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1、863计划先进制造技术领域常州成果交流项目简介一、重大产品和重大设施寿命预测技术专题1. 石化设备的故障诊断与健康状态管理系统西安交通大学，徐光华成果简介：石化设备在复杂运行环境下的状态检测与故障诊断技术，具有独立知识产权的石化设备系统或分系统状态检测与故障诊断系统，可提高产品运行的稳定性、可靠性、安全性及使用效率和寿命。2. 基于风险与寿命的重要压力容器设计、制造和监控技术合肥通用机械研究院，陈学东，杨铁成成果简介：重要压力容器寿命和可靠性设计和风险、寿命分析集成技术，压力容器安全制造技术和实时动态监控技术。3. 工程机械远程实时状态监测与故障诊断关键技术上海交通大学，刘成良成果简介：工程机
2、械远程实时状态监测与故障诊断信息采集、处理及发送技术，关键部件性能衰退监视和早期故障智能预示技术，基于GPS/Web-GIS的远程实时状态监测、预测预报与故障诊断平台和系统。4. 桥梁结构状态监测与故障诊断系统重庆大学，陈伟民成果简介：桥梁结构状态监测系统数据采集与处理技术，结构状态监测与故障诊断专家数据库，桥梁结构实时状态监测与故障诊断系统。5. 发电机组故障诊断与维修决策技术清华大学，褚福磊成果简介：发电机组常见故障分析技术与故障数据库，发电机组复杂信号采集与处理技术，发电机组状态检修方法和维修决策技术，发电机组状态监测与故障诊断系统。二、智能机器人专题1. 机械臂立体定向手术导航系统 研
3、制单位：北京航空航天大学系统由计算机和数字导航机械臂组成，摆脱了传统立体定向框架，将手术规划、导航和操作平台三者统一，辅助医生实施脑部或胸腹部的活检、注药、放疗、切除等立体定向手术。具有手术创伤小、定位精度高的特点。 项目进展：已完成工程化样机，进行了临床实验。2. 低成本嵌入式机电控制器与驱动 研制单位：北京航空航天大学控制器采用基于32位嵌入式处理器与超大规模可编程器件FPGA，实现了m级精度的运动控制，具有较高的性价比。可用于2-3轴车床、铣床的数字控制。高性能伺服驱动器是一款采用FPGA超大规模集成电路芯片、高速数字信号处理器（DSP）和智能功率模块（IPM）的高性能伺服驱动产品。产品
4、精度高，电机编码器精度10000p/r，动态性能好；支持多种控制模式，如位置控制、速度控制、速度试运行、JOG 运行等；具有完善的保护功能，可靠性好。适用于多款交流伺服电机。 项目进展：已完成工程化样机，达到批量生产水平。3. 超高压输电线路巡检机器人技术与系统 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：王洪光 项目内容及目标：研制出具有自主知识产权的500KV超高压输电线路巡检机器人应用系统，开展现场实际运行线路巡检试验，制定巡检作业规程与标准，并交付电力部门示范应用。具体研究内容：新型机器人自主行走越障机构研究以及机器人作业机构研究；基于视觉及多种传感器信息融合的机器人自主控制
5、研究；巡检机器人高可靠低功耗研究与优化设计；巡检机器人能源持续补充系统研究；500KV超高压输电线路巡检机器人应用系统研制；超高压输电线路巡检机器人作业规程制定。4. 三分支五自由度复合驱动并联激光焊接机器人机构研究 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：赵明扬项目内容及目标：将并联机器人刚度好、精度高的优点和激光加工速度快、质量好的优点与汽车制造中的应用需求结合起来，项目研究成果将为制造业提供新的国产装备，打破国外装备在该领域的垄断，其关键技术研究对焊接自动化装备、机器人、机床等先进制造装备行业的发展具有重要意义。具体研究内容：三分支五自由度复合驱动并联机器人的机构学原理研究
6、；精度设计、误差分析与补偿和标定技术研究；控制系统研究。5. 基于管道内自适应移动机构的探查机器人的研究主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：马书根项目内容及目标：研制出具有自主知识产权的基于管道自适应移动机构的探查机器人概念样机一台，移动机构可根据管内壁环境自动改变移动速度和移动方向，为面向应用的管道探查机器人作业系统提供理论基础和技术储备。具体内容：自适应管道内部环境的移动机构的研究；自适应管内移动机构的运动学、动力学建模；自适应管内移动机构运动仿真与机构优化；管内移动机器人系统集成与控制技术的研究；管内移动机器人概念样机的演示、验证。6. 子母消防搜救机器人主要承担单位：
