虚拟设计与仿真、信息技术与机械工程的结合，是 21 世纪工程领域的重要发展方向 与战略制高点。机械工业发展水平的最重要标志是机型的自主开发、设计与制造能力。 实际工程应用对仿真环境提出的挑战，虚拟设计和仿真对计算机性能的要求十分苛刻。 一个典型的机械产品的装配有成千上万个零件装配，一个机械性能的仿真更需要进行几 十个工况每次若干小时的大量计算和接近实时的渲染。通过产品结构动态特性等全方位 的分析仿真，可实现面向实际产品原理、结构和性能的设计、分析、模拟和评测。运用 新技术，配合国家重大工程建设，完成了重大机械设备和施工装备的开发。如节段施工 架桥机；900t 运梁车、提梁机机电液一体化整机开发；大型开闭式屋顶建筑机械及控制 成套技术等。 技术指标 帮助提高创新产品研发的研发能力。提供大型机电液一体化机械装备全套技 术或开发 

悬赏金额：10万元 发榜企业：深圳市一正科技有限公司 支柱产业集群：生物医药与健康产业集群 需求领域：生物工程与检测技术；轻工和化工生物技术；生物催化与发酵；智能制造装备 技术关键词：连续流酶催化；酶固定床；酶循环寿命；酯化反应或酰化反应

受农村劳动力的转移、劳动力成本的攀升、农业生产资料价格的上涨等因素的影响，农民对轻简化水稻种植方式的需求越来越强烈。水稻机械化精量穴直播是一种轻简化种植方式，越来越受到农民的欢迎。然而，江西水稻品种繁多，物理机械特性差异大，尤其是超长粒型的优质籼稻的推广，现有直播机具难以满足精量播种的农艺要求。 针对上述问题，江西农业大学工学院基于容积深度可调的技术思路，设计了一种播量无级可调型孔式排种器，实现了不同粒型稻种每穴3～8粒无级可调，并根据江西土地资源条件，研制了与高速乘坐式和手扶式插秧机动力底盘配套的水稻精量直播机。同时，在都昌、鄱阳、安远、信丰、新建、万安、高安、上高、修水等20余个县（市、区）开展了早、中、晚稻机械化穴直播技术与机具的试验示范与推广应用。 实践结果表明，相较于人工撒直播，亩均增产25-75公斤，抗倒伏能力显著提高；相较于机插秧，亩产无显著性差异，抗倒伏能力基本一致，亩均节本增效100多元。并初步形成了适宜江西区域早、中、晚稻机械化穴直播条件下的品种搭配、茬口安排、稻田耕整、种子处理、播种作业要求、鸟鼠害防治与杂草防除等生产技术措施，对提升我省水稻种植机械化水平及综合效益具有重要意义。

