项目背景：安全、高效、绿色、智能的自动化智能化码头都 是国内港口发展的必然趋势。中国是港口大国，在“交通强国” 国家战略的统筹下，国内各大港口先后开展了自动化智能化码头 的新建和改造升级工作。但国内现有、在建及规划中的所有集装 箱自动化码头装卸设备控制系统、自动化单元、自动化管控信息 化系统的核心技术及部件基本依赖进口，这些核心技术及部件被 ABB、SIEMENS 等国外公司所垄断，并形成了技术壁垒。面向国 内集装箱港口自动化智能化的现实需求，加快“卡脖子”关键核 心技术的突破和关键零部件国产化替代势在必行，迫在眉睫。 所需技术需求简要描述：1.依据国产工业控制平台的技术特 点和现有港口场景的业务需求和任务流程，搭建基于国产平台的 物理架构。对标 ABB、西门子等成熟平台，主要考核指标：每秒 至少处理 500 个任务、软件响应时间为毫秒级、支持多系统扩展； 在国内一流大港的集装箱码头实现工程应用。堆场效率不低于 30 循环/小时，人工介入率不高于 5%；与 ABB 或西门子等管控系 统下辖场桥设备实现同堆场组网、互联互通以及无缝替代。2. 结合目标工程研制测试验证平台，实现单机控制系统和堆场管控 系统的数字仿真测试、半物理仿真试验。为工程应用奠定基础。 在测试验证基础上，完成控制系统和管控系统迭代优化，并实现在智慧港口的生产联网应用。主要考核指标：（1）具备按目标港 口实际实现三维场景快速搭建能力，具备多接口接受不同的数据 驱动源的能力；（2）具备关键设备数据收集及数据实时可视化展 示的能力；（3）软件系统支持多客户端计算机同时运行（10+）； （4）系统支持第三方三维模型导入；（5）系统模型数量级不低 于在场箱 10 万，其他运动机械模型 1 万；可实现在场岸桥≥6 台、场桥≥20 台、AGV≥20 台、集装箱≥2 万 TEU、年吞吐量 200 万 TEU 规模集装箱码头的模拟仿真。  对技术提供方的要求:1. 拥有完善的科研管理体系，符合国 标的质量管理体、环境与职业健康安全体系；2. 拥有与本项目 技术方向相关的省部级工程技术科研平台及测试中心；3. 承担 过本项目相关领域的国家级科研攻关项目；4. 设有硕士点、联 合博士点和博士后研究工作站。 

面向机械、建筑专业院校，以识图与制图教学为抓手，以工业软件国产化为指导，加速推广新一代信息技术和数字化资源的应用，实现理实一体化教学与实训，结合实验室建设开展相关产学研创项目，丰富内涵建设。

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项目成果/简介:聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种用来快速扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，可用于生物体外进行特殊DNA复制。该技术被广泛应用在刑侦、医学、生物学研究等多个领域，在基因工程技术中更是有着无法替代的重要作用。作为PCR扩增反应的重要仪器，PCR仪是DNA扩增的各种生产、研究的必要基础工具。其应用前景将随着基因工程和基因技术的发展而不断扩展。 所研发的PCR生物仪器具有低成本、高精度、高稳定性、温度变化迅速、可调温度梯度大等特点。其加热系统采用了多模块分区加热的模式，通过加热模块的协调工作，可实现系统准确的分区域、分时段精确控制，工作过程中可实现20℃以上的温度梯度。温度控制系统采用了自适应模糊控制方法，通过控制参数的实时调整，实现了温度控制对于使用环境的自适应，从而提高了系统对于环境条件、自身热量积累、系统自身温度变化等干扰的抵抗能力，增强了系统温度控制的准确性和精度，温度控制精度可达0.3℃。同时，利用分环节温度控制设计，解决了温度变化时反馈温度不准确的问题，通过基座温度的适当超调，提高了控制目标温度的响应速度，即使在接近目标温度时，加热速率依旧可保持1.5℃/s以上，且能够保证目标温度无超调。应用范围:该项目产业化预期能够实现巨大的社会价值和经济价值。其产业化不仅能够填补国产高精度梯度PCR生物仪器的市场空白，同时还能够促进我国基因工程技术的发展。 目前，该项目已经初步实现循环过程中的温度高精度控制。在实验条件下完成了20℃的温度梯度自适应验测试，实现了0.3℃的控制精度要求。项目即将进入深入开发测试、模型样机试制和细节参数优化阶段。 本项目成果具有完全自主知识产权，具有良好的市场推广价值，可考虑实施多种推广方式相结合的方式。以技术开发、技术服务为主体，在成果转化的同时，结合市场反馈信息，开展更深入的技术研发工作。项目阶段:试验阶段效益分析:所研发的PCR生物仪器，具有和国内外一线产品比肩的性能，可满足各种PCR扩增反应的生产、研究需求。在梯度模式下，能够通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增，从而在一次PCR扩增中就可以筛选出表达量高的最适合退火温度，应用于研究未知DNA退火温度的扩增实验时，可有效节省试验时间、提高实验效率。在不设置梯度的情况下亦可当作普通的高精度PCR仪使用。

聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction，PCR）是一种用来快速扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，可用于生物体外进行特殊DNA复制。该技术被广泛应用在刑侦、医学、生物学研究等多个领域，在基因工程技术中更是有着无法替代的重要作用。作为PCR扩增反应的重要仪器，PCR仪是DNA扩增的各种生产、研究的必要基础工具。其应用前景将随着基因工程和基因技术的发展而不断扩展。 所研发的PCR生物仪器具有低成本、高精度、高稳定性、温度变化迅速、可调温度梯度大等特点。其加热系统采用了多模块分区加热的模式，通过加热模块的协调工作，可实现系统准确的分区域、分时段精确控制，工作过程中可实现20℃以上的温度梯度。温度控制系统采用了自适应模糊控制方法，通过控制参数的实时调整，实现了温度控制对于使用环境的自适应，从而提高了系统对于环境条件、自身热量积累、系统自身温度变化等干扰的抵抗能力，增强了系统温度控制的准确性和精度，温度控制精度可达0.3℃。同时，利用分环节温度控制设计，解决了温度变化时反馈温度不准确的问题，通过基座温度的适当超调，提高了控制目标温度的响应速度，即使在接近目标温度时，加热速率依旧可保持1.5℃/s以上，且能够保证目标温度无超调。