1.项目背景 化学反应器与精馏装置是石化生产过程中使用最为广泛的设备，也是最主要的耗能单元，反应器与精馏塔运行的好坏直接关系到石油化工企业的经济效益。反应与分离强化过程通常由多个单元耦合联接而成，其不仅涉及反应与分离能力的协同机制、多单元组合与系统整体运行效能的关系，而且强化过程具有强非线性、大滞后和多变量耦合特性，以及经济、环境与安全等不确定性因素的干扰，都对强化过程的平稳操作、协同调控与分级优化带来诸多的挑战。 采用反应与精馏强化技术，通过传质与传热的强化、物质流与能量流相互耦合，使强化过程具有大幅度提高反应转化率或选择性，降低生产能耗和污染物排放等优越性。然而这种集成优势只有在反应能力与分离能力动态协同作用条件下才能被充分发挥，而且强化过程具有多稳态、强非线性和多变量强耦合特性，这些都对强化过程的自动控制与优化理论提出了新的挑战。 采用传统控制模式，当系统受到干扰时，很容易引起反应与分离能力动态失调和工况发生大范围波动与偏移，造成产品质量不合格和能耗增加等控制难题。因此，在传统控制模式的基础上，探索反应与精馏强化过程的动态协同调控方法与动态优化理论，对解决集成装置的平稳操作与自动控制难题，切实提高系统运行品质，有效降低装置生产能耗和污染物排放方面具有重要意义 2.项目技术原理 南京工业大学绿色化工研究所，经过多年研究发明了不同工况反应与蒸馏集成技术，可根据不同体系的特殊要求，实现不同工况反应与精馏的最佳匹配，解决了反应与蒸馏操作条件必须一致等问题。本项目在对强化过程机理模型、经济稳态优化和动态特性分析的前期研究基础上，研究反应能力与精馏能力的动态协同调控新方法和强化过程的分级优化理论，提出反应与精馏强化过程一体化设计思想，对传统多单元生产过程具有很好的借鉴作用。项目针对反应与精馏过程自动控制系统设计与性能优化调节方面主要开展以下技术： （1）反应与精馏强化过程多变量自动控制方案的设计与性能分析 在对反应与精馏过程机理建模、经济稳态优化设计和动态特性分析基础上，采用稳态增益矩阵和奇异值分析方法，合理选择过程被控变量和操作变量配对模式，运用传统控制策略设计反应精馏强化过程多变量自动控制方案，采用ASPEN PLUS流程模拟软件和ASPEN DYNAMIC模块进行控制方案的动态模拟测试，并根据实际工艺扰动情况，通过在动态流程模拟系统上分别加入不同幅度和方向的多种扰动和改变系统设定值，评价传统控制模式闭环系统性能，在此基础上，改进自动控制方案设计，确保设计的自动控制方案在实际应用中能够维持平稳有效运行。 （2）生产负荷自动调节和优化技术原理 反应与精馏过程的生产负荷经常随着市场需求的变化进行调整，负荷的变化将可能引起系统工况的波动，产品质量下降，能耗增加等问题，甚至造成系统不稳定而被迫停机。本项目采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制与传统控制相融合方法，实现反应与分离能力动态协同调控；本项目在多变量基础控制系统上，在关键控制回路增加设定值智能调节模块和多变量协调预测控制模块，分别采用设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制（Error tolerant DMC）与传统控制相融合方法，实现反应能力与分离能力动态协同调控，使系统获得了良好的跟踪性能和鲁棒性。解决传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调，导致产品质量不合格、能耗和污染物排放增加等控制问题。在多变量协调预测控制模块设计中，对于反应器出口成分和产品质量等不可在线测量的关键变量，采用机理模型和经验模型建立产品成分软测量模型，实现对产品成分、反应转化率等不可测被控变量的在线估计。 （3）反应与精馏强化过程的系统性能优化技术 在经济稳态优化设计前期研究基础上，开展多目标多约束动态优化与多变量跟踪控制相结合的分级优化理论研究。在上层多目标多约束的动态优化设计中，是以能耗和操作成本最小为优化目标，以质量、尾气/废液排放和过程动态模型等为约束条件，采用多目标优化算法对强化过程的关键操作参数进行动态优化计算，给出工况最优调节方案。根据多目标动态优化给出的关键参数设定值最优调节方案，采用设定值多步长滚动优化给出多变量预测控制的参考轨迹，通过多变量协调预测控制和基础控制回路的跟踪调节，使系统输出快速跟踪设定值的最佳操作值，实现工况优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性，从源头降低工况大范围波动和事故发生的概率。 3.关键技术路线 项目针对反应与精馏过程，融合了化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术，采取理论研究、模拟实验和工业应用相结合的技术路线，如下图所示。项目分别开展反应精馏过程的多变量基础控制系统设计、反应与分离能力动态协同调控新方法、强化过程分级优化理论研究，并将项目成果融合，开展不同工况反应与精馏强化过程的一体化工程设计，研制一套流程模拟综合实验平台，进行模拟验证和工程应用研究。 4.项目技术特色和创新性 （1）针对反应与精馏强化过程，在传统控制模式下扰动引起反应与分离动态失调和工况偏移，导致集成优势难以充分发挥工程问题，项目提出将设定值多步长滚动优化、偏差区域容忍动态矩阵控制、多目标多约束动态优化与传统基础控制相融合的动态协同调控新方法与分级优化理论，在反应与分离动态协同作用下实现工况的优化与平滑调节，确保系统维持高品质运行特性。 （2）项目沿着学科交叉与融合方向，将化学工程理论、自动控制理论、智能学习算法与计算机模拟技术相结合，提出不同工况反应与精馏强化过程流程模拟、控制系统设计与集成优化理论相结合的一体化工程设计思想，并在常压反应与减压精馏集成的甲苯氯化反应精馏工业装置上进行工程应用研究，解决装置自动控制与平稳操作等实际控制问题，发挥强化过程高转化率/高选择性、低能耗的集成优势。