7、中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：王忠项目内容及目标：研制一种具有速度快、抗撞击、耐腐蚀、防水浸，能耐火焰辐射温度1100；能够进行多机器人间协调通讯、自动上下楼梯、防侧翻等自主控制的微小型无线遥控子母消防搜救机器人系统。子母机可以发挥各自特点协作搜救，母机移动速度快、能上下楼梯、越障能力强，用于大范围的搜救；子机体积小、灵活，可以进入更加狭小的空间侦察，相当于延长母机的触觉，它们又可根据情况各自独立搜索作业。火场通讯是最重要问题之一，尤其是在地下建筑。子母机器人系统可以利用子母机间协调通讯：在进入地下后，母机放下子机，让其在入口附近搜索，作为移动通讯中继站，母机进入内部深处侦察。此技术
8、可以扩展在多个同种或多种机器人间协调通讯，联合侦察、灭火作业，相当于火灾现场存在多个相互中继的移动基站，减少通讯死角，并避免多机器人占用同一信道，使控制信号相互干扰。7. 水陆两栖蛇形机器人的研究主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：李斌项目内容及目标：水陆两栖蛇形机器人的机构研究；水陆两栖环境中蛇形机器人的运动控制方法研究；水陆两栖蛇形机器人系统集成技术的研究；水陆两栖蛇形机器人概念样机的演示、验证。研制出具有自主知识产权的水陆两栖蛇形机器人概念样机一台，即可在陆地上运动，也可在水中游动。8. 轮桨腿一体化两栖机器人研究 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：
9、郭威 项目内容及目标：主要研究内容包括：(1)深入研究极浅水和碎浪带复杂非线性环境对两栖机器人系统的影响问题，揭示复杂环境动力学与两栖机器人运动之间的内在关系，形成较完善的两栖机器人系统设计理论；(2)对轮桨腿一体、多运动模式、高机动性的新型两栖机器人系统进行研究，对轮桨腿驱动装置、足板驱动装置以及自主浮力调节装置等关键技术和实现机理进行研究；(3)研究轮桨腿一体两栖机器人爬行运动步态问题与浮游运动特性问题；(4)深入研究两栖机器人在高度复杂非线性环境条件下的系统控制问题，探讨采用智能控制与自适应控制理论解决实际海洋工程中的复杂系统控制和系统建模问题。 通过本课题的研究将研制出一台适合极浅水和
10、碎浪带复杂环境应用的新型两栖机器人原理样机，解决该两栖机器人的运动机理及关键技术，为两栖作业应用机器人提供解决方案，探讨切实可行的、能够解决实际海洋工程技术需求的复杂系统控制策略和系统建模方法。9. 空中搜索探测机器人研制 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：韩建达 项目内容及目标:具有高机动性的轻型旋翼飞行机器人本体设计与研制;机载多传感器集成与自主导航方法;自主控制方法与CNC 系统集成;宜人化操作的地面控制站与信息处理系统;机载任务载荷系统;旋翼飞行机器人试验验证与示范应用; 面向救援救灾对飞行机器人的需求，着重突破旋翼飞行机器人样机设计、自主导航、自主控制以及任务载荷
11、等关键技术，研制完成具有自主稳定飞行、自主定位、自主导航能力的空中搜索探测机器人，满足适合于灾区大范围灾情现场探测的要求，具有高机动性、长续航能力、大载荷能力、强抗扰能力、可大范围开展多种作业。该课题的实施可提升灾害的快速反应和应急处置能力，为我国应急救援工作达到国际一流水平奠定基础。10. 基于多传感器的野外环境实时建模与自主控制 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：吴镇炜项目内容及目标：实现在野外动态非结构化环境中机器人实时环境模型的构建，并利用激光测距与视觉图像信息相融合完成对地形与场景的识别与分类，进而利用机器人构形的优化调整实现对野外环境的自主适应。研究重点在于针对
12、具有动态环境约束、机器人本体构形的运动学和动力学约束的实时优化行为产生方法，其中机器人的行为包括运行状态、运行路径和本体构形的调整。预期目标是通过研究在野外动态非结构化环境中机器人基于激光测距和视觉图像处理的野外环境实时建模、感知与辨识技术，以及以此为基础的自主环境适应方法，建立一套面向野外三维环境的实时建模与特征提取，并在动态环境约束、机器人本体构形的运动学和动力学约束下具有实时优化行为产生能力的地面移动机器人智能控制系统，同时基于现有的多轮腿机构地面移动机器人平台完成在实际野外动态环境中的演示实验，获得该领域研究中具有创新性的理论方法和面向实际应用的关键技术。11.项目名称：超高压输电线路
