本成果提出了一种基于工作流的结构化装配工艺设计和装配过程管控技术方案，以及基于数字孪生的复杂产品装配过程同步建模与仿真技术方案，可用于航天、航空、船舶、兵器等复杂产品装配车间的电子化数据采集与管理、运行状态的同步建模和实时监控、现场需求的快速响应与处理、完整准确的产品质量数据包输出以及物料的动态跟踪管理。 一、项目分类 关键核心技术突破 二、技术分析 本成果针对复杂产品装配车间存在的数据全面实时采集和管理困难、生产调度困难、装配现场需求响应不及时、完整准确的产品装配数据包的输出难以实现等问题，提出了一种基于工作流的结构化装配工艺设计和装配过程管控技术方案，以及基于数字孪生的复杂产品装配过程同步建模与仿真技术方案，可用于航天、航空、船舶、兵器等复杂产品装配车间的电子化数据采集与管理、运行状态的同步建模和实时监控、现场需求的快速响应与处理、完整准确的产品质量数据包输出以及物料的动态跟踪管理。 一、主要技术优势     有效利用工作流和数字孪生技术，为复杂产品装配车间数字化和智能化管控提供新的方法，并取得良好的应用效果。 二、主要性能指标    （一）支持多种装配数据的电子化采集、管理与质量数据包生成，包括完工数据、工时数据、质量数据、物料数据、多媒体数据、实测表格数据、工艺数据等，电子化的数据采集覆盖率可达90%以上；    （二）支持装配车间运行状态多层次多维度的同步映射，包括车间布局、人员状态、环境状态、物料状态、产品工艺状态、设备状态等。根据实际应用场景，数字孪生模型覆盖率可达95%以上，虚实状态映射一致率达100%，时间延迟在3s以内。

1、ARM+FPGA内核 2、多类传感器混合输入 3、低\高速轴分段采集 4、18位A/D，高速并行采集 5、12通道振动\2通道键相\通道 4-20mA 6、以太网\现场总线\无线通信

在 MIS 或 SCADA 等系统内集成先进的专业能效分析诊断模型，实现能效的可视化、在线化、标准化和自动化。

基于物联网的煤矿现场诊断与管理系统研究可使得企业可在远程计算机上对生产的状况进行分析诊断，网上发放检修计划，下达设备采购计划等工作。同时，还具备如下功能：可以在现场利用各种手持设备实现对现场设备的功能和参数的监测，即可以对设备进行实时监控，也可以在设备将要和正在发生各类故障时主动发送消息。同时在提高生产率及降低设备的故障率、降低设备维修成本等方面有很大优势，是未来现场诊断系统的发展方向。在多传感器管理和资源分配的监督下，通过合理选择传感器及其工作模式以及人力资源，在感知层的各融合节点处对收集的数据、图像、音频等信息进行数据层的分布式检测融合。经过分布融合的这些数据再经过物联网的中间件层，与其他感知层的数据一起，进一步提取信息并交互式地通过数据库进行特征级融合分析。最后在应用层运用最新的诊断方法、智能理论和专家经验等领域知识进行决策级融合，通过物联网系统传输，在监控中心或现场手持终端输出煤矿企业现场诊断的结果。基于物联网的煤矿企业现场诊断与管理系统的应用层抽取出数据信息融合所表达的隐含的、潜在的诊断知识和对策知识，以及分类规则和序列模式等，以便用于工业现场诊断、管理、信息查询处理、系统决策支持、工业控制以及其他应用。诊断知识包括各种先验知识，如基于规则的知识和基于故障树的模型知识以及一些通过数据挖掘得到的关于对象状态的新知识。通过该系统可使设备生产厂家在远程计算机上对煤矿企业现场设备的运行状况进行分析诊断；使现场生产企业在企业监控中心对企业的生产情况进行监控、对煤矿企业现场设备的运行状况进行分析诊断，实现网上发放检修计划，下达设备采购任务等工作。另外，该系统还具备如下功能：在现场利用各种手持设备实现对现场设备的功能和参数的监测，通过工作人员手持的设备可以对设备进行故障诊断和实时监控，也可以在设备将要和正在发生各类故障时主动发送消息。