为服务社会大众了解疫情走势，并为相关部门提供决策支持，北京航空航天大学北航大数据与脑机智能高精尖创新中心刘旭东教授、胡春明教授、李建欣教授等组织师生，与复杂系统可靠性实验室李大庆研究员联合组成团队，全力投入建模和系统研发，已向决策部门提供疫情数据评估与预警报告、区域物资保障评估专项报告等，并迅速开发“新冠肺炎疫情数据导航服务”平台，数据单日访问量近 5 万次。此外，中心还进行新型冠状病毒的疫情评估与预测报告并开发疫情实时更新系统。中心对疫情现状进行分析和预测，为公众提供及时、准确的疫情态势分析、走势预测、舆情动态和政策措施等智能数据服务，实现全国及重点城市日度传播系数计算、短期确诊人数预测和长期疫情拐点与结束日期预测、疫情缓解系数评估等功能。此外，大数据与脑机智能高精尖创新中心研究团队根据疫情确诊患者相关公开数据，利用自然语言处理等技术，从已公开全国各省市直辖区四千余位确诊患者轨迹中抽取了基本信息(性别、年龄、常住地、工作、接触史等)、轨迹(时间、地点、交通工具、事件)及病患关系形成结构化信息。同时开发确诊患者轨迹可视化查询与分析系统，为疫情传播与防控相关研究提供有效支撑。

本成果创建了良种奶牛高质量高活率性控冻精生产技术体系，改进优化了奶牛精子分离技术工艺，建立了性控精液低剂量人工授精技术，完善了性控胚胎体内外生产技术程序，研制了同期发情、超数排卵药物配方，建立了胚胎移植技术体系。本成果将生产成本降低15％，母牛情期受胎率提高5％；犊牛性别控制准确率达95.2％以上，人工授精时母牛的总妊娠率达到87.5％，鲜胚移植成功率60.95％，冻胚移植成功率50.35％。该体系打破了国外对奶牛性控关键技术的垄断，破解了我国奶牛良种率低、扩繁速度慢等难题。技术/产品辐射到全国14个省、市、区，社会经济效益显著。

成果介绍智能控温薄膜可以实现高温下对红外线的反射和低温下对红外线的透射，是一种无需能源的智能空调。技术创新点及参数室温可用（20℃-40℃）节能减排（无需能源）满足了实时反馈的需求满足了温度控制的需求提出了在室温下实现智能变色的可能性

已有样品/n养老产业是未来的黄金产业，养老院的常规体检和快速诊断是一个痛点。基于微流控芯片的体液多参数分析仪满足了这个需求，市场需求在50 亿人民币以上，目前还没有同类产品。该成果针对社区医院和养老院的常规体检和疾病诊断，开发了于微流控芯片的体液多参数分析仪，更换芯片可以检测血常规、血生化、尿液、免疫等多个项目。实现一台仪器检测多种常见疾病。目前阶段性成果或结题成果获得：专利1 项、SCI 论文11 篇、湖北省自然科

在国际上率先开展了塑料微流控芯片通道成形与自动对准装配系统的研究，研制成功国内外首台塑料微流控芯片自动化制造装备，采用并发展了新技术，研制了包括塑料微流控芯片微通道热压成形机、热键合机、光电对准系统、操作机器人、上下料装置等设备所构成的芯片制作装备，取得了热压键合温度循环控制方法与装置、芯片预联接方法与装置、芯片对准键合全自动卡盘装置以及芯片检测器等一批具有自主知识产权的关键技术。

