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%。

一种全新的光热转换全介质材料（all-dielectric materials）即碲（Te）纳米颗粒，它不仅可以实现全太阳光谱吸收而且具有极高的光热转换效率。他们采用自己发展的液相激光熔蚀（laser ablation in liquids, LAL）技术制备出多晶碲纳米颗粒，粒径分布范围10到300纳米，并且发现由碲纳米颗粒自组装形成的吸收层具有强烈的宽谱吸收属性，在整个太阳光谱范围内的吸收率超过85%（紫外区接近100%）。在太阳光照射下，该吸收层的温度从29°C上升到85°C只需要100秒的时间。此外，通过将所制备碲纳米颗粒均匀分散到水中，在太阳光照射下水的蒸发速率提升了3倍，这种表现超越了所有已经报道的用于太阳能光热转换水蒸发的纳米光子学材料，包括等离激元（plasmonic）和全介质材料。

研发阶段/n内容简介：本项目通过与德国最大纳米技术研究中心合作，采用纳米技术研制成的纳米传感器，具有尺寸大幅度降低，而敏感性大幅度提高等特点，且具有良好的力学性能，抗紫外性能。应用领域：纳米传感器是工业部门和军事部门的大宗产品，由于其小尺寸，高敏感性且综合性能优异，成本低，是大宗传统传感器的替代品。适用于建筑物、车、船、飞机和宇航等领域的传感和探测。生产条件：微电子半导体技术生产设备。市场前景：纳米传感器是传统传感器应用领域的替代品，应用广泛而产量极大。一般的传感器由于其材料不具备特殊性能，所以敏感

成果简介： 量子点免疫试纸条是一种快速、灵敏、可进行定量检测的现场检测装置。该装置适用于家庭、社区、医院等场所，可对肿瘤标志物进行早期筛查、诊断、判断预告和转归，评价治疗效果，以及对高危人群跟踪观察。胶体金免疫层析试纸条具有操作简单、检测快速、反应结果直观、可现场检测的优点。将纳米金粒子与一种称为菠萝蜜凝集素的物质结合，并加入荧光染料，制成纳米生物复合材料传感器，以此为基础研制出新的检测设备。 技术原理与工艺流程简介： 量子点具有激发光谱宽、发射光谱窄、单色性好且颜色可调、荧光强度高、光化学稳定性好。荧光强度的大小确定待测物的含量。 检测方法：首先制备量子点纳米粒子及对其进行亲水性改性, 然后再通过偶联作用将量子点纳米粒子和乳腺癌肿瘤标志物抗体结合起来制得探针最后将量子点抗体探针铺展在试纸条的结合垫上样品垫滴加抗原或病人血清检测。通过制的量子点免疫荧光检测仪检测 T 线和 C 线的荧光强度，T/C 即为检测结果。 检测原理： 具体检测过程是，将适量的待测液滴加到样品垫上，在试纸条另一端吸收垫的作用下，待测液会迅速向吸收垫方向运动，流经固定量子点探针处时，会将探针溶解，一起流向吸收垫方向。在流动过程中，样本中的目标分子会与量子点探针发生特异性免疫反应，形成量子点探针-目标分子结合物，其在流经 T 线时，会被包埋在此的特异性单克隆抗体捕捉，而空白的量子点探针则会被 C 线的二抗捕捉。通过检测每条 T 线上的荧光信号（发射波长和荧光强度），确定对应目标分子的有无。 应用前景分析及效益预测： 量子点免疫荧光试纸条可以对乳腺癌肿瘤标志物进行定性定量检测， 检测快速， 操作简单，成本较低且检测的灵敏度高检测结果准确为临床上乳腺癌的早期诊断奠定了基础。胶体金免疫层析试纸条具有操作简单、检测快速、反应结果直观、可现场检测的优点，  应用领域： 适合高危人群的社区肿瘤筛选,以及一二级医院的筛查。方便快捷。目前可应用该技术进行定量定性检测的肿瘤标志物有 CEA，SA，A199，CA153，CA159，HCG 等。 合作方式及条件： 投资资金 2000 万，配间，厂房设备，人员配套

