工业缺陷检测平台以工业智能制造中的表面缺陷检测为场景，融合人工智能、FPGA、机械臂控制等技术，实现检测传送带上的铝片缺陷情况，配合机械臂将有缺陷的铝板取出，从而模拟FPGA及人工智能在工业制造过程中的应用。This industrial defect detection platform, which takes the surface defect detection in industrial intelligent manufacturing as the scene, integrates Artificial Intelligence, FPGA, mechanical-arm control and other technologies to detect the defects of aluminum sheets on the conveyor belt and then takes out the defective aluminum sheets with mechanical arm, so as to simulate the application of FPGA and Artificial Intelligence in the industrial manufacturing process. 

CODESYS IIOT解决方案深度融合OPC UA、大数据、工业云、3D实时仿真、人工智能等工业互联网技术，该方案能够实现工业现场中的实时数据采集、基于人工智能算法的数据分析和优化、基于云平台（SaaS）的数据存储、深度学习等功能，为数字化工厂的实现提供关键技术，让实时控制更智能，真正做到“动态感知、实时分析”，实现数据和知识驱动控制决策的迭代优化。使用该方案能够助力企业实现自动化系统内部的横向连接，还可助力实现下层现场传感和数据采集层及上层企业管理系统的纵向连接，从而帮助企业轻松搭建具备工业现场设备互联、数据共享、边缘数据分析等功能的工业互联网平台。

工业缺陷检测平台以工业智能制造中的表面缺陷检测为场景，融合人工智能、FPGA、机械臂控制等技术，实现检测传送带上的铝片缺陷情况，配合机械臂将有缺陷的铝板取出，从而模拟FPGA及人工智能在工业制造过程中的应用。This industrial defect detection platform, which takes the surface defect detection in industrial intelligent manufacturing as the scene, integrates Artificial Intelligence, FPGA, mechanical-arm control and other technologies to detect the defects of aluminum sheets on the conveyor belt and then takes out the defective aluminum sheets with mechanical arm, so as to simulate the application of FPGA and Artificial Intelligence in the industrial manufacturing process. 

2022年10月17-21日，第28届ACM移动计算与通讯系统大会（MobiCom 2022，CCFA类）在澳大利亚悉尼举行。计算机学院系统软件团队关于泛在计算环境下的利用异构计算资源进行端侧原位训练的论文“Mandheling:Mixed-Precision On-Device DNN Training with DSP Offloading”进行了在线汇报，得到了与会者的高度关注和广泛讨论。

成果描述：本软件面向文本，对知识单元关联关系进行挖掘，从而实现对海量数据信息的合理利用。现在已经能够根据文本挖掘出文本所含知识单元对的对应关系，实现了从海量信息中的知识关系提取。市场前景分析：随着计算机网络的迅速发展和日益普及，因特网上的信息以指数增长。信息时代带来了海量的数字化文本，日益积累的数据使得信息的获取越来越困难。人们的时间和精力是有限的，面对如此巨大的数字资源，无法从大量数据中迅速而准确地找到有用的信息，因而需要自动化的抽取工具，来帮助人们检索海量数据。与同类成果相比的优势分析：本软件相对于其他同类成果，自动化程度更高，挖掘关系的正确性有相对提高，对海量数据中知识单元关系的挖掘有很大的用处。

软件主体根据自己的信任信息建立信任关系，避免了使用证书交换导致信任协商变得复杂繁琐；不需要合作的主体每次交互都重新建立信任关系。

图1. 矿识的4个页面 a: 选取待识别的矿物，可现场拍照获取或从手机相册中选取 b: 截取待识别矿物中心图 c: 输入便携硬度仪测量或经验估计所得的硬度值后得到识别结果 d: 可以不使用硬度值，仅用图片进行识别 表1 矿识与其他相关工作的对比 图片类型 相关研究 性能 可识别矿物数 准确率(%) Raman spectroscopy 拉曼光谱 Computers & geosciences 2013 6 83.0 Microscope 显微镜 Sensors 2019 4 90.9 Mathematical and Computational Applications 2011 5 93.9 Photo 相机图片 Artificial Intelligence in Theory and Practice, 2008 6 91.0 Minerals 2019 12 74.2 photo & hardness 相机图片+硬度 矿识 36 90.6   表2 矿识能够识别的36种矿物及其准确率 矿物名 样本数  仅用图片识别的正确数 结合图片与硬度识别的正确数 Agate玛瑙 5 5 5 almandine铁铝榴石 6 4 4 azurite蓝铜矿 2 1 2 beryl绿柱石 1 1 1 chalcopyrite黄铜矿 2 1 2 cinnabar辰砂 1 1 1 copper铜 2 2 2 fluorite萤石，氟石 11 8 10 galena方铅矿 3 2 3 halite石盐 1 1 1 hematite赤铁矿 8 1 5 malachite孔雀石 6 5 5 opal欧泊 1 1 1 orpiment雌黄 3 1 3 pyrite黄铁矿 6 5 6 quartz石英 4 4 4 sphalerite闪锌矿 1 0 0 stibnite辉锑矿 8 7 8 sulphur硫磺 2 2 2 total 73 52 65 Accuracy \ 71.2% 89%    

