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

1 成果简介基于网络及数字媒体平台的高端信息服务关键技术和产业化——通过网络及数字媒体服务平台（如数字电视，有线宽带，电信 e 家平台等），设计后端高端信息服务体系架构，从而最大化的利用多媒体数字服务平台构建高端信息服务网络生态系统平台并产业化。 项目有利于改变目前网络数字媒体和计算机软件的“ 生态链”，渠道提供者与服务提供者会占据更为重要的位置， 这也符合我们的实际国情。同时，提升深港和大珠三角地区网络数字媒体平台，高端信息服务，系统集成商及数字媒体工业的能力，在数字媒体网络接入平台的融合潮流中发展创新性的技术和把握市场机会，快捷有效地开发新的先进技术，拓展新商机，将广东省及产业示范基地的信息内容服务和增值服务产业做大、做强。2 应用范围广东省和大珠三角地区的信息产业，系统集成商，高端信息服务商，与数字媒体网络行业相关的企业如消费电子产品，通讯产品，数字电视和计算机产品等的数字媒体设计公司，均可受惠。

（1）技术创新性和领先性 多功能组合式测量中心除可实现齿轮、齿轮加工刀具、曲轴、凸轮轴等复杂零部件的各类精度控制项目的综合测量与分析，还可用于曲线曲面数字样板的比对、未知参数工件精确测绘与反求以及复杂工作型线与型面加工反调技术。在该测量中心数据处理算法中引入微分包络原理完成工件被加工曲线曲面加工模型的建立，并基于加工装备的加工运动关系，以及刀具的几何形式，根据实测曲线曲面误差分布，计算实测工件优化加工调整或修正参数，实现工件型线型面的最佳加工。 （2）技术成熟度 本项目完成了产业化应用研究，通过对多功能组合式检测技术与设备的研制，并延伸设计出了不同规格、不同结构形式的一系列高精密检测设备。 （3）市场及效益分析 直至目前，该类设备与技术在齿轮测量领域的应用已累积销售近120余台套，用户分布在汽车、摩托车工业、矿山机械等行业，创造直接经济效益4000余万。多功能组合式测量中心的研制将为相关制造型企业产品性能的提升提供有效地技术与手段，随着我国装备制造业精密转型的不断推进，必将具有非常良好地推广前景与应用价值。

经过十年多的实验室研究，本项目在技术上已经成熟，现已走出实验室进入工业应用，相关研究论文也在国际和国内杂志上发表，得到国内外同行的肯定。分流分相法的测量原理是，首先采用一种独特的多相流分配技术从多相流中严格按比例分流出一小股多相混合物，并将其分离成单相气、油和水，然后分别用单相流量计测量它们的流量，最后仍将这部分流体返回被测两相流体的管道，多相流体的各相总流量则根据比例关系而确定。因此，分流分相法实际上将多相流体的流量测量变成了单相流测量，同时又具有很小的体积，便于做成仪表广泛应用。由于所有仪表都工作在单相流中，因而，不但能显著提高测量仪表的稳定性和可靠性，而且测量过程与流体的性质无关，计量精度目前已接近3%，有希望逼近单相流的测量水平。采用分流分相法研制的注汽流量干度仪也已通过工业性考核试验，在胜利和新疆油田得到推广应用，流量和干度的测量精度均达到3%，一致认为这是目前测量注汽流量和干度最好的仪表。分流分相式气-油-水三相流量计经过5年多的实验室研究，已经趋于成熟，测量精度能达到3%以内，具备了工业现场的应用能力。在油气田使用该项技术能替代目前的分离计量设备，大幅度降低油田的开发成本，减少对环境的影响，提高自动化检测水平。

成果来自多项省部级科技计划项目，分别获得省部级一、二、三等奖励的重点纵向成果，发表论文10多篇，出版专著3部，获发明专利1项，目前已进入实用阶段。该成果首次提出高铁卫星和常规测量的控制网技术指标；研制出方向自适应投影和CPⅢ网数据处理软件；建立600 m标准轨道检验场进行轨道检测设备的国内首次产品技术认证。方向自适应投影的准确性比国外同类型技术提高10倍，使高铁控制网边长投影变形<1 mm/km；建立600 m以上标准轨道进行轨道检测设备的计量认证国外尚无先例，是唯一可以检测轨道300 m弦平顺性≤10 mm技术指标的计量检测手段。

Ø  成果简介：机械式气动换向阀的过渡机能表征了在换向过程中各通口连通和切断的情况。是换向阀的一项重要指标。通过使用高性能的步进电机推动阀芯移动实现阀的换向，换向过程中利用两个高精度的压力传感器实时检测两个通孔的压力，同时，采用高分辨率的光栅尺记录下各个通口压力突变点时的阀芯位移， 将两个位移数值相减即得到机械式气动换向阀的过渡机能。Ø  项目来源：横向项目     技术领域