本项目提供了一种靶向肝癌细胞的纳米药物（LTAG-NPs）。该药物以天然多糖搭载临床广泛使用的铂类抗癌药物，具有合成简便，成分友好的特点，通过与肝（癌）细胞发生特异性结合，实现肝癌靶向效果。药物在肝部高效富集并在肿瘤细胞中释药。因此，LTAG-NPs在有效抑制肿瘤生长的同时，明显降低传统化疗药物强烈的毒副作用，提高患者顺从度和安全性。具有较高临床应用价值和转化前景。 体外释药实验表明，在肿瘤细胞环境下，LTAG-NPs 4 小时释放药物超过 20%，6 天药物全部释放，既在 6 天内缓慢持续释药；药物代谢实验证明，LTAG-NPs 在注射小鼠体内 24 h 后仍保持较高药物浓度，具有血液长循环效果；生物分布实验证明，纳米药物在肝部的富集是传统化疗药物的 5-6 倍，明显降低了在肾脏的积累；对于同时种有肝异位瘤和肺异位瘤的小鼠，LTAG-NPs 在肝异位瘤的富集量为肺异位瘤的 2.5 倍，说明具有优异的肝肿瘤靶向能力。体内抑瘤实验证明，纳米药物具有与传统化疗药物相当的抑瘤效果但毒副作用明显降低，尤其是明显降低了肾毒性。大剂量注射传统化疗药物的小鼠在5 天内全部死亡，而纳米药物组则保持存活率 100%，且小鼠体重稳步上升，体征良好。 以上动物实验全部由医院完成并进行相关评价

产品详细介绍产品介绍CL-6 纳米分散研磨仪 概述：  纳米分散研磨仪是我公司新开发专注于纳米材料分散、混合、研磨而设计的一款高性能研磨仪，特别是油性材料的混合，研磨效果最佳。CL-6 纳米分散研磨仪 工作原理：采用三维高频振动技术产生每分钟上千次的冲击、剪切、研磨，效率比球磨机提高几十倍。 利用剪切力、摩擦力、冲击力、将粉体由大颗粒粉碎成小颗粒。纳米分散研磨仪不仅可研磨、粉碎、混料（3分钟内可以将物料混合均匀，效果、效率均优于进口设备“红魔鬼”“快手”）还可用于无机矿物材料的表面改性、光饰作用，金属材料的机械合金化， 多种材料的分布、分散混合产生均化作用。CL-6 纳米分散研磨仪 性能优点：1.选择性研磨 ：研磨过程开始时，通过剪切力、摩擦力、冲击力、减小样品的尺寸，此外，由研磨球翻滚运动产生的摩擦也使样品的尺寸进一步减小。2.研磨后样品粒径的分布窄，均匀化程度好。3.可避免结块现象。4.处理样品量大，6个研磨罐，最大处理量一般6L。5.研磨罐独立，避免交叉污染。6.可进行无铁研磨，丰富的罐体和磨球材质，可进行防止掺入杂质的无铁研磨。CL-6 纳米分散研磨仪 技术参数：•  工作电压：     单相220V/50HZ•  研磨罐容量：   50—6000ml（可定制更大）•  定时器：       0—99小时•  变频器：       0.75KW•  电机功率：     0.75KW •  振动频率：     1500rpm•  主机尺寸：     Φ950*630*800•  主机重量：     140kg•  最大进样尺寸： < 10 mm•  最终出样尺寸： 5– 10 μm•  研磨罐材质：   不锈钢罐、玛瑙罐、尼龙罐、聚氨酯罐、聚四氟乙烯罐、氧化锆罐、陶瓷罐等（每台6罐）CL-6 纳米分散研磨仪 行业应用：•  适用于实验干样品或悬浮液中固体样品的精细研磨粉碎•  适用于乳状液或糊状物的均匀化处理•  适用于纳米材料分散，效果优于普通机械法和超声波法•  适用于无机矿物材料的表面改性、光饰作用，金属材料的机械合金化