研究领域(1)CAD/CAM及RPM相关技术：包括功能性梯度材料/生物医学材料计算机辅助设计以及快速原型和制造（RPM）相关技术及应用；(2)面向功能构件数字化制造的设计，网络制造技术，功能构件的拓扑优化设计理论与方法；(3)功能构件的多尺度建模、仿真分析与优化；(4)高速精密加工工艺及装备的动态精度设计：包括高速精密加工工艺系统动力学建模与仿真等。科研成果及简介科研成果：(1)国家自然科学基金项目（59505005），“数控加工自适应刀具轨迹规划及动力学行为的研究”．1996年1月～1998年12月。完成人：张大卫、黄田、倪雁冰、周立华、冯志勇、徐安平、阎兵。1998年12月结题，国际先进。(2)河北省科技攻关计划项目，“基于网络的新产品快速开发系统”． 完成人：檀润华、徐安平、段国林、梁艳红、张瑞红、刘力松、孙立新、苑彩云、曲云霞。2001年6月鉴定，国际先进。2002年获河北省科技进步三等奖。(3)河北省自然科学基金项目，基于汽车减振器新型数学模型的汽车乘座动力学系统参数设计．完成人：檀润华、吕维瑛、张瑞红、苑彩云、段国林、徐安平。2001年6月鉴定，国际先进。(4)河北省博士基金项目，汽车非线性乘座动力学专用仿真软件开发．完成人：檀润华、陈鹰、吕维瑛、张瑞红、苑彩云、段国林、徐安平。2001年6月鉴定，国际先进。(5)天津市自然科学基金项目，汽车非线性乘座动力学关键技术研究．完成人：檀润华、陈鹰、吕维瑛、张瑞红、苑彩云、段国林、徐安平。2001年6月鉴定，国际先进。(6)河北省自然基金项目（500050，5万），三维布局问题建模及其求解方法的研究．完成人：段国林、张健楠、蔡瑾、王彩红、何树田、徐安平、张满囤。2003年3月通过河北省科技厅鉴定，国际先进。(7)河北省教育厅计划项目（2000209，2万），二维不规则形状自动布局系统的研究开发．完成人：段国林、王彩红、徐安平、张健楠、张满囤、孟宪春。2003年3月通过河北省教育厅鉴定，国际先进）(8)国家教育部高等学校骨干教师资助项目，快速原型件网上订货系统研究．完成人：檀润华、梁艳红、段国林、苑彩云、张瑞红、徐安平、孙立新、刘力松、王永山。2000年1月——2001年12月。已结题。(9)天津市科委计划项目，“基于MDT环境的内嵌式RP数据处理软件的研制”．课题组成员：徐安平、檀润华、刘玉山、曲云霞、刘力松、陈青果、金艳丽。2001.1 ~ 2003.12.（1.5万），2003年6月18日天津市科委组织专家组对项目进行了总体验收。(10)天津市科委计划项目，“RP技术在新产品开发过程中的应用”．课题组成员：段国林、徐安平、刘力松。2001.1 ~ 2003.12.（5万），2003年6月18日天津市科委组织专家组对项目进行了总体验收。(11)河北省自然科学基金项目（500046），“数控环境下动态铣削过程物理仿真系统的研究与开发”．课题组成员：徐安平、曲云霞、阎兵、段国林、孙明达、李为民、刘玉山、金艳丽、陈青果。2000.3 ~ 2003.3. （3.5万），2003年7月20日河北省科技厅组织专家对项目进行了技术鉴定，国际先进水平。(12)河北省教育厅博士基金项目，“数控环境下动态铣削过程仿真系统的研究与开发”．课题组成员：徐安平、曲云霞、阎兵、段国林、孙明达、李为民、刘玉山、金艳丽、陈青果。2000.1 ~ 2003.3.（3.5万），2003年7月20日河北省科技厅组织专家对项目进行了技术鉴定，国际先进水平。(13)国家自然科学基金项目（50175025），“进化过程驱动的产品概念设计模型研究”．课题组成员：檀润华、段国林、徐安平、马建红、张瑞红、苑彩云、王永山、姜屏。2001~2003,（7万），2003年3月结题。(14)天津市自然科学基金项目（023603411），“组合夹具CAD中关键技术的研究”．课题组成员：段国林、丁银周、蔡瑾、徐安平、张满囤、李向东、李战委。2002.6 ~ 2004.6（6万），2005年7月3日天津市科委组织专家对项目进行了验收，国际先进。(15)河北省自然科学基金项目（502047），“组合夹具计算机辅助构形设计中基于案例的推理方法的研究”．课题组成员：段国林、丁银周、蔡瑾、徐安平、张满囤、李向东、李战委。2002.1 ~ 2005.1.（6万），2005年7月16日河北省科技厅组织专家对项目进行了技术鉴定，国际先进。(16)天津市自然科学基金项目（023605411），“MDT环境下RP数据处理及设备驱动程序的研究与开发”．