随着微纳加工技术的发展，微纳尺度空间三维测量技术需求越来越大。目前， 高端微纳结构三维测量仪器主要是国外进口设备，国内在核心技术和工程化方面 尚不足。在系统研究干涉显微测量技术和结构光共焦测量技术的基础上，提出了 干涉共焦显微镜方案，并得到专利授权，进行了仿真验证，光机结构设计和加工， 核心算法研究，软件编写，原型样机测试和改进等工作。提出一种基于可编程照 明的显微镜测量模式(申请专利)克服样品多反射率的影响;提出了一种基于选 择采样的相位求取算法，克服相移误差影响;在核心器件设计上，任务开展了低

简介： 1、胰腺肿瘤CT图像诊断算法。针对胰腺肿瘤分类问题，从医学CT图像出发，搭建深度学习模型。对于肿瘤分类，我们将问题建模成两部：胰腺定位查找和胰腺肿瘤分类。我们建立级联分割网络，从病人腹部的CT图像中将胰腺器官分割出来。级联分割网络比之前的层级分割网络结果提升10各点。之后建立多模态分类网络，针对CT图像的特性，将多切片多造影剂时期多区域的数据进行融合，在胰腺肿物分类中取得了较好的结果。 层级分割模型示意图  分类模型可视化热图   2、现有的乳腺癌腋窝淋巴转移的医疗诊断措施为病理活检，是一种过度医疗。基于乳腺钼靶图像的术前无创的乳腺癌腋窝淋巴转移预测手段能够有效避免过度医疗。我们构造了基于乳腺钼靶图像的深度卷积神经网络模型来处理乳腺癌腋窝淋巴转移问题。我们对乳腺钼靶数据进行了预处理和数据集的整理、划分。我们构造了三个不同的深度卷积神经网络，患病侧单体位网络、患病侧双体位网络和双侧双体位四视图网络。其中，患病侧单体位网络分为 CC 位网络和 MLO 位网络。在乳腺钼靶数据的测试集上，患病侧 CC 位网络、患病侧 MLO 位网络、患病侧双体位网络、双侧双体位四视图网络的结果依次递增。这表明了同时使用同一患者的四张钼靶图像的双侧双体位四视图网络具有更好的预测效果，更适合乳腺癌腋窝淋巴转移预测任务。对于双侧双体位四视图网络，我们不仅使用了双侧测试集 1，还使用了额外的双侧测试集 2 进行测试。 钼靶乳腺图像预处理   双侧双体位深度学习网络   优势：从客观的医学图像数据出发，结果可重复，而且高效快捷，提高识别准确率的同时，便于临床推广。  

1、胰腺肿瘤CT图像诊断算法。针对胰腺肿瘤分类问题，从医学CT图像出发，搭建深度学习模型。对于肿瘤分类，我们将问题建模成两部：胰腺定位查找和胰腺肿瘤分类。我们建立级联分割网络，从病人腹部的CT图像中将胰腺器官分割出来。级联分割网络比之前的层级分割网络结果提升10各点。之后建立多模态分类网络，针对CT图像的特性，将多切片多造影剂时期多区域的数据进行融合，在胰腺肿物分类中取得了较好的结果。层级分割模型示意图 分类模型可视化热图 2、现有的乳腺癌腋窝淋巴转移的医疗诊断措施为病理活检，是一种过度医疗。基于乳腺钼靶图像的术前无创的乳腺癌腋窝淋巴转移预测手段能够有效避免过度医疗。我们构造了基于乳腺钼靶图像的深度卷积神经网络模型来处理乳腺癌腋窝淋巴转移问题。我们对乳腺钼靶数据进行了预处理和数据集的整理、划分。我们构造了三个不同的深度卷积神经网络，患病侧单体位网络、患病侧双体位网络和双侧双体位四视图网络。其中，患病侧单体位网络分为 CC 位网络和 MLO 位网络。在乳腺钼靶数据的测试集上，患病侧 CC 位网络、患病侧 MLO 位网络、患病侧双体位网络、双侧双体位四视图网络的结果依次递增。这表明了同时使用同一患者的四张钼靶图像的双侧双体位四视图网络具有更好的预测效果，更适合乳腺癌腋窝淋巴转移预测任务。对于双侧双体位四视图网络，我们不仅使用了双侧测试集 1，还使用了额外的双侧测试集 2 进行测试。钼靶乳腺图像预处理 双侧双体位深度学习网络 优势：从客观的医学图像数据出发，结果可重复，而且高效快捷，提高识别准确率的同时，便于临床推广。

其中的前景图像提取方法包括：获取第i帧与第i-1帧中位置相同的像素点之间的距离，获取距离大于预定值的像素点集合Z，获取像素点集合Z中与第i-1帧中的前景区域的像素点位置相同的像素点集合U，将像素点集合U进行背景差分处理，获得像素点集合E，根据像素点集合E、像素点集合T以及像素点集合W的并集确定第i帧的前景区域，像素点集合W为像素点集合Z中与第i-1帧中的前景区域的像素点位置不相同的像素点集合，像素点集合T为第i-1帧的前景区域中与像素点集合U中的像素点位置不相同的像素点集合。上述技术方案能够快速准确的提取出第i帧中的前景图像。