13、巡检机器人技术与系统 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所项目负责人：王洪光项目内容及目标：研制出具有自主知识产权的500KV超高压输电线路巡检机器人应用系统，开展现场实际运行线路巡检试验，制定巡检作业规程与标准，并交付电力部门示范应用。具体研究内容：新型机器人自主行走越障机构研究以及机器人作业机构研究；基于视觉及多种传感器信息融合的机器人自主控制研究；巡检机器人高可靠低功耗研究与优化设计；巡检机器人能源持续补充系统研究；500KV超高压输电线路巡检机器人应用系统研制；超高压输电线路巡检机器人作业规程制定。项目的成熟度：本项目自2002年到现在为止，两次得到国家科技部863计划的资助，逐步
14、解决了机器人机构、控制系统以及超高压电磁场环境下的电磁兼容设计、安全保护、系统集成设计等关键技术问题，研究设计出新型高适应性一体化行走与越障机构、安全保护机构和故障释放机构，以及设计了基于多传感器信息融合的低功耗的机器人控制系统。目前正开展实用化应用系统的研究开发，逐步向产品样机系统过渡，并交付电力部门示范应用。近期将研究解决巡检机器人在线能源补充、动态图像稳定等技术难点，制定巡检作业规程与标准等。本项目已先后研制成功了一档内巡检机器人实验样机、可跨越杆塔障碍行走的巡检机器人实验样机，一档内巡检与作业机器人样机，多次完成了500KV超高压输电线路模拟环境以及各种现场带电实验，积累了丰富的现场数
15、据。依托本项目研究，已发表学术论文24篇，获得发明专利2项、实用新型专利4项。申请受理专利6项。培养博士后1名，博士毕业生2名，硕士毕业生2名。12.项目名称：高速并联机器人主要承担单位：天津大学负责人：黄田教授高速并联机器人是在国家“863”项目支持下由天津大学黄田教授发明，特别适合医药、轻工、电子、食品等行业生产线中对物料高速抓取操作，包括2自由度Diamond机器人和3自由度类Delta机器人两种构型，申请发明专利5项，获得美国和中国发明专利各1项及天津市技术发明一等奖1项，形成了包括设计、制作与控制等一整套具备国际先进水平的关键技术。基于Diamond机构，成功开发了3种系列产品。其中
16、Diamond600型实验教学用机器人出口英国，被新华社等媒体认为创我国机器人整机出口首例，另为国内多所高校配套8台；Diamond800型锂离子电池分选机器人在天津力神公司得到成功应用，分选能力较手工提高5倍。Diamond1000型多功能高速软袋装箱机器人实现了产业化，对500g物料的装箱速度超过90袋/分，填补了我国高速软袋装箱设备的空白。目前，正与哇哈哈集团合作，采用类Delta机器人研制瓶类饮料高速装箱成套装备，有望实现400瓶/分。13.项目名称：五自由度穿戴式上肢康复机器人主要承担单位：哈尔滨工业大学项目负责人：杜志江五自由度穿戴式上肢康复机器人可根据患者运动意图进行运动辅助，完
17、成单、多关节运动训练，并提供准确细致的康复评价。系统包括适应不同臂长的5自由度穿戴式机械臂、可调整高度的座椅系统、伺服控制系统、独立的肌电信号采集及处理系统等单元。能够实现基于力矩传感器模型的康复训练运动控制、基于sEMG的康复机器人辅助运动训练和基于sEMG的神经-肌肉损伤及康复评价。适用于脑卒中患者或手术后的上肢康复治疗、训练，或开展相应的研究工作。项目成熟度：样机14.项目名称：保安服务机器人主要承担单位：哈尔滨工业大学 项目负责人：李瑞峰 保安机器人的特点是体积小，使用方便，具有独立移动、监测和通讯的能力。它能在一个家庭的范围内巡视、观察室内环境的变化，发现入侵者，并及时把探测到的信息
18、（盗、火、煤气泄露等）用无线或网络的方法通知主人或安全部门。该机器人具有轮式走行机构及障碍检测传感器，可在用户家中自主行走与避障。具有摄像头，可以拍摄室内的图像。通过语音及触屏交互，机器人可以向用户提供个人日程管理，语音提醒等助理功能以及儿童电子宠物等娱乐功能。通过无线网络及应用软件，用户可用办公室中的计算机及Internet网实现对机器人的完全控制。除此之外，机器人还具有手机控制及安全监控、报警功能。它可以监视用户家中的情况，当屋内发生的火灾、天然气泄漏、盗窃或家中老人需要急救等其他危险时向主人或其他家中成员的手机发短信，及时处理。如果主人需要，可进一步向主人的手机发图片。当然主人也可以打开
