XK-L650数控铣床是高精度、高刚度、高可靠性的新一代生产型数控机床，由我公司与机床公司合作生产，主机结构合理可靠，制作精良。 能自动进行各种钻、铣、镗、铰、攻丝等工序加工，支持CAD/CAM功能，完成复杂板类、箱体类零件、特别是模具的加工。

MCV380-5加工中心是高精度、高刚度、高可靠性、高性能价格比的新一代生产型数控机床，由我公司与机床公司合作生产，主机结构合理可靠，制作精良。 能自动进行各种钻、铣、镗、铰、攻丝等工序加工，支持CAD/CAM功能，完成复杂板类、箱体类零件、特别是模具的加工。

本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化，主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容： 1）零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法：在数据挖掘与机器学习算法方面，搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台，实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2）基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测：在航空薄壁件加工精度预测方面，对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作；建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型，实现了加工精度的高效高精预测。 3）基于机器学习的零件加工工艺优化与决策：在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面，围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作，结合轴类零件加工过程开展了优化工作；提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4）基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证：构建加工数据库1套，包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套（部署于中航发南方公司柔轴车间），实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化，其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理，可以用于工艺设计与现场预先感知，加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析，实现后续工序加工误差推理，加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题，开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发，初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破，具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面，研究了薄壁件加工误差产生的深层机理，构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型，探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律，提出了零件加工工艺与流程优化策略，形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范，规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批，形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面，将上述理论成果进行高度集成，开发了零件全流程加工智能推理优化软件（MIO软件）。软件集成了四大功能模块，包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评，测评机构具备MA与CNAS认证资质，最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面，结合航空发动机制造具体需求，将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件（动力涡轮传动轴）加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间，在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置，实时采集加工过程数据，集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统，获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息，构建了加工工艺数据库，开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证，零件次品率平均降低54.53%。（2019年至2020年优化前，次品率为8.38%；2021年6月至2022年5月优化后，次品率为3.81%）。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定，并形成用户报告。 【技术指标】 1）采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集，构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测，切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2）建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型，提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法，实现了加工误差快速（毫秒级）精准（偏差小于5微米）预测。 3）提出了航轴加工质量状态估计方法，建立了现场多源数据信息串联模型，基于隐马尔科夫的决策模型，实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4）建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型，首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架，联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。

基于自主研发构建了机电液一体化大型设备，电气是基于PLC为基础自做开发的控制程序，完全符合市场需求。机械采用预紧式机架，大大降低了制造、安装难度及生产成本，本且减少整机重量。液压系统采用高压蓄能器瞬间加压，同时利用蓄能器回收高压油，大大降低了功率的使用，提高了液压系统的加压速度。 该设备具有结构简单、重量轻、安装调试周期短等优点；同传统的快速锻造机相比，采用高压蓄能器提高液压系统的加压速度、工作效率得到大幅提升，整节能效果显著。

果树疏花作业是决定果园产量的关键工序之一。人工疏花劳动强度大，不能适应果园规模化发展的需求；而化学疏花剂的喷施容易过量，易于造成花朵、幼果的“误伤”，严重影响疏花作业机械化的进程。 针对这种现状，本项目提出果树机械疏花装备的研发和试制。针对规模化矮密集约栽培果园，建立梳齿式疏花机构有选择的疏除多余花朵；基于微型压电泵的微流量易于控制等特点，建立基于微型压电泵的指节式喷药机构实现对目标花朵进行化学疏花剂的精准喷施；研究机械物理疏花和化学疏花的有效融合机理，按农艺要求规则疏花，结合生产实际果树各项物理特性对疏花的影响，研制自动化、精准对靶的果树机械疏花装备。

项目成果/简介: 海洋可控源电磁探测技术是一种新兴的海洋地球物理勘探技术，在深水油气资源、海底天然气水合物和海底多金属结核勘探以及海底地质结构研究中具有广阔的应用前景。 中国海洋大学自主研发成功深海可控源电磁勘探系统，包括2000A大功率水下电磁发射系统、4000米/6000米深海海底采集站、拖曳式电场接收系统、甲板信号监控系统和海洋可控源电磁数据处理解释系统。围绕提高探测信号信噪比开展了一系列技术攻关，大功率水下电流发射散热技术、低损耗大功率逆变和整流技术、高性能中性浮力电缆和高效发射天线技术、微弱电磁信号检测等技术实现了重大技术突破，关键性技术指标达到世界先进水平。 成功完成我国首条深海可控源电磁探测剖面，填补了大功率深海可控源电磁探测的国内空白，使我国跃居国际海洋电磁探测技术与装备研制先进水平行列。海洋可控源电磁探测系统已在黄海和南海完成海洋试验，4000米海底电磁采集站在黄海、东海、南海、西太平洋等海域累计投放150余台次，回收成功率100%。整套探测系统已具备工程化测量能力。 相关成果获得2019年教育部科技进步二等奖，评选为“2015年度中国海洋与湖沼十大科技进展”及“青岛海洋科学与技术国家实验室2015年主要科技进展”。项目阶段:工业化生产阶段效益分析: 该系统可用于深水油气资源勘探、天然气水合物探测。利用海洋可控源电磁技术可以确定由地震方法圈闭的构造是否为有效储层，从而可以提高钻井成功率。对地震勘探所落实的待钻目标进行电磁评价，对深海钻探避免干井有重要意义。避免深海钻探任意一口干井，意味就节省数千万至数亿美元，而进行海洋可控源电磁勘探的主要成本在于勘探船的费用，较之要规避的巨额钻探风险，其经济效益非常明显。 该技术和装备可用于海底深部结构研究，为发展我国海洋经济提供技术支撑，这将具有重要的社会经济效益。发展海洋电磁勘探装备及相关技术，更可以拓展蓝色经济空间，推进军民深度融合。 该成果已与青岛海洋科学与技术国家实验室、青岛海洋地质研究所、海军潜艇学院等单位开展深度合作，现阶段处在项目支持的前期研究中。同时与外地的合作单位有：中国船舶集团有限公司、中电科集团、自然资源部等。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:ZL201510695741.0 ZL201710275233.6 ZL201410218534.1 ZL201510304185.X ZL201410313408.4 201720415443.6 201720472704.8 201720499053.1 2013SR092376 2014SR189111 2015SR192462 2018SR713515 2018SR714176技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