课题组成员：徐安平、曲云霞、刘玉山、陈青果、侯红叶。2002.6 ~ 2005.6（6万），2005年8月6日天津市科委组织专家对项目进行了验收，国际先进。(17)河北省优秀专家留学基金项目，“选择性金属粉末直接烧结快速成形工艺关键技术及设备研究”．项目负责人：徐安平。2002.1 ~ 2004.12（8万），已完成。(18)河北工业大学“十五211”工程项目，“功能梯度实体快速制作机”．项目负责人：徐安平。2005.1 ~ 2005.12（20万），已通过验收。(19)河北省教育厅计划项目, “基于RP的新产品快速开发系统”．课题组成员：段国林、徐安平、李翠玉、刘玉山、陈青果、侯红叶。2001~2003（20万），已完成。(20)国家863计划项目（2002AA415300），“自主版权三维CAD和ERP软件在离散型中小企业的应用研究”．课题组成员：檀润华、李向东，徐安平等。（50万），2005年11月通过科技部验收。(21)美国国家科学基金（NSF）项目（DMI-0218169），“Dental Restorations via Multi-Material Solid Freeform Fabrication”．课题组成员：Leon L. Shaw, Anping Xu, Jiwen Wang, Xiaoxue Li et al.(22)美国国家科学基金（NSF）项目（CBET-0930365），“Functionally Graded Orthopedic Implants via the Slurry Mixing and Dispensing Process．课题组成员：Leon L. Shaw, Anping Xu, et al.(23)天津市自然科学基金资助项目（043603111），“多坐标高速铣削集成仿真系统研究”．完成人：阎兵，徐安平等。（6万），2007年11月通过天津市科委验收。(24)河北省自然科学基金资助项目（E2004000052），“CAD模型直接驱动的桌面立体打印设备驱动原理及实现方法研究”．完成人：徐安平，牛亚松，付建华，曲云霞等。（7万），2008年1月31日通过河北省科技厅组织的专家鉴定，国际先进水平。(25)河北省自然科学基金资助项目（E2006000039），“场信息驱动的复杂功能梯度实体建模理论及数字化制造关键技术研究”．完成人：徐安平，朱东彬，曲云霞等。（5万），2010年5月结题。获奖与专利 专利：(1)徐安平，朱东彬，曲云霞，郭艳华．一种非均质功能构件的制造方法与装置[P]．国家发明专利，专利号：ZL 2008 1 0053855.5，授权公告号：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申请日：2008年7月16日）(2)徐安平，朱东彬，曲云霞，郭艳华．打印头与激光头构成的组合头[P]．国家实用新型专利，专利号：ZL 200820075355.7，授权公告号：CN 201211731Y，2009年3月25日（申请日：2008年7月16日）．(3)徐安平，汪建明，朱东彬，曲云霞．一种组织工程用三维多孔支架的制备方法及设备．国家发明专利，申请号：201010210618.2，申请日：2010年6月28日．(4)徐安平，朱东彬，郭彬，曲云霞．一种三维条形码标签及其制作方法．国家发明专利，申请号：201010250088.4，申请日：2010年8月11日．(5)徐安平，蔡晓刚，朱东彬，刘志华．一种非均质实体的制造方法及设备．国家发明专利，申请号：201110269706.4，申请日：2011年9月13日．(6)徐安平，蔡晓刚，朱东彬，刘志华．一种非均质实体的制造设备．国家实用新型专利，申请号：201120341665.0，申请日：2011年9月13日．软件著作权：(1)现代集成快速原型系统(CIRPS V1.0)（软件著作权登记，登记号：2005SR07148）．著作权人：徐安平、刘玉山、陈青果、侯红叶、高艳平、曲云霞．中华人民共和国国家版权局，2005年7月。(2)现代集成快速原型系统(CIRPS V2.0)（软件著作权登记，登记号：2007SR06739）．著作权人：徐安平、牛亚松、刘玉山、陈青果、侯红叶、宋丽、曲云霞．中华人民共和国国家版权局，2007年5月。(3)非均质实体造型系统（HO-CAD V1.0）（软件著作权登记，登记号：2008SR04932）．著作权人：徐安平、纪振鹏、曲云霞、赵竞