学会了如何解决团队内部的问题。”

在最后，钱泉为低年级的同学们分享了自己在竞赛与科研过程中的经验心得。

l 兴趣驱动：选择一个其感兴趣的主题，这样会更有动力和兴趣去探索和研究它。

l 广泛阅读：阅读与自己的研究方向相关的书籍、文章或者在线资源。这有助于建立基础知识，帮助更好地理解并深入研究。

l 保持好奇：科学研究是一个持续学习的过程，即使某一阶段性工作结束了，也要保持好奇心，继续学习和探索新知识。

l 不畏失败：在科研和比赛中，失败或者走弯路是常见的，关键要从失败中学到经验。