研究目的和意义机器学习和人工智能已成为当今最热门的技术之一。2017年，国务院印发了《新一代人工智能发展规划》，正式将人工智能作为国家重要发展战略之一。人工智能已经成为信息技术时代的又一波浪潮。在这波浪潮的推动下，互联网行业、金融行业、传统制造业、政务民生、公安警务等各行各业都在积极向人工智能领域转型升级，利用人工智能先进技术提升智能分析和辅助决策能力，

1.痛点问题 新材料的设计与研发往往面临挑战：急需的新材料难以快速筛选设计，而设计出的新材料又难以找到高效且低成本的合成配方，拥有合成配方的新材料又会面临规模化的长周期探索。根据国家工业和信息化部对30余家大型骨干企业调查结果显示，130种关键材料中，有32%国内完全空白、54%虽能生产，但性能稳定性较差、只有14%左右可以完全自给，亟需新思路来解决我国新材料研发难题。本项目着眼于新材料研发，希望通过创建目前业内空白的智能化新材料研发范式，引领行业智能材料开发自动化服务与工艺的开发。 在数字化、智能化浪潮中，国家和各行业的产业界都非常看重科研的智能化升级。通过持续的交流与调研，我们发现许多企业和研发团队目前对智能研发存在大量潜在需求，而智能研究服务与工艺的同类竞品极少。因此，清华智研将作为一家高新科技企业，以AI赋能研发（AIEmpoweringResearch&Development）为使命，组建国际顶尖水平团队，向国内引进并自主开发世界前沿的AIforScience技术，打造世界级的AI未来实验室（World-ClassAIFutureLab）。 2.解决方案 本技术为新材料研发数字化智能服务平台，可在材料研发过程中对各个尺度以及不同研发阶段下进行智能化的加速及分析服务。以各种人工智能算法为核心，如主动学习算法，图神经网络，卷积神经网络等，我们根据不同材料体系的尺度包括三大方面：1.针对分子及晶体等微观尺度的功能材料研发，设计智能化的深度学习系统。2.针对二维功能材料及其功能性器件、催化剂、膜材料等宏观尺度，设计智能化的深度学习系统。3.针对功能材料研发的表征仪器等平台尺度，设计智能化的系统解决方案。这些智能化解决方案能极大地加速新材料尤其是碳中和相关材料的研发速度，从而大大地降低研发成本与时间，为企业获得有竞争优势的科研壁垒。 自动化和人工智能助力未来智能实验室的方方面面，从样品制备（称量固体、添加液体、超声处理.等)，到合成（分配液体，控制温度，混合，测量pH值，干燥等)、表征（气相色谱，高效液相色谱，分光光度法等)，通过自动化/机器人的辅助，可以有效提高可重复性，提高信噪比，加快实验速度。通过人工智能技术，将实验数据转换为可操作的智能指导，快速浏览并利用复杂的数据，提升认知能力。 智能化研发平台 3.合作需求 拟成立公司推动该项成果的产业化进程，希望对接 1）工程化、产品化所需的资源； 2）新能源、新材料领域合作企业。

所有的净菜加工厂商仍采用人工来完成这一环节的加工，可谓是费时费力，为生产经营者带去了较大的人工成本开销，并且手工对半切也存在效率不高，规格尺寸不均等诸多问题。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 学号 高炜凯 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20484116 杭海斌 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20481112 杜陈琳 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20446102 裴育 机器人产业学院 2020.10/2024.6 20496329 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 陈炳伟 机器人产业学院/机械设计及其自动化 教研室主任/高级工程师 智能制造 闫东旭 机器人产业学院/电气自动化 讲师 离散元法、机械优化设计 四、项目简介 随着我国经济的发展，人民的物质生活水平不断提高，人们的饮食习惯逐步向方便快捷、营养化的方向发展，在蔬菜的加工方面出现了净菜半成品菜，受到广大人民群众的欢迎。而发展食品工业的基础便是食品机械，不断地研制各种类型的食品机械才可能促进食品工业的发展和满足不断提高的人民物质的需求。 现如今，用于蔬菜清洁、削皮和切片等功能的机器已经屡见不鲜，几乎各类规模的净菜加工厂都在使用此类机械来完成对菜品的加工，但在各个生产环节中仍存在着一个不容忽视的需求，即所有需要切片的根茎类蔬菜在使用机器切片之前都需要将其对半切开，而这一环节至今尚未被食品机械生产厂商所洞察并重视，市面上尚无能够满足这一环节要求的机械，所有的净菜加工厂商仍采用人工来完成这一环节的加工，可谓是费时费力，为生产经营者带去了较大的人工成本开销，并且手工对半切也存在效率不高，规格尺寸不均等诸多问题。