本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 铸造是我国装备制造的基础工艺，无论是农业机械、机床、汽车、船舶，还是航空航天以及国防军工等领域的发展都离不开铸件。我国现已成为世界铸件生产大国，2020年我国各类铸件总产量达到5195万吨，较2019年同比增长6.6%，约占世界总产量45%，位居世界第一位。 铸造主要有砂型铸造、金属型铸造和特种铸造等，砂型铸造由于其原材料来源广泛、成本低、铸型制造简便以及应用合金种类多等优点，世界上80%的铸件都是采用砂型铸造。对于砂型铸造工艺来说，模样、芯盒等模具的设计制造是非常复杂并且耗时的过程，该过程首先需要根据铸造方案进行模具的设计，然后通过翻模制作砂型和砂芯，之后再将制作好的砂型和砂芯经过组芯、合箱以及浇铸从而完成金属毛坯的制造。而高性能复杂整体金属结构件又是航空航天、国防军工、轨道交通等领域高端装备的核心组成部分。因此构件的短流程、高精密、高性能制造是实现我国高端装备自主研发及制造的关键环节。 传统的金属成形如模具铸造、模压锻造等需要木模、金属模的成形工艺，存在工序多、流程长、形性精确控制难等世界性难题，无法满足多品种、小批量、短流程、高精度的迫切要求，亟需研发新型精密成形基础前沿机制与方法。本项目将构建数字化精密成形理论体系，涵盖数字化无模铸造复合成形和数字化多材质复合铸型等两方面，突破了复杂整体构件高效率、高性能、高精度无模成形技术，变革了采用模具造型的传统砂型铸造和模压锻造生产模式，推动传统金属成形模式的创新发展。 复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究针对复杂铸件整体制造难、制模周期长、资源消耗大等难题，构建无模铸造复合成形原理及机制，发明复杂砂型/芯数字化柔性挤压近成形、切削净成形方法，研发出砂型挤压/切削复合成形工艺，省去木模、金属模制造过程。揭示了挤压工艺对砂型透气性、砂型强度等性能的影响规律，发明了梯度紧实的柔性挤压成形方法，实现了砂型/芯梯度紧实柔性挤压近成形。 复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究针对传统单一铸型对结构复杂、壁厚差异大、铸件形性调控难、尺寸精度差等难题，提出了多材质复合铸型技术及与铸件相匹配的多材质复合铸型及其坎合组装方法，通过建立多材质复合铸型与高性能铸件一体化精确铸造成形的计算分析模型，构建了多材质复合铸型的调控原理与方法。揭示了多材质复合铸型对铸件温度场、微观组织及力学性能的影响规律，研制出石英砂、宝珠砂、铬铁矿砂等构成的形性可控铸型材料配方，实现了铸型透气性、固化强度、切削性能的协同调控。研究了传统铸型与复合铸型的凝固温度曲线，对比了不同工艺所制铸件的强度，掌握了各铸型单元的热力学参数及型砂种类对铸件性能的影响规律，揭示了金属液与不同铸型间的热力耦合作用机理。 三、创新点及主要技术指标 1.复杂砂型/芯曲面柔性挤压近成形、切削净成形的数字化无模铸造复合成形技术与装备 本研究揭示了砂粒移位、桥连断裂、空穴弥合的砂型/芯切削机理，建立了非均质离散体砂型切削模型，发明了一种切削排砂一体化的无模铸型数字化快速制造方法，实现了高精高效制造，铸件制造周期缩短50%以上，成本降低30%以上。 2.复杂铸件形性精确调控的数字化多材质复合成形技术与装备 本研究实现了对铸件充型凝固过程的精确调控，提高了复杂铸件内在质量与外在精度，实现了铸件性能主动精确调控，使铸件废品率从5%～10%降至2%～4%，减重10%～20%。 四、知识产权及获奖（成果基础） 知识产权情况： 成果获授权发明专利46件，其中美日等国际发明专利18件；软件著作权12件；起草制定国家、行业等标准规范14项；出版专著《无模铸造》（机械工业出版社，2017）。成果入选并被列为国家工信部《机械基础件、基础制造工艺、基础材料产业“十二五”规划》（工信部规[2011]509号）中“50项推广应用的先进绿色制造工艺”的首项技术。 获奖情况： 2020年国家科学技术进步奖二等奖； 2018年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2017年国家技术发明二等奖； 2016年中国机械工业科学技术奖特等奖； 2016年中国专利金奖； 2014年国家科学技术进步奖一等奖； 2012年北京市科学技术奖一等奖； 2011年国家科学技术进步奖二等奖。 五、成果图片

针对机械加工与装配中使用的工装夹具，通过参数化、基于实例等方法对Pro/ENGINEER进行二次开发，并通过分类编码、按产品检索等查询方式, 输出工装夹具的相关信息，人机交互式地对其信息进行相应的操作,并在数据库中存储修改结果。系统可以实现加工刀具、夹具、专用工具、量具与辅具的参数化设计与管理功能。同时提供了与VAPP（可视化装配工艺规划及其信息管理系统）、PDM、CAD、CAPP的接口，进行数据间的相互传递，从而大大缩短工装夹具的设计周期，减少了工艺人员的工作量，提高了生产效率。