液滴阵列是研究数字分子检测、数字分子免疫学、单细胞分析的重要技术手段，是当前生物医药领域的研究热点。受植物叶片倒模的启发，创新性地将限制性表面能梯度微孔阵列应用于高通量液滴数字化过程（相关研究成果发表在中科院工程类分区Q1、Q3期刊上），提出了基于仿生微流控原理的数字化液滴阵列技术，设计开发了数字分子诊断和单细胞分析通用系统平台，在细胞、颗粒的分散阵列化及生物应用进行了探索。经过近4年研究，已完成了平台原理验证、结构优化、系统调试、生物应用验证的工作，应用在数字PCR、数字LAMP等核酸分子诊断领域，在多菌分离及培养等单细胞分析领域，初步开发了数字ELISA等分子免疫学领域研究方法。

主要进行水泵机组实时动态运行优化及泵的在线故障诊断技术的研究，建立实用的 专家系统，从而可以对大中型泵站、船阀等进行自动化运行和监控管理，并可对泵的运 行状况进行自动故障诊断分析。系统故障诊断与自动控制 合作方式 技术转让，技术交易额面议。 

XM-CS8000超声诊断虚拟教学系统   XM-CS8000超声诊断虚拟教学系统旨在通过模拟练习让学习者逐步掌握临床常用的标准操作手法，在仿真病人身上运用模拟超声探头获取不同切面下的正常及常见疾病超声动态图像，加深学习者对临床常用超声切面正常解剖结构及疾病声像图特点的认知，弥补现有传统教学仅局限于书本及视频的单一教学方法及实践机会少的不足，增强学习者动手能力，有助于学习者进一步完善和提高超声诊断及鉴别诊断能力。   一、主要功能： ■ 图像来源于真实病人实时扫描，并配合虚拟解剖结构演示模拟探头扫查脏器关键点位，让使用者犹如置身真实的临床操作环境，使用本系统进行模拟练习时，伴随超声探头的位置、角度的变化，图像也会呈现与其切面解剖结构相一致的变化。 ■ 系统包括200种以上不同病例，涵盖90%左右第三版《超声诊断学》教材所述病例。 ■ 系统设计了模拟操作教学、超声视频回放、临床常见病诊断（鉴别诊断）、学习与测试四大模块，帮助初学者初步形成超声诊断学的整体认识及系统逻辑思维能力。 · 模拟操作教学部分主要包括正常超声模拟和常见疾病超声模拟，提供200余例临床常见病例，主要是让学习者在认识和掌握正常图像及标准切面操作方法的基础上，再由浅入深地掌握疾病声像图特点及常用切面的操作方法。       · 临床常见病诊断（鉴别诊断）部分主要是针对不同病种但声像图表现相似疾病的声像图特点及鉴别点结合教材进行总结和归纳，使学习者在练习的过程中更高效地掌握疾病的鉴别诊断要点。     · 超声视频回放部分目前给用户提供百余例经典病例视频回放，有利于学习者加深对疾病典型征像的认识及深入探讨。      · 学习与测试部分提供1000余道超声专业测试题及1600余个专业词汇解释，每套试题系统从中随机抽取，并进行自动评估准确率，有助于学习者对理论及实践学习阶段学习效果的评价。 ■ 系统包括正常人扫查，各个病例的扫查，而且同一病例下可以更换探头对不同部位做进一步扫描检查。 ■ 系统具有超声学习辅助导航功能，导航功能可帮助解剖部位和病理部位的发现，可帮助学员掌握找到目标图像探头所需的手法（探头的位置、角度）。 ■ 系统具备训练和竞赛两种模式，其中竞赛模式是在多机下完成的，竞赛模式包括必答题和抢答题。   二、移动式超声诊疗床参数： ■ 采用ABS材料制作，其产品整体采用“Z”形设计，中段以S曲线结合底部平台，可移动式万向轮使这款诊疗床可更加便捷的移动，从而减少不必要的人力。 ■ 双层平台可供模型的上下摆放，上部平台主要配合模拟超声探头扫查、诊疗，下部收纳台收取方便可摆放模型任意一款。 ■ 诊疗床内部采用金属加固，符合人体工学、尺寸适中。   三、病例部分： 本系统现有病例覆盖范围包括肝脏/胆道/脾/胰腺/肾、输尿管和膀胱/男性生殖器：前列腺、睾丸和阴茎/胃肠/腹膜后间隙、肾上腺/妇科、产科/浅表器官/心脏及大血管等。 ■ 肝脏疾病包括局灶性肝病（肝占位性病变）和肝脏弥漫性病变。 局灶性肝病包括：原发性肝癌、转移性肝癌、肝门静脉栓子形成、肝血管瘤、肝囊肿、肝脓肿、肝局灶性坏死结节等。 肝脏弥漫性病变包括：脂肪肝、不均匀性脂肪肝、酒精性肝硬化、肝硬化失代偿期、门静脉高压、肝淤血等。 ■ 胆道疾病包括：急性胆囊炎、慢性胆囊炎、胆囊结石、胆囊肿物、胆囊良性腺瘤、胆囊壁胆固醇结晶、胆囊息肉、胆囊腺肌增生症、肝内胆管结石等。 ■ 脾疾病包括：脾肿大、脾囊肿、脾肿瘤、脾血管瘤、副脾、脾外伤等。 ■ 胰腺疾病包括：胰腺囊肿、胰腺癌、胰腺浆液性囊腺瘤等。 ■ 肾、输尿管和膀胱疾病包括：肾囊肿、肾结石、肾癌、肾错构瘤、肾弥漫性病变、肾萎缩、多囊肾、马蹄肾、重复肾、肾积水、输尿管结石、膀胱炎、膀胱癌、尿道结石等等。 ■ 男性生殖器疾病包括：前列腺增大、前列腺钙化、前列腺癌、睾丸鞘膜积液等。 ■ 胃肠疾病包括：胃癌、胃间质瘤、肠梗阻、肠套叠、结肠炎、直肠癌、急性阑尾炎、急性阑尾炎伴粪石、腹腔积液、腹股沟疝等。 ■ 腹膜后间隙、肾上腺疾病包括：肾上腺皮质腺瘤、肾上腺肿物等。 ■ 妇科、产科疾病包括：子宫肌瘤、子宫内膜增厚、子宫颈囊肿、子宫腺肌症、子宫宫腔内置节育器、双角子宫合并妊娠、卵巢癌、卵巢滤泡囊肿、卵巢巧克力囊肿、卵巢囊肿、葡萄胎、早孕、胎儿、盆腔积液等。 ■ 浅表器官疾病包括眼、乳腺、甲状腺、涎腺、淋巴系统疾病及软组织疾病。 眼疾病包括：玻璃体混浊、晶体混浊、玻璃体积血、玻璃体后脱离、脉络膜黑色素瘤、眼占位等。 ■ 乳腺疾病包括：乳腺癌、乳腺癌伴钙化、乳腺浸润性导管癌、乳腺囊肿、乳腺囊性增生、乳腺增生结节、乳腺脂肪瘤、哺乳期乳腺、乳腺纤维腺瘤、乳腺纤维腺瘤伴钙化、乳腺腺体钙化灶等。 ■ 甲状腺疾病包括：甲状腺癌、甲状腺淋巴瘤伴周围淋巴结增大、结节性甲状腺肿、桥本氏病、亚急性甲状腺炎、甲状腺瘤伴液化、甲状腺结节、甲状腺胶质潴留性囊肿、甲亢、甲状旁腺占位性病变等。 ■ 涎腺疾病包括：腮腺淋巴结显示、腮腺混合瘤等。 ■ 淋巴系统疾病包括:锁骨上异常淋巴结、锁骨上淋巴结转移癌、锁骨上窝淋巴瘤、肺癌锁骨上淋巴结转移癌、乳腺癌锁骨上淋巴结转移癌。 ■ 软组织疾病包括：颈部软组织深层脂肪瘤、乳腺软组织多发脂肪瘤、腹壁白线疝（脐部）、阑尾术后皮下软组织包块伴钙化。 ■ 心脏及大血管疾病：风湿性心脏病二尖瓣病变、肥厚型心肌病、卵圆孔未闭、室间隔缺损、二尖瓣脱垂、左心衰、心包积液、先天性主动脉瓣畸形（二叶瓣）、左室心尖部血栓、房间隔缺损、心脏肿瘤（粘液瘤）、主动脉狭窄、冠心病（陈旧性心肌梗死）、房间隔膨出瘤、高血压心肌肥厚、二尖瓣病变、风湿性心脏病（联合瓣膜病）、主动脉瓣关闭不全、肥厚心肌病（间隔型）、二、三尖瓣关闭不全、二尖瓣及主动脉瓣位人工金属瓣置换术等。   四、系统组成： ■ 超声诊断虚拟教学系统软件：1套 ■ 半身仿真模拟病人：2具（男/女性各1） ■ 推车式模拟超声诊断仪：1台 ■ 模拟超声探头：3种（腹部探头、浅表探头、心脏探头） ■ 移动式超声诊疗床：1张 ■ 电脑：1台