公司现在都是由人工进行数控车床及加工中心的操作，每人可以操作两台或三台机床，公司自2019年起就着力考察能够合作的企业或学校，致力打造由机器人替代人的数控车床及加工中心的操作，但多方寻找，还未有能够针对我公司的高端装备产品的机器人，我公司的产品，品种多，需要较频繁的更换要加工的工件，所以较其他企业的流水线式的机器较为复杂。

本发明成果采用工业废料赤泥制备出高强度耐腐蚀的固体材料，可提供从材料制备到相关产品工业化生产设备的全套技术。已申报国家发明专利，正在公开审查中。

苯乙烯单体是一种重要的有机化工原料，主要用于聚苯乙烯(PS)、ABS树脂、丁苯橡胶、 不饱和树脂等产品的生产。相对来说国内苯乙烯生产装置规模偏小，优化运行技术在苯乙烯行 业的应用相对落后，缺乏国际竞争力。为了改变这一现状，本项目综合应用化学工程技术、建 模技术、计算机应用技术、数据分析处理技术及优化技术，针对乙苯脱氢制苯乙烯工业生产装 置的实际情况，开展烷基化制乙苯过程的机理建模、烷基化产物精馏过程的机理建模、乙苯脱 氢制苯乙烯反应过程的机理建模、乙苯脱氢制苯乙烯产物精馏过程的机理建模、以及基于上述 模型的工业装置关键工艺参数操作特性研究，完成苯乙烯装置在线优化运行技术的研发；并通 过工业装置实际应用，在满足装置约束的前提下，使得生产装置更加接近于约束边界的条件运 行，实现装置运行过程中物耗和能耗的降低与生产效益的最大化。此外，开发了优化系统的界 面，操作人员在浏览器端就可以按要求输入优化系统所需的参数，提交完毕后，优化系统会根 据输入的参数计算出优化值。根据系统给出的优化操作值，调整现场的相关参数指导了苯乙烯 全流程的调优，实现了装置的节能降耗。 该项目在齐鲁石化20万吨/年乙苯/苯乙烯装置上实施以后，烷基化反应产物分离过程蒸汽 消耗降低了2.7%，乙苯脱氢反应过程蒸汽消耗降低了2.6%，脱氢反应产物分离过程蒸汽消耗降 低了2.1%，综合能耗降低2.3%，各项技术和经济指标达到了令人满意的效果，经过技术科经济 核算，可净创直接经济效益425.6万元/年。