Ø  成果简介：针对机械加工与装配中使用的工装夹具，通过参数化、基于实例等方法对Pro/ENGINEER进行二次开发，并通过分类编码、按产品检索等查询方式, 输出工装夹具的相关信息，人机交互式地对其信息进行相应的操作,并在数据库中存储修改结果。系统可以实现加工刀具、夹具、专用工具、量具与辅具的参数化设计与管理功能。同时提供了与VAPP（可视化装配工艺规划及其信息管理系统）、PDM、CAD、CAPP的接口，进行数据间的相互传递，从而大大缩短工装夹具的设计周期，减少了工艺人

流态化吸收式烟气脱硫脱硝系统由脱硫吸收塔、脱硫剂制备系统、脱硫产物处理系统、控制系统、电气系统、水系统和烟气系统组成。锅炉尾部烟气预除尘后，向烟气中喷入雾化液滴，使烟气降温，同时颗粒长大，然后将烟气喷射进入吸收塔内的吸收液中，在液层上部形成一流态化反应区，在此区域内实现脱硫脱硝。脱硫脱硝后的烟气通过高效低阻惯性分离器除去水分和泡沫后由引风机、烟囱排出。反应塔下部通入空气形成氧化反应区，使脱硫反应产物CaSO3完全氧化成稳定的CaSO4。

高效率、高精度智能化测量技术已成为我国发展高端制造业的瓶颈。本项目突破了高效率、高精度智能化测量的一系列难题，形成的自主创新关键技术有： 1．首次建立了基于运动学图谱分析的智能测量装备设计方法及通用性设计理论体系，使研发周期缩短了40%，研发费用降低了35%。 2．针对多传感器高精度配准的国际性难题，发明了多传感器联合标定标准器的设计方法。 3．针对测量装备伺服系统高平稳性控制的难题，率先提出了体现温度影响的非线性摩擦建模方法，测量装备运动平稳性提高了59%。 已申请国家发明专利18项（授权5项）、实用新型专利12项（授权12项）、软件著作权7项；以金国藩院士为主任的鉴定委员会一致认为项目整体技术达到国际领先水平。获得2013年天津市科技进步一等奖。 图1 缸套类零件检测用高效高精度智能测量装备 图2 惯性元件检测用高效高精度智能测量装备 图3 手机外壳检测用高效高精度智能测量装备

高效率、高精度智能化测量技术已成为我国发展高端制造业的瓶颈。本项目突破了高效率、高精度智能化测量的一系列难题，形成的自主创新关键技术有： 1．首次建立了基于运动学图谱分析的智能测量装备设计方法及通用性设计理论体系，使研发周期缩短了40%，研发费用降低了35%。 2．针对多传感器高精度配准的国际性难题，发明了多传感器联合标定标准器的设计方法。 3．针对测量装备伺服系统高平稳性控制的难题，率先提出了体现温度影响的非线性摩擦建模方法，测量装备运动平稳性提高了59

本成果构建了模块化爆炸物销毁防护装备、系统及方法创新体系，在防爆机理、技术、装备、检测等方面均取得重大突破，并经过100余次的爆炸实验探索与反复测试验证，解决了防爆装备的轻量化、实战化、安全性等重大难题。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 为解决我国爆炸防护的重大难题，项目组一改传统防爆结构“以硬碰硬”的防护方法，创新“以柔抗爆”的柔性复合防爆新思路，后续分别得到了国家自然科学基金、爆炸科学与技术国家重点实验室重点项目等项目的资助。经过持续自主创新和技术攻关，构建了模块化爆炸物销毁防护装备、系统及方法创新体系，在防爆机理、技术、装备、检测等方面均取得重大突破，并经过100余次的爆炸实验探索与反复测试验证，解决了防爆装备的轻量化、实战化、安全性等重大难题。 该成果的技术指标和技术特点如下： ①采用模块化结构，单个重量不大于100kg，整体装备重量不大于200kg。 ②开口尺寸大，开口尺寸≥600mm，能够容纳常见的未爆弹药及带有包装的爆炸物； ③防爆能力强，能够防护3kgTNT当量带有破片的爆炸物，能够对爆炸过程中的冲击波、破片和高温火焰进行有效的防护，安全距离为5米。 该装备目前技术状态已经成熟，建立了小批量的试制生产线，通过了相关检测，已有产品在销售。