果树疏花作业是决定果园产量的关键工序之一。人工疏花劳动强度大，不能适应果 园规模化发展的需求；而化学疏花剂的喷施容易过量，易于造成花朵、幼果的“误伤”， 严重影响疏花作业机械化的进程。 针对这种现状，本项目提出果树机械疏花装备的研发和试制。针对规模化矮密集约 栽培果园，建立梳齿式疏花机构有选择的疏除多余花朵；基于微型压电泵的微流量易于 控制等特点，建立基于微型压电泵的指节式喷药机构实现对目标花朵进行化学疏花剂的 精准喷施；研究机械物理疏花和化学疏花的有效融合机理，按农艺要求规则疏花，结合 生产实际果树各项物理特性对疏花的影响，研制自动化、精准对靶的果树机械疏花装备。

本项目旨在建设中国泡沫铝生产和特种装备制造基地，利用金属铝锭或废铝为主要原料生产高性能泡沫铝材料，再用泡沫铝材料制造高性能特种装备，为发展高性能国防装备、高铁装备、高性能汽车、船舶以及工程服务。泡沫铝是一种具有多种特殊性能，多用途的新型材料，是当今世界材料科学高技术领域的重要发展的新材料之一。泡沫铝材料除了密度小、孔隙率高之外，还具有吸声、隔声、抗弹侵彻、阻尼爆炸冲击波、阻尼振动、屏蔽电磁波、夹芯板轻质高强等特殊性能。利用泡沫铝材料可以制造高铁列车防撞、降噪结构；制造汽车防撞、降噪、轻质结构；制造军工装备的轻质结构、防爆、防弹结构；制造电梯防坠落缓冲器、建筑大理石复合板、防火降噪与隔声结构等。 独家拥有泡沫铝生产技术发明专利及其他装备和结构制造专利，国内外首创。 制造电梯用泡沫铝缓冲器，保护人员生命安全，潜在市场450亿元以上。 还可以制造大理石/泡沫铝建筑板。制造建筑防火吸声装饰、隔声墙等。制造泡沫铝复合防撞保险杠，当汽车正面以时速100km碰撞时,可以吸收全部动能，保护汽车和乘员的安全，特别适用安全校车，能够保护孩子生命安全，泡沫铝充填汽车车身型材，潜在市场100亿元以上。 制造高铁列车头部防撞结构、车厢间防撞结构、列车吸声内饰、地板、高铁线路声屏障，潜在市场100亿元以上。 制造军工装备，制造军车防地雷、防弹结构，重型装备空降缓冲台，大跨度速装大桥，航母缓冲飞行甲板，导弹发射井盖等，潜在市场可达数百亿元。生产每吨泡沫铝材料成本为3万元，每吨可获利税3万元。一个年产20万吨的泡沫铝生产厂，如果其中一半（10万吨）直接销售，将获利税30亿元；如果其中一半（10万吨）制成特种装备产品出售，将获利税170亿元，总共可获利说200亿元以上。

中国石油大学（华东）材料学院开发的特种合金防垢防蜡技术是以自主开发的特种功能合金为核心，流体与该合金接触之后，起到优异的阻垢防蜡效果。以该功能合金为核心制造的防垢防蜡装置可广泛适用于石油、化工、煤炭、发电、热力系统流动介质引起的油井、管线结垢结蜡区域。同时，该技术也可广泛应用于白色家电（如各种热水器、锅炉）、水处理等需要防垢阻垢领域。 该技术已申请了多项国家发明专利，具有自主知识产权，获得2017年教育部首届中国高校科技成果交易会“成果创新奖”，并已在国内多个油田和企业（如冀东油田、吉林油田、安庆石化等）得到广泛应用，2019年成功批量出口哈萨克斯坦，经济效益非常显著。

海洋可控源电磁探测技术是一种新兴的海洋地球物理勘探技术，在深水油气资源、海底天然气水合物和海底多金属结核勘探以及海底地质结构研究中具有广阔的应用前景。 中国海洋大学自主研发成功深海可控源电磁勘探系统，包括2000A大功率水下电磁发射系统、4000米/6000米深海海底采集站、拖曳式电场接收系统、甲板信号监控系统和海洋可控源电磁数据处理解释系统。围绕提高探测信号信噪比开展了一系列技术攻关，大功率水下电流发射散热技术、低损耗大功率逆变和整流技术、高性能中性浮力电缆和高效发射天线技术、微弱电磁信号检测等技术实现了重大技术突破，关键性技术指标达到世界先进水平。 成功完成我国首条深海可控源电磁探测剖面，填补了大功率深海可控源电磁探测的国内空白，使我国跃居国际海洋电磁探测技术与装备研制先进水平行列。海洋可控源电磁探测系统已在黄海和南海完成海洋试验，4000米海底电磁采集站在黄海、东海、南海、西太平洋等海域累计投放150余台次，回收成功率100%。整套探测系统已具备工程化测量能力。 相关成果获得2019年教育部科技进步二等奖，评选为“2015年度中国海洋与湖沼十大科技进展”及“青岛海洋科学与技术国家实验室2015年主要科技进展”。