产品详细介绍 ZN-20真空纳米收集炉 一.说明： 纳米粉末收集炉是在真空或充保护气体状态下，利用中频感应加热的原理实现金属与坩埚熔炼蒸发，然后利用一旋转装置收集纳米级粉末的设备，节能、产量高、粉体粒度尺寸可控、设备操作简单，设计新颖，是科研院校以及科研单位实验室理想的制备纳米粉末的设备，可以实现真空收集及真空密封。 二.主要技术参数：1.额定功率：20KW2.额定温度：1800℃3.容量： 500g4.极限真空度：5X10-3Pa5.压升率：≤4Pa/h 6 电源：中频电源IGBT 三、结构说明 本产品由炉盖、炉体、旋转收集装置、充气系统、真空系统及高频电源控制系统等组成： 1、炉体： 为全不锈钢设计，炉壳采用双层水冷结构。 2、旋转收集装置：炉体上设有旋转收集装置，呈扇形状。收集器的内侧设有粉末收集刀，旋转的同时把纳米粉导入收集瓶中。 3、真空系统： 采用二级泵，即k150油扩散泵与2XZ-8D 直联泵。真空机组上设有放气阀及充气阀。 4、炉架：由型钢钢板组焊成柜架结构，炉体安置在炉架上。 5、水冷系统：由各种阀、管道等相关装置组成，并设有断水时声光报警、自动切断加热电源功能。 6、加热电源：电源采用最新技术（IGBT模块），整套电源相当于一台电脑主机般大小，外观小巧、节能环保。

在工厂中，孔﹑平面及键槽加工的对称度等位置精度有时要求很高，往往要在具有高位置精度的机床如坐标镗床，加工中心及专用机床上进行加工，成本一般较高，若能在现有的加工条件下对工作台进行适当的改造，来达到以往要靠在具有高位置精度的机床上才能达到的精度要求，就会有可观的效益。基于等分分度新技术及特殊的对称处理新技术而发明的对称加工工作台恰好可以满足这种需求。 工作原理：等分分度专利新技术 + 特殊的对称处理新技术。

本项目已获国家发明专利（201110166508.8）。项目应用变温 压差膨化、负压低温油炸、三段低温真空干燥、微波膨化等食品加工高新技术， 攻克了低过氧化值花生制品生产共性关键技术；解决了花生制品过氧化值过高、 保质期短等难题；开发了裹衣花生、花生炒货、油炸花生等 14 种新产品。应用 低温压榨、复合保鲜、超声波辅助处理结合酶法改性、生物酶等高新技术，攻 克了活性花生蛋白生产的共性关键技术；解决了花生蛋白严重变性、低变性花 生蛋白粉易哈败、保质期短、功能性不足的难题；开发了花生浓缩蛋白、分离 蛋白、功能蛋白和活性肽等 6 种新产品。应用微波辅助半仿生提取、超声波辅 助提取、水蒸气蒸馏结合萃取浓缩、生物酶结合美拉德反应等高新技术，攻克 了花生功能成分生产共性关键技术，实现了花生加工副产物综合利用。开发了 花生壳黄酮、原花青素、花生精油和花生天然香味剂等 6 种新产品。 技术优点或者效益预测:本项目攻克了低过氧化值花生制品、活性花生蛋 白、花生功能成分生产关键技术；突破了我国花生制品出口及在国际市场竞争 的技术“瓶颈”，提高了企业的国际竞争力；实现了资源高效利用，提高了花 生加工附加值，合理调整了产业结构；提升了花生加工产业，为我国花生加工 业的可持续发展奠定了坚实基础。 

本项目重点就鲜切南瓜保鲜、南瓜酒、南瓜醋和南瓜粉加工及 南瓜多糖提取的关键技术进行了创新研究，得出了一些具有应用价值的新材料、 新技术和新产品。对“南瓜系列深加工及新技术研发”课题所产生的经济效益 进行了客观分析，统计出这一科研成果所达到的科研成果已获经济效益为 3452.335 万元，科研成果还可能产生的经济效益为 3767.96 万元，科研成果年青岛农业大学科技成果介绍 2017 －52－ 经济效益为 1444.059 万元，科研投资年均纯收益率为 8.780589 元。