该系统基于各级医疗系统的影像科研临床应用基础及各类院校影像教学大 纲而开发，贴合各级诊疗机构日常诊疗习惯和院校教学大纲需求，方便教师对各 类影像图片的展示和教学，能更好的让学生全面对各类影像进行阅片、报告书写 练习，以及熟悉临床应用及诊疗流程，有利于训练学生的影像技能操作能力及就业。

已有样品/n脑卒中（中风）已经成为我国致死率第一的疾病。中国目前已经有1100万的脑卒中病人，而根据世界银行对中国慢性病调查和分析，他们认为如果中国现在慢性病控制的这些状况不改变的话，到2030年中国将会有 3100万的脑卒中病人。。脑卒中病人由于肌力及肌张力异常，平衡及协调能力受限，从而严重影响病人的步行功能。研究表明，40-73%的居家脑卒中病人发生跌倒，比健康人群跌倒风险增加4倍，髋骨骨折风险增加10倍。因此，帮助脑卒中病人恢复行走能力是脑卒中康复的工作核心，而步态作为直接反映行走能力的重要指

该项目主要应用于车辆安全辅助驾驶领域，可以在车辆有危险趋势时及时向驾驶员提供警告信息，减少或避免可能发生的交通事故，也可以应用于车辆的辅助驾驶和智能自动导航领域。该项目利用灰度图像中道路边缘处存在的灰度特征、梯度特征作为识别道路的特征，运用群智能算法实现对道路边界的快速识别，最终得到车辆行驶道路信息。根据道路识别结果，利用前方车辆在图像中底部边缘存在灰度特征、方差特征和梯度特征，运用鱼群算法实现对前方多车的快速识别。项目采用转向动力学连续模型，车辆前轮转角和道路曲率作为系统输入，根据系统的采样频率将连续模型离散化，运用Kalman滤波理论设计状态观察器，实时观测前方车辆侧向速度和横摆角速度，从而获得车辆运动轨迹，为安全辅助驾驶系统提供准确信息。     该项目对车辆安全辅助驾驶系统提供信息的频率在5Hz之内。在复杂情况下通过使用本项目研究的系统进行车道识别，其准确率大于95%。该项技术于2009年初成功应用于新疆冰雪灾害防护系统的养护车辆智能辅助驾驶系统中，该系统由北京中交国通智能交通系统技术有限公司负责建设，采用该技术大大提高了复杂冰雪环境下道路识别和前方车辆识别的可靠性和实时性，同时增强了在不同光照等复杂环境下的适应性。该技术应用后，有利于避免和减少道路交通事故发生的可能性，保障车辆行驶安全，取得了良好的社会效益。