19、电脑，通过INTERNET在网页上监看家中的情况。该机器人也可以用在仓库、机场候机大厅、商场、银行、博物馆等场所。 家用机器人的诞生将实现由PC到PR时代转变，无论是在促进技术的进步，还是在引领个人生活新的方式方面都将会产生巨大的影响。技术成熟度：小批量产品生产15.项目名称：工业全自动点胶机器人主要承担单位：哈尔滨工业大学 项目负责人：曲东升 工业全自动点胶机器人是电声和电子行业的十分重要和急需的生产设备，作为电声行业的最关键的工序之一就是点胶技术，目前，国内大部分电声器件的厂家还是以手工点胶为主，这样大大将低了生产效率和产品的一致性，其不足之处是，人利用简单的点胶工具和凭借自身的熟练程度，
20、有很大的随意性，人对重复上述工作所造成的疲劳，很难在长时间里保证涂胶的一致性和稳定性，多胶和断胶的现象常有发生并且不可避免。针对上述问题，我们利用机器人技术、运动控制技术、数控技术、气动技术、示教编程技术等高新技术研发了一系列的高性能的工业全自动点胶机器人，实现示教编程、轨迹控制与点胶控制于一体的自动化操作，改变传统的人工机械操作方式，大大提高劳动生产率，从根本上保证产品的质量。目前该系列已经广泛应用在电声和电子行业中，其性能与稳定性得到了用户一致的好评。 技术成熟度：大批量生产三、流程工业1. 新型干法水泥生产过程集成控制应用 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：张彦武项目
21、内容及目标：针对水泥生产过程，研发适合我国水泥生产实际需求的集成控制体系结构和关键技术，包括：单元级优化控制系统；多生产过程协调优化；全流程优化调度；新型干法水泥生产线过程集成控制应用示范工程。通过综合运用先进控制、过程优化、调度优化等技术，构建适合水泥生产过程特点的集成控制应用，实现生产装置运行平稳、高效，节能降耗。应用本课题所取得的科研成果，建立新型干法水泥生产线过程集成控制示范应用工程，实现综合能耗降低1.5%。2. 面向航天重点型号的企业群体协同工作平台研发与示范应用 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：张毅 项目内容及目标：本课题以探月工程为实施对象，结合型号任务协
22、同工作特点和需求，创建新的航天企业群体业务协作模式，构建满足航天企业群体整合性信息化要求的协同工作平台，实现在平台支持下的相关业务系统与信息资源的综合集成与业务协同，提高型号研制的效率和质量。以航天多型号任务研制过程中企业群体的业务协同管理为研究对象，开展基于业务协作平台的面向航天型号的分布式协同项目管理、供需协作与协同研制、质量可靠性控制与管理、协同服务与维护等企业群体业务协同机制与管理模式的研究，并开发出一套具有军工业特点、适合于企业集群业务协同的系统软件平台和工具软件，以提升以航天科技集团为核心的航天企业群体的协同制造管理水平。3. 汽车变速箱装配过程综合质量问题诊断、评估与度量技术研究
23、 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：尚文利 项目内容及目标：从一个全新的角度对复杂制造过程的质量性能进行评估、预测和诊断，提出制造过程的质量性能评估、预测、诊断与调整的理论体系与技术方法，重点解决复杂制造过程中早期和潜在质量问题的发现和诊断、智能化质量性能评估和预测、生产控制策略推理等关键问题，实现质量管理的闭环控制。解决汽车变速箱装配制造过程中性能试验台故障分析能力弱、过于依赖专家经验等问题，研发面向汽车变速箱装配过程的基于过程改进的综合质量预测、诊断与调整技术和应用组件，并开展汽车变速箱数据仓库、SPC诊断分析、工艺改进等方面的示范应用。最终形成具有自主知识版权的面向汽
24、车变速箱装配过程的质量预测、诊断与调整原型系统和软件专利产品。4. 现场总线通信安全与可靠性技术研究与开发 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：徐皑冬项目内容及目标：究现场总线安全通信技术、网络冗余技术和设备冗余技术，以总线协议栈为核心，全面掌握现场总线安全性评估、设计、开发和验证技术，开发相关安全总线原型产品。提高我国自主知识产权的现场总线产品的安全性，提高现场总线系统的可靠性，提升产品品质，推动现场总线技术在我国的推广和应用。5. 无线HART网络关键技术研究与原型开发 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：梁韦华 项目内容及目标：通过对无线HART技术在
