成果简介：生产线仿真是生产线设计规划中全面分析系统的有效和不可缺少的重要工具。通过生产线设计规划、控制调度以及仿真建模等技术的研究，建立一个集设计规划、生产调度、仿真与优化为一体的生产线集成设计规划系统。使用户在设计规划阶段就可以对生产线的静、动态性能进行充分的预测、比较和论证各种方案，并对出现的问题提出合理的解决方案。从而确实有效地协调生产线从设计规划到实际运行各个阶段的关系。系统的主要功能包括：能够并行地确定生产线系统的规模、构成和布局；能实现对生产线结构布局和作业计划调度进行仿真，验证设计方

针对磷酸铁锂锂电正极材料存在的不足和制约磷酸铁锂产业发展的一系列问题，本项目通过基于混合溶剂的液相合成方法，利用定向分子组装技术，结合独特的煅烧工艺构建了具有三维（3D）导电网络结构的正极材料，从而制备出具有独特晶体结构、良好导电性、高离子迁移速率和高振实密度的新型改性磷酸铁锂锂离子电池正极材料，同时通过先进的回收利用技术实现了生产工艺的低成本、无污染。目前该制备工艺成功实现了产业化应用，首条自动化高新能低成本磷酸铁锂生产线已经建成并投入使用。 通过本项目的实施，达到了以下技术目标： （1）基于混合溶剂的液相法制备工艺的设计，解决现有工艺存在的材料批次间一致性差的不足，实现批次间材料克容量变化＜2%； （2）构建3D导电网络，从而解决制约LiFePO4大规模应用的重大技术难题—材料导电性差的缺陷，将材料的电导率提高到10-2Scm-1； （3）将压烧技术引入LiFePO4制备工艺，结合二次造粒粒径控制技术得到尺寸均一的亚微米颗粒，将材料振实密度提高到1.2gcm-3； （4）以本项目研制的LiFePO4作为正极材料并采用改进工艺装配的锂离子电池将达到如下性能指标： ⅰ 0.1C比容量≥160mAhg-1，1C比容量≥140mAhg-1； ⅱ 循环充放电3000次，常温放电容量高于80%； ⅲ 支持常温50C以上倍率放电，-20℃环境支持20C以上倍率放电，-20℃环境放电容量不低于常温放电容量的80%。 （5）创新反应溶剂和反应副产物的循环回收利用技术，实现生产过程绿色化、低排放和原子经济性，与现有同类材料比较，生产成本降低30%以上。