污水处理、石油化工、煤气和煤炭焦化、有色金属冶炼等行业在生产过程中往往向大气排放大量的硫化物。这些硫化物，一方面是宝贵的化工原料，另一方面又是污染环境的有害物质。硫在环境中大量以硫化氢、硫氧化物及有机硫形式存在，很多硫化物具有刺激性气味，严重影响大气环境、植物生长以及居民的日常生活。所以，严格控制这些重点行业排放含硫化物的气体，对保护环境具有十分重大的意义。 北京化工大学开发了新型含硫化物工业废气绿色净化工艺，并对脱除的硫化物进行综合利用，达到防治与资源化的双重目标。 北京化工大学研制了新型复合液体脱硫剂，开发了湿法氧化脱硫异相处理新工艺，克服醇胺吸收法及湿法催化氧化（如PDS法）等均相处理硫化氢方法中脱硫剂组成配制复杂、易降解、易流失、需要定期补给脱硫剂活性成分和脱硫工艺必须严格控制脱硫剂水反应液的酸碱度等缺陷，实现反应净化及副产物的自动分离，直接将复合气体组分中含硫成分转化为单质硫，避免脱硫过程工艺长、能耗大、设备腐蚀、脱硫剂降解、被水稀释而导致脱硫剂成分变化和流失的二次污染等问题，达到气体净化及资源化的目标。 技术指标为1、可处理废气指标: 硫化氢气体含量为0～100％（wt）；2、脱硫剂指标: 热稳定性≤200℃，粘度≤100mPa·S，含水量≤20ppm，活性成分≥25％（wt/wt）；3、工艺指标：温度为室温～200℃，压力为常压，空速为200～2000h-1；4、经济指标：脱硫率≥99％，硫磺纯度≥99％，使用寿命≥3年。应用范围为石油炼厂气脱硫，天然气、焦炉煤气脱硫，废水处理末端废气的治理。本项目的核心是应用异相在线分离技术。脱硫剂合成工艺简单且性能稳定，脱硫工艺具有脱硫剂流失性小、节约用水、反应分离一体化、工艺流程短及不造成二次污染的特点，能够替代传统液体脱硫剂，应用于石化炼厂气、天然气、焦炉煤气等的高浓度脱硫，也可以用于石化工业等废水处理末端低浓度有毒废气的现场处理，充分表现出适用范围广、效率高、节水、无二次污染、易再生循环使用等方面的优点，具有重大的环境保护功能，市场前景相当广阔。制作单元化操作设备与工艺，根据不同需求实施单元组合集成，设备投资小，在精细化工及资源环境领域的广泛使用将产生巨大经济效益和社会效益。

利用啤酒废酵母处理含镉工业废水的方法,是将啤酒厂的废酵母泥经碱处理后制得啤酒酵母生物吸附剂;向含镉工业废水中加入啤酒酵母生物吸附剂多级循环吸附,再加入稻壳细粉搅拌均匀后压滤,焚烧滤饼得含有镉金属的灰烬从而回收镉金属.本发明制备啤酒酵母生物吸附剂所选用的主要原料是啤酒厂的废酵母,作助滤剂的是广大农村的稻壳,来源广泛,加工成本低,综合利用,变废为宝;本发明的生物吸附剂,对镉离子吸附时间短,吸附能力强;用稻壳作助滤剂使稻壳中91～93%的有机物在焚烧时除去,有利于镉金属回收;本发明方法工艺及设备简单,容易实施,无环境污染,便于推广应用,推广应用后必将产生较大社会效益和经济效益.