25、工业现场环境下使用的抗干扰、节能、鲁棒等难点问题的攻关，建立基于无线HART标准的工业无线网络核心技术体系，研究成果达到国际先进水平，为我国无线标准的制定和新一代节能高效工业控制系统的建立提供技术基础。预期开发无线HART网络协议栈，并通过HART基金会测试；开发无线HART网络关键设备；建立基于无线HART网络的原型系统。6. 工业无线技术及网络化测控系统研究与开发 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：曾鹏 项目内容及目标:工业无线网络关键技术研究与协议栈开发、工业无线测控系统的现场环境模拟与仿真技术、基于工业无线的测控系统开发装置研制、基于工业无线的测控系统应用技术研究，
26、攻克无线技术在工业测控应用中的技术难点，形成具有自主知识产权的核心技术，达到国际先进水平，通过软硬件开发装置的研制和开发环境建设，初步形成以具有自主知识产权技术为核心的设计与开发体系，并实现典型行业的示范应用。7. 面向汽车行业总装过程的可视化监控与执行管理系统 主要承担单位：中国科学院沈阳自动化研究所 项目负责人：史海波 项目内容及目标：攻克包括生产与物流执行过程的工厂/事件/产品/执行等可视化建模、以汽车行业单一顺序生产为核心的优化排产和在线实时智能调度、智能化数据采集、基于事件的消息总线管理和符合系统规范与标准的智能开放接口等一系列关键技术，解决总装过程中现场跟踪监控能力弱、实时性差等问
27、题，研发面向汽车及其主要部件总装过程的基于实时信息的可视化监控与执行管理系统基础平台和应用组件，并开展生产线运行实时监控与过程追踪、生产计划与调度执行、生产线物流JIT/JIS配送等方面的示范应用。最终形成具有自主知识版权的面向汽车行业的总装过程的可视化监控与执行管理系统软件产品和一定规模的工程化能力。8. 火力电站烟气脱硝过程流态模拟及脱硝效率优化承担单位：上海交通大学项目负责人：袁景淇教授选择性催化还原（SCR）是广泛应用于火力电站烟气脱硝（氮氧化物，俗称硝）的工艺。SCR脱硝反应器入口烟气速度分布和还原剂（氨）浓度分布是影响脱硝效率的技术关键。该成果以火电烟气与还原剂的高速混合过程为研究
28、对象，解决了氮氧化物催化还原反应器的负荷均匀控制问题和还原剂浓度均匀控制问题。所得开环控制方案能在满足总体压损要求的前提下确保脱硝效率。研究成果亦可用于其它混合过程或涉及流场控制的反应器设计优化。该课题由国家863计划项目资助。9. 生物发酵过程产量预报和车间级调度优化技术承担单位：上海交通大学项目负责人：袁景淇教授该成果利用生物发酵工厂的日常生产数据，采用智能优化算法，对生物发酵关键状态变量（产量、糖耗、效益函数等）实现宽区间（发酵周期的10-20%）、高精度（3%左右）预报。同时自动计算并显示各罐批的创利能力和潜力，为操作人员提供在线分类结果和优先停罐次序的决策。此外，通过对近期历史罐批的
29、统计分析，对异常罐批（染菌罐批及效益很低的罐批）提供早期预报。该课题由国家863计划项目资助。10. 重要生物发酵过程的模型及给予模型的优化技术承担单位：上海交通大学项目负责人：袁景淇教授提供重要发酵过程（酵母、抗生素、白蛋白、维生素C、氨基酸）生产过程的模型化和优化控制技术及相应的技术咨询。11火力电站烟气脱硝过程流态模拟及脱硝效率优化承担单位：上海交通大学项目负责人：袁景淇教授选择性催化还原（SCR）是广泛应用于火力电站烟气脱硝（氮氧化物，俗称硝）的工艺。SCR脱硝反应器入口烟气速度分布和还原剂（氨）浓度分布是影响脱硝效率的技术关键。该成果以火电烟气与还原剂的高速混合过程为研究对象，解决了
30、氮氧化物催化还原反应器的负荷均匀控制问题和还原剂浓度均匀控制问题。所得开环控制方案能在满足总体压损要求的前提下确保脱硝效率。研究成果亦可用于其它混合过程或涉及流场控制的反应器设计优化。该课题由国家863计划项目资助。12 项目名称：自动化控制系统主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：黄文君自动化控制系统是以微处理器为基础，综合计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等技术的高性能电子系统，一般由通信网络、控制站、操作站等构成，用于实现生产过程的自动控制和监视管理。按照应用领域的不同，自动化控制系统一般可分为集散控制系统（DC
