【强担当 创业绩】天津科技大学机械工程学院在创新博士生培养方面取得新进展新突破

近日，由天津科技大学机械工程学院2022届博士生张遵浩为第一作者、其导师张峻霞教授为通讯作者所撰写的学术论文“Multi-objective optimization of milk powder spray drying system considering environmental impact, economy and product quality”在机械和环境领域国际顶级期刊《Journal of Cleaner Production》发表，天津科技大学为唯一通讯作者单位。张遵浩同学系机械工程学院工业设计方向博士生，他的研究方向为轻工装备绿色设计。该学术论文从环境性能、经济性能和产品品质等多个目标对乳粉喷雾干燥系统进行了优化设计，为相关产业的清洁生产和环境可持续发展提供了理论指导。

机械工程学院围绕我校在食品与轻工行业的优势特色，长期坚持开展行业高端装备设计与制造方向的基础研究和人才培养。学院现有完整的本、硕、博人才培养体系，其中包括工业设计和过程装备与控制工程两个国家级一流专业建设点。2018年在原有轻工过程装备和工业设计两个二级学科博士点的基础上获批了机械工程一级学科博士点，学科建设和研究生培养进入了新阶段。

图1. 乳粉喷雾干燥系统多目标优化研究路线

项目介绍：

随着乳粉市场需求的增长，促进了产能的释放，也加剧乳粉喷雾干燥系统全生命周期的环境负荷和成本投入。需要优化系统的参数，以在系统的环境性能、经济性能和产品质量之间找到平衡，从而促进清洁生产和环境的可持续发展。

为此，作者建立了乳粉喷雾干燥系统多目标优化模型，以最小化系统环境影响、生命周期成本和最大化乳粉品质为目标，最终找到了系统的进气温度、进料泵转速和雾化压力的最优值。作者提出了非支配排序蚁群遗传算法并将其用于求解多目标问题，得到了Pareto前沿。结合Topsis方法和偏差指数从Pareto前沿面确定了最优解。最后将所求得的最优解决方案与两种主流目标导向的优化方案进行比较，其中一种为最小化环境影响和生命周期成本，另一种为最大化产品品质。

研究结果表明，所提出的算法较常用方法NSGA-II相比性能提高了30.76%以上，并且优化后的系统在环境性能、经济性和乳粉品质之间取得了良好的平衡，相较于优化前的系统，新系统生命周期的环境影响降低了9.06%，系统的生命周期成本节约了14.51%，所生产的乳粉品质提高了4.48%。

全文链接: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133353