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。

一、产品概述 (一)组成 柔性系统须有五个分系统构成即：数字化设计分系统、模拟加工制造分系统、检测装配分系统、生产物分流系统和信息管理分系统。它应包含供料检测单元，操作手单元，加工单元，搬运单元，安装单元，图像检测单元，提取单元，分类存储单元，环形输送单元，总控平台等多个单元模块。系统具有可进行小批量多品种柔性加工、无人值守加工生产能力等，采用数字化信息系统管理模式，每一台设备均采用网络型式对外联接，由服务器统一管理生产过程中的各种数字联接任务,具有现代化柔性制造加工系统的特征。 （二）功能 既能完成认知型和综合型实验实训，又能完成开发设计型实验实训，还能实现学生现场动手操作和网络计算机同步观测与分析相结合；对样件具有全程演示及生产能力；系统应具有全自动控制功能，能充分展示现代工业中进行数字化管理生产的各个环节；系统应具有单机独立控制、独立运行功能；系统应具有启停控制、动态作业计划调度、库存资源动态显示、系统故障诊断与处理、工件位置动态显示等等功能。 该系统除能服务于工程训练实践教学环节外，还应能覆盖相关课程，并能进行相关的实践性教学环节，具体如下： 1、可服务的相关课程 机械制造基础、机械工程测试技术、机电传动控制、液压与气压传动、机器人技术与应用、机电一体化系统设计、数控技术、机电系统仿真、CAD/CAM、PLC原理及应用、数字化制造技术、机电设备故障诊断、先进制造技术、多轴数控加工技术、虚拟与仿真技术等，和其它相关课程。 2、教学演示类项目 柔性化加工系统演示、远程控制演示、机电控管一体化技术演示、自动传输系统演示、工件自动装配演示、产品自动仓储系统演示等等。 3、专业综合训练类、设计类等项目 机械制造技术项目综合训练、机床检测综合实验、数字化技术项目综合训练、多轴数控技术项目综合训练、机电控制综合实验、机电一体化系统综合设计、机电一体化系统综合设计、工件传输线应用设计、工件装配项目应用设计、立体仓库应用设计、气压系统应用设计、系统供电方案应用设计、计算机辅助工艺规程设计、数据库应用及开发、总控系统的应用与开发、传感器应用与选择、PLC应用编程设计、PLC网格通讯应用、伺服驱动应用、人机界面编程设计、远程组态系统设计、生产实习、毕业实习、毕业设计等等。 二、技术性能 1、输入电源：三相四线～380V±10% 50Hz 2、工作环境：温度-10℃～+40℃  相对湿度≤85%（25℃） 海拔＜4000m 3、装置容量：＜4.5kVA 4、外形尺寸：7000mm×4500mm×2400mm 5、安全保护：具有漏电保护，安全符合国家标准 三、实训内容 （一）PLC的设计与应用 1、数据传输功能实训 2、定时、计数、移位功能实训 3、比较功能实训 4、步进功能的应用实训 5、跳转功能的应用实训 6、子程序调用功能的应用实训 7、中断控制功能的应用实训 8、变频调速的PWM控制功能的应用实训 9、伺服电机速度位置控制功能的应用实训 10、检测系统的程序设计 11、变频调速环行自动传输系统的程序设计 12、自动储存系统的程序设计 （二）传感器技术及应用 1、光电传感器的特性研究及应用 2、电感传感器的特性研究及应用 3、电磁传感器的特性研究及应用 4、位置传感器的特性研究及应用 （三）气动控制技术 1、电控气动阀的工作原理及应用 2、真空发生器的工作原理及应用 3、气动二联体的工作原理及应用 4、各种气缸的工作原理及应用 （四）运动控制系统 1、伺服电机定位的控制技术 2、直流电机的控制技术 3、交流电机的变频调速技术 4、步进电机的定位控制技术 （五）组态监控及人机界面技术 1、组态监控软件的基本应用 2、组态监控软件通信应用实训 （六）机械结构训练技术 1、同步带传动机构的设计及特性研究 2、直齿轮传动机构的设计及特性研究 3、锥齿轮传动机构的设计及特性研究 4、直线导轨的设计及特性研究 5、滚珠丝杆的特性研究及应用 （七）故障检测技术技能培训 1、程序故障设置的排除训练 2、参数故障设置的排除训练 3、电气接线故障设置的排除训练 4、机械故障设置的排除训练 （八）网络通讯技术和PROFIBUS总线技术 1、网络通讯基础的原理与应用 2、PROFIBUS-DP模块的研究与应用 3、PROFIBUS通讯协议的研究与应用 4、PROFIBUS主站与从站之间的通讯研究 四、系统组成 系统的硬件由上料单元、操作手单元、加工单元、搬运单元、安装单元、图像形状检测单元、6自由度工业机器人单元、分类存储单元九个基本单元站组成 （一）总控平台 总控平台主要由三相电网电压指示、电源控制部分、控制主机、状态指示灯、二位选择开关、启动和停止开关、急停开关、复位开关、10.4英寸工业彩色触摸屏等组成，主要完成监视各分站的工作状态并协调各站运行，完成工业控制网络的集成。 （二）上料单元 上料单元主要由料斗、回转台、螺旋导料机构、直流减速电机、工件滑道、计数电容开关、光电开关等组成。主要完成将工件从回传上料台依次送到检测工位。 （三）操作手单元 由机械手、横臂、回转台、机械手爪、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。 （四）加工单元 由旋转工作台、平面推力轴承、直流减速电机、刀具库、升降式加工系统、加工组件、检测组件、转台到位传感器等组成。主要完成物料加工和深度的检测。 （五）搬运单元 由机械手、移动滑台、安装工作台、工业导轨、齿轮齿条、配重块等组成，主要完成对工件的搬运。 （六）安装单元 由料筒、换料机构、推料机构、工业导轨、摇臂等组成，主要完成对两种不同工件的上料及安装。 （七）图像形状检测单元 图像处理单元主要由光源、镜头、CCD照相机、图像处理控制器、显示器、位移传感器等组成。主要检测加工完成后工件外观形状品质是否合格，通过摄像头获取工件的图像，由图像处理器完成工件合格与否的判断并检测加工孔深，将不合格工件剔除。 （八）6自由度工业机器人单元 由6自由度工业机器人、直线移动机构、无杆气缸、工业导轨等组成，主要完成对工件的提取及搬运。 （九）分类存储单元 由步进电机、滚珠丝杆、立体库、推料气缸、电磁阀等组成。主要完成对成品工件分类存储。

1、生产车间智能制造自动化；2、石墨烯玻璃深加工产品的深度开发3、二代钢化玻璃防眩板项目的夜间发电及GPS定位功能，使道路防护产业进一步升级，逐步向节能环保、智能、高速型推进。

项目目标：设计制造符合定子生产线技术指标需求的定子生产线各 单元，可以彻底改变定子生产工艺，实现定子线的智能升级任务，实现 机器代替人工的梦想，最大限度降低人员成本。 优势一：缩短定子生产周期！ 优势二：优化工艺，提高生产效率！ 优势三：可以大幅度降低人工成本

对于钢角槽一类长材的表面防腐采用吹镀法热镀锌。存在高污染，产品质量差性价比低的问题。本技术利用机械除锈和环保热镀工艺，采用卧式溢流热镀方式，可热镀锌及其合金。自动化程度高、环保、高效，成本低，质量好。工艺流程如下：机械除锈-循环高压水洗-表面精整-氮气保护下感应加热-溢流卧式热镀-水冷-收线-包装。

TDA（芯片热设计自动化）软件是清华航院曹炳阳教授团队全自主研发的国际首个芯片跨尺度热仿真与设计系统。TDA软件可实现芯片从纳米至宏观尺寸的热设计与仿真，支持芯片微纳结构内部热输运过程的模拟研究，直接提高芯片热仿真精度与结温预测准确度，进而提高芯片性能、寿命和可靠性。

针对冶金行业、化工行业的废固物回收处理集成工艺，与我校化学工程、冶金专业科研团队开展多学科协同创新科研合作，在集成优化设计、自动控制、电气控制系统的设计与装置研发方面具有行业特色优势，不仅保证装置平稳高效运行，而且取得显著经济效益。示范项目：江西致远环保科技有限公司产学研项目“阳极泥高价金属综合回收生产线电气/自动控制系统”，根据阳极泥处置工艺流程及其自动控制要求、电气用电设备供配电及控制要求、工艺装备场地实际情况，根据国内外的相关最新技术和研究成果，设计一套自动控制系统实现阳极泥处置工艺安全生产、