31、S）和可编程逻辑控制器（PLC）。承担单位研制的自动化控制系统产品在国内化工领域占据领先地位，并成功应用于“500万吨/年大型炼油装置”、“3052大型化肥装置”等重大工程项目，首次实现国产自动化控制系统产品在大型石化、化工主装置上的突破。为企业实现生产过程的自动化控制，提高劳动效率并实现增产增效和节能减排提供有效手段。项目技术：产业化。13 项目名称：APCSuite软件主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：苏宏业先进控制技术是流程工业综合自动化的核心技术。先进控制通常以DCS、FCS等系统上的常规控制为基础，采用多变量预测控制、智能软测量和工艺计算等策略来实现以下目标：提高复杂工业
32、过程的控制品质，增强系统的抗干扰能力和鲁棒性，进而提高企业的综合效益和竞争力。中控推出的APC-Suite系列软件的目标实现流程工业企业的“安、稳、长、满、优”，并产生以下效益：减少关键工艺变量标准差，通常达到50%以上 增加处理量15% 增加目标产品收率15% 减少特定的能量消耗35% 减少废品、重新加工等的成本。项目技术：产业化14 项目名称：PIMS生产信息管理系统主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：黄文君PIMS生产信息管理系统能有效集成全厂生产信息，架设企业经营管理系统和控制系统之间的信息桥梁，并为先进控制软件提供应用平台，全面加速企业信息化建设。该系统融合了最新的数据接口
33、技术、先进的通讯技术、现场总线技术、网络技术的PIMS，能充分利用企业现有的计算机局域网络系统，具有投资少、工期短、见效快等良好特点。企业可以通过PIMS系统提高劳动生产率、降低生产成本，从而提高竞争能力，并进一步实现管理的信息化。项目技术：产业化15 项目名称：MultiF多功能智能仪表主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：丁云数字化、智能化、网络化是仪器仪表发展的趋势，中控开发的MultiF多功能智能仪表可对工业现场的直流电压、电流、热电偶、热电阻信号进行记录，可实现历史数据的存储，可进行数据批次管理，数据分析、运算、监控、打印等，可实现与PC机进行数据通讯，实现CF卡数据转存等功
34、能，并可对工业现场的流量、温度等通过单回路控制、串级控制、分程控制、三冲量控制等方法进行智能调节控制。可广泛应用于电力、石化、化工、冶金、造纸、印染等行业。项目技术：产业化16 项目名称：高精度变送器主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：丁云为化工、冶金、热电等各行业提供的、用来测量各种流体的差压/压力/流量/液位的、具有0.05%精度的高精度变送器，可将差压/压力转换成(420)mA信号输出，供后续数据采集、分析等使用，且其设置（如量程和阻尼常数等）可以通过手持通讯器来设定，方便工业现场操作。高精度变送器采用了独特的硅微电容传感器、先进的浮动膜盒结构和最新的微处理器技术，具有变送准确
35、度高、稳定性好、使用寿命长、安全可靠和使用方便等特点。项目技术：产业化。17 项目名称：喷水织机改造喷气织机技术主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：胡协和利用该技术可以合理的利用喷水织机大部分原配件将喷水织机通过局部设计改造为喷气织机，不仅可解决喷水织机不能生产高附加值的提花织物问题，增加织机效益，还解决喷水织机高污染的问题。项目技术：产业化。18 项目名称：工业无线网络数据集成解决方案主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：董利达针对多行业和领域的工业无线网络数据集成解决方案，EIC系列工业以太网控制器与WNC系列无线测控终端支持无线/有线连接的多种智能仪表的信号采集，支持模
36、拟量与数字量信号的直接接入，支持数据与图像的混合监控功能，并通过高效可靠的工业无线网络接口传输协议提供统一的远程的OPC数据服务，可直接支撑具有OPC接口功能的多种应用软件，如实时数据库、SCADA等。工业无线网络数据集成方案已经广泛应用于环保、水处理、安防、智能交通、能源监控等各种行业和领域。项目技术：产业化。19 项目名称：EPA实时工业以太网技术主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：冯冬芹应用于工厂现场级控制的新一代高速现场总线技术，拥有28项发明专利，是中国在自动化控制领域发布的第一个正式国际标准，发布为IEC/FDIS 62409，列入IEC 61158（第四版）中的第十四类