湖北汽车工业学院科技学院是一所经国家教育部批准设立的本科层次独立学院。坐落于世界著名道教文化圣地武当山北麓、汉江秀水之滨、南水北调源头、中国商用车之都的湖北省十堰市。自2003年建校以来，紧紧依托东风汽车公司大工程背景和举办院校的人才与学科基础，发展比较优势，笃志、创新、务实，践行教学、管理育人的理念，秉承“求是创新”校训，以人为本，因材施教，严格管理，坚持产学研合作教育，培养学生优良的工程意识和综合素质，为区域经济建设和汽车产业发展造就高素质的应用型创新人才。 专业特色鲜明。学院注重围绕“汽车产业链”优化学科结构，发展特色专业，形成以汽车、材料、控制、机械为主干，以管理、信息、人文为支撑的学科专业布局。现有机械与材料工程系、电气与信息工程系、汽车工程系、经济管理系、人文艺术与外贸系等5个教学组织单位,设有22个本科专业、4个专科专业，其中“车辆工程”和“信息管理与信息系统”为省级重点培育专业。学院面向全国25个省份招生，全日制本专科在校学生近5000人。 办学理念先进。学院借鉴德国“双元制”教育模式，充分利用东风汽车公司和地方企业的智力资源和工程环境优势，聘请实践经验丰富的工程师担任兼职教师，具有一支专兼结合的高水平师资队伍，瞄准未来职场的竞争要求，激发学生主观能动性，帮助学生设计最佳专业学习路径。构建了“全面覆盖、全员参与、全程监控”的教学质量监控体系，确保人才的培养质量。重视本科教学建设和改革工作，2017年获湖北省高等学校教学成果三等奖2项，获批省级教学改革研究项目2项，获批教育科学规划重点课题1项，一般课题4项。 学科竞赛成绩斐然。学院积极搭建平台，推进项目化运作，以学科竞赛为载体，培养学生的实践能力和创新能力，实现学生知识与技能、实践与创新、文化与素质的交融。着力打造“汽车特色”系列学科竞赛，支持在校大学生参加机械创新设计大赛、工程训练综合能力竞赛、智能汽车竞赛、中国汽车工程学会巴哈大赛等83项竞赛。尤其是我院“飞翼车队”在2016、2017年大学生巴哈大赛均取得了本科组三等奖的好成绩，2017年12月25日，登上由中央电视台财经频道和英翼文化科技联合出品的大型全球高校极客挑战节目《极客出发》。近五年，学校学生获得省部级奖励649项，其中国家一等奖39项、二等奖72项，获奖学生达1407人次。 德育硕果满枝头。学院在内涵式发展模式的探索与实践中，持续推行以“自尊、自强、自立”为内涵的三自教育，厚德育人。以“科海扬帆”文化节为主线，打造系列精品校园文化活动，举办了校园十佳歌手大赛、运动会、辩论赛、篮球赛等学生喜闻乐见的活动，深化大学生社会实践和志愿服务工作，促进学生全面发展，寓德育教育于校园文化活动中;以学风建设为抓手，不断开展“文明课堂”、“文明寝室”、“以赛促学”等活动。学工部(团委)曾两次被评为“湖北省高校思想政治教育先进基层单位”，2017年，我院两名新生获省级“最美新生”荣誉称号，K汽车152班团支部获湖北省“百生讲坛”活力团支部创建单位。 桃李芬芳香满园。学院先后与神州数码、Infosys、中兴通讯以及东风公司等著名企业开展深度校企合作，拓展毕业生就业平台。毕业生就业率一直保持在93%以上，稳居全省同类院校前列，迄今已为汽车行业和社会发展培养了一万四千多名毕业生。毕业生以其大工程意识和动手能力强、综合素质高、创新意识显著、职业稳定性强深受社会欢迎。 湖北汽车工业学院科技学院是一所工程能力突出、专业特色鲜明的应用型本科院校。

本项目以新研发的工业烟尘PM2.5雾霾治理的专用过滤材料为对象，建立以新型水刺滤料为核心的系列化PM2.5滤料生产线和高水平企业，紧随国家大气雾霾治理需求，服务广大市场。 近年来，我国雾霾形势十分严重。袋式除尘是实现烟尘控制的一种主要技术，滤料是决定其性能的核心部件。目前，袋式除尘器中使用的常规针刺毡滤料是为常规大颗粒粉尘捕集准备的，在针刺过程产生的大径穿孔，使除尘器难以捕获 PM2.5 超细颗粒，因此排放到大气中的粉尘超过 90%为 PM2.5 超细颗粒。而水刺滤料则可有效解决滤料生产过程导致的大径穿孔和纤维损伤难题，更为高效捕集PM2.5颗粒物，必将作为新一代高效过滤材料，广泛用于大气颗粒物污染控制。 本项目所用技术为国际领先水平，具有如下优势： 1）研制的水刺新产品其加工过程的刺孔小，对细颗粒的捕集精度和效率显著提高，尤其适合PM2.5微细粉尘的捕集 对比常规的过滤材料，新研发的产品采用全新的工艺制造，用高压水刺作为核心加工技术。该技术采用的水刺针直径是常规金属针刺的1/10，因此加工的滤料孔径大为缩小，显著提升了产品的过滤精度和效率，是控制PM2.5烟尘的换代产品。 2）采用水刺加工，避免了加工过程金属刺针对基布和纤维的损伤，使产品强度大、寿命长、节省原料、降低成本 水刺滤料采用高压水射流纤维环绕抱合与成毡技术到喇叭状三维滤料结构，表面具有像膜一样的超纤布状非织造特征。水刺滤料加工过程不会对基布和纤维产生硬损伤，使滤料强力大为提高，生产效率提高10倍，原材料节省20%。据中国环保产业协会袋式除尘委员会权威统计，我国袋除尘市场150亿元，其中作为消耗材料的滤料50亿元（滤料寿命一般2-3年），而且未来每年增速10%以上。目前中国尤其京津冀受到雾霾的困扰，国家已决定下大力气进行除尘设施的升级换代，将为PM2.5专用滤料提供巨大的市场良机。