利用纳米机器人为信息载体的“触控分子通信（touchable molecular communication）”信道模型和体系架构，并基于此分析和设计靶向给药和造影成像系统，极大地提高了分子通信效率和实用性。该文章还入选了IEEE Transactions on NanoBioscience期刊的亮点文章（Featured Article）及高点击量文章（Top Accessed Article），相关成果被收入IEEE 1906.1国际标准。 IEEE 1906.1是IEEE首个以分子通信和纳米通信为主旨的国际标准，被列入IEEE通信学会“纳米通信网络最佳读物”（Best Readings in Nanoscale Communication Networks）。 纳米通信网络指纳米尺度的设备（如纳米生物传感器和执行器）之间通过信息共享而组成的短距离、小尺度通信网络，以协助纳米设备在较大的空间范围上完成较复杂的任务。这些纳米尺度的设备可以通过血液注入或者人体植入的方式，在人体单个器官或者全身分布多个节点，形成一个可存储、计算及传送信息的通信网络，完成生理病理信息监测、药物和造影剂输送等，同时与外部监控设备以及无线通信网络相连接，协助移动医疗和相关大数据处理等。

微马达是一种自驱动的微纳米机器人，具有优良的运动性能和精准导航的性能，在生物医学领域具有广阔的潜在应用前景，然而目前国内外均尚无市场化的微马达产品。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、成果简介 血管支架植入是治疗心血管疾病的有效干预手段，但现有技术中，传统材料制备得到的血管支架存在生物相容性不足、需要手动导丝引入额外的形状扩张装置等问题，而且，为了确保植入的准确性，需要采用高侵入的介入方法，容易造成血管再狭窄和动脉损伤，从而降低了治疗的有效性。因此，需要研发一类能有效克服现有问题，能实现低侵入、高精准治疗的新型血管支架系统，以拓宽微马达在生物医学领域中的应用。 开发的磁性螺旋形形状记忆微马达血管支架，可以模拟细菌鞭毛的高效运动，无线旋转磁场下旋转并转化为平移运动，实现磁性微马达血管支架在血管内的精确无线三维导航。配合磁驱动马达的运动性能，控制血管支架在体内运动到达目标位置，微马达支架具有形状记忆功能，以对机体无害的无线超声触发形状恢复，可以撑开狭窄血管。整体设计可以简化支架植入流程，并且螺旋形的设计可以适应旋动流现象，使植入位点的血管壁切应力得到维持，抑制支架植入内膜增生不良反应的发生，降低侵入性和植入风险，并有望实现完全远程智能操控支架植入。

本发明公开了一种超高压液控集成换向阀，其包括阀体和多个 结构相同的单阀，该阀体上设有竖向阀孔和控制液进口，竖向阀孔的 两端连接有螺堵和螺塞，螺塞上开设有相互连通的液控腔室和控制液 出口；该单阀安装在螺堵和螺塞之间，其包括阀套、阀杆和阀座；阀 套与螺塞抵接，阀杆下端与阀套呈密封状滑动配合，并将阀套分隔成 上下两个液控腔；阀杆的底部与液控腔室之间安装有弹簧，其上端安 装有盖帽；盖帽内表面与阀杆上端构成球窝状，用于安装阀球；阀杆 上还套装有支撑环；支撑环与螺堵之间安装有阀座，阀座上开设有阀 口。本发明具备

该项目提出多病因系统防控的科学构思和总体目标，针对猪病防控中存在基础研究薄弱、防控技术与产品缺乏等重大科技问题，围绕猪流感（SI）、猪细小病毒病（PPV）、猪圆环病毒病（PCV2）、猪链球菌病（SS）、副猪嗜血杆菌病（HPS）、猪萎缩性鼻炎（AR）和猪痢疾（SD）等重大猪病，重点开展新型疫苗和诊断制剂等防控技术研发，最终形成产品及防控技术的集成创新，实现产业化、高效转化及推广应用。形成了45项新产品。获8项新兽药注册证书。疫苗系列创新产品为解决临床上重大猪病危害，多病因共感染提供了健康养殖综合防控工具，疫苗在临床上应用免疫保护效率为80——100%，安全性为100%。通过与养殖场建立系统的临床诊断、抗体检测，实施合理免疫方案及技术规范，结合疾病特点提出猪场个性化的解决方案，有效地降低了发病率和死亡率。 猪链球菌病、猪流感等疫病的检测试剂盒在全国推广使用，得到一致好评。诊断制剂用于猪病的检测监测、抗体水平评估，为猪病的诊断、控制、净化奠定了坚实的基础。 转化条件：需建立该产品的GMP生产线。 成果完成时间：2017年12月