37、型，列为IEC 61784-2中的第十四应用行规簇CPF14，并作为国家标准GB/T 20171-2006发布。通过支持EPA技术的现场仪表，可快速构建全数字化的自动化网络，提升工厂自动化生产效率，简化安装和维护，提高设备利用率并对生产决策提供更多的参考。项目技术：产业化。20 项目名称：船舶设备检测与控制器主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：潘再生为船用柴油机、发电机、锚机、舵机、船用电梯等主辅机设备提供单元式控制器，具备检测、就地显示、报警以及自动控制功能；同时具备开放的通讯接口，可以为综合自动化控制系统提供基础数据，并执行其控制指令。项目技术：小试21 项目名称：船舶综合自动化
38、控制系统主要承担单位：中控科技集团有限公司项目负责人：潘再生为全船提供综合自动化控制系统，包括桥楼自动化系统（导航定位系统集成、电子海图）、机舱自动化系统（主机遥控、辅机遥控等）、舾装自动化系统、楼宇自动化系统（通风、照明）以及烟气检测和报警系统等。项目技术：小试22 焦炉加热燃烧优化控制系统主要承担单位：中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：在综合分析焦炉加热燃烧过程工艺机理的基础上，采用智能集成建模方法，建立焦炉火道温度软测量模型，实现焦炉火道温度的在线检测；并针对焦炉加热燃烧过程的多种加热制度，采用模糊和专家控制方法相结合的策略，实现了焦炉火道温度多模式智能集成优化
39、控制；采用跟踪上升管温度的方法，建立了火落点判断模型和立火道温度优化设定模型，能够根据生产情况设定立火道标准温度。最终建立了焦炉加热燃烧过程优化控制系统，有效的稳定了火道温度，提高了焦炭质量。该项目得到国家863计划课题的支持。23 焦炉集气管压力智能解耦控制系统主要承担单位：中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：涟钢焦炉集气管压力系统是一个耦合严重的多变量系统，并且在多座焦炉并联生产时，各焦炉容量、煤气发生量、集气管大小、管道长度、管道布置不同，存在不对称特性。本项目通过不对称特性与耦合关系分析，采用分层递阶智能解耦控制结构，综合多种智能控制方法，建立了集气管压力智能解
40、耦控制系统，保证了集气管压力的稳定，大幅度减少了荒煤气泄露情况，延长了焦炉寿命，减少了环境污染。该项目得到国家863计划课题的支持。24 焦炉作业计划与优化调度系统主要承担单位：中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：针对焦炉作业中不能及时处理异常情况、机械设备损耗严重的问题，分析了焦炉作业中的正常和异常工况，根据焦炉作业的连续性、均匀性，建立了相应的任务模型，研究了多座焦炉作业协同计划与优化调度技术，开发了焦炉作业计划与优化调度系统。系统运行后，保证了机械设备检修时间，提高了设备利用率。该项目得到国家863计划课题的支持。25 炼焦配煤智能优化与决策支持系统主要承担单位：
41、中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：针对配煤过程中，煤种的配比的确定由人工完成，很难保证配合煤的质量和配煤效率，增加配煤成本的问题，结合线型回归和神经网络的方法，建立了配合煤质量预测模型和焦炭质量预测模型，并且通过建立配比智能优化模型，运用模拟退火算法对配煤比进行优化计算，最终建立了炼焦配煤智能优化与决策支持系统。系统运行后，有效地降低了配煤生产成本，降低了工人的劳动强度。该项目得到国家863计划课题的支持。26 煤气混合加压过程智能解耦控制系统主要承担单位：中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：在钢铁企业中，都会生成副产品煤气。煤气混合过程即为回
42、收利用一些设备如高炉、焦炉和转炉产生的煤气，具有多变量强耦合、非线性、不确定性、时变、难以建立数学模型等控制难点，本项目采用智能集成控制技术，结合了多变量模糊解耦控制算法、模糊控制算法、专家控制算法、前馈补偿控制算法等，建立了煤气混合加压过程的智能解耦控制系统，实现了混合煤气热值与压力的稳定，提高了煤气质量。该项成果获2005年湖南省科技进步二等奖。27 钢坯加热炉燃烧过程智能控制技术主要承担单位：中南大学/湖南华菱涟源钢铁有限公司项目负责人：吴敏项目内容：为了解决加热炉燃烧过程普遍存在的能耗高、钢坯温度波动严重、温度控制精度差等问题，项目从加热炉燃烧过程温度优化控制、空燃比自动寻优，钢坯温度
43、预测模型研制、温度优化设定等方面进行研究，提出了加热炉燃烧过程智能控制技术，将模糊控制、专家系统、神经网络等智能化技术有效地应用到实际的工业过程中，分别建立了 “蓄热式加热炉燃烧过程智能控制系统”和“步进式加热炉燃烧过程智能控制系统”，确保了在工况波动下的炉温控制精度，减少了燃耗、电耗和钢坯烧损，提高了加热炉的生产能力。该项成果获2004年湖南省科技进步三等奖。四、极端制造专题（一）、系列化人体消化道诊疗微系统1人体消化道内窥镜微系统重庆金山科技（集团）有限公司研制出OMOM智能胶囊消化道内窥镜系统,通过消化道肌肉蠕动使智能胶囊在消化道内运动，同时对消化道壁进行实时摄像，数字信号传输图像至病人
44、体外携带的图像记录仪进行存储记录，医生利用影像工作站分析图像记录仪所记录的图像可以了解病人整个消化道的情况。OMOM胶囊内镜免除了胃镜、肠镜等传统检测方法所带来的痛苦和不便。2005年3月，获得了医疗器械注册证,实现了小批量生产和销售。2人体消化道生理参数检测微系统上海交通大学研制出人体腔道生理参数检测微系统,由“微型电子胶囊”、“便携式数据记录仪”、“数据处理系统”三部分组成。“微型电子胶囊”的外形尺寸不大于1025mm，由微型压力传感器功能模块、微型温度传感器功能模块、微处理功能模块、微信号发射功能模块、微型电源管理模块组成。完成了人体临床试验450余例，获得了医疗器械生产企业许可证。3人
45、体消化道施药诊疗微系统 药丸式药物遥控释放系统能在体外装置的监测与控制下，可以实现消化道特定部位药物遥控释放。重庆大学研制出人体消化道施药诊疗微系统，完成了近百例临床试验，平均有效率达到94。2005年10月获得了产品准产证，主要进行了氨茶碱、卡马西平、苦参碱等药物的人体消化道吸收研究示范应用。（二）、生化分析微系统1便携式运动员血液分析微系统针对运动员训练机能评定重要需求，中科院电子学研究所基于MEMS技术研制出便携式运动员血液分析微系统，主要用于血色素HB 、谷草转氨酶AST、肌酸激酶CK 快速、灵敏、精确检测，在北京医院卫生部临床检验中心进行了临床对比实验和评估试验，在国家体育总局体育科
46、学研究所进行了对比实验和应用试验研究，获得了运动员机能评定实验结果。2便携式糖尿病检测微系统北京怡成生物电子技术有限公司与中科院电子学研究所合作，研制出便携式血糖、血乳酸、血总胆固醇和血酮体检测微系统。全血血糖测试系统和全血乳酸测试系统已获得试生产批号，实现批量生产与销售，已提交全血酮体测试系统和全血胆固醇测试系统的全部报批资料3微型光谱仪重庆大学、中科院长春精密光学与物理研究所研制出体积小、检测速度快、操作简单直观、携带方便等优点的微型光谱仪、模块化微型生化分析仪和微型半自动生化分析仪，光谱范围达到340nm-770nm，能进行肝功能、肾功能、血脂等几十种主要检测项目，在医学临床诊断等领域完
47、成了30余家单位的示范应用，制定了产品标准、获得了产品注册证、产品生产许可证。（三）、典型疾病快速检测微系统1肾病检测微系统中科院长春精密光学与物理研究所研制出肾病检测微系统，具有混合、温控、探测等功能，试剂和样品用量少，病人可以自己在家里进行检查，在中小型医院、社区医院、乡村医院、个人家庭特别是野外测试具有良好的应用前景。微型光纤光谱仪获得了国家计量许可证，实现了小批量的生产和临床试用。2尿蛋白检测微系统中科院上海微系统所研制出基于微流控芯片的实用化尿蛋白检测微系统，解决了基于石英材料的微流控芯片的标准化设计和工程化制造、微流控芯片电泳分析临床尿蛋白条件的优化和质量控制等关键技术，通过了浙江省医疗器械检验所的注册检验，可测量蛋白的浓度范围为100mg/L-10g/L, 室内测定变异系数小于6%，室间测定的变异系数小于10%。实现了小批量的生产和临床试用。3肿瘤细胞凋亡参数检测微系统中科院电子学研究所基于MEMS技术与生物医学免疫原理，研制出便携式无标记肿瘤细胞凋亡参数检测微传感器及系统，解决了生化微传感器优化制造、特殊封装、生物大分子识别、功能膜在MEMS尺度上的制备等关键技术。已完成肺癌AS49-DDP、舌癌TCA8113、白血病、肝炎、血管内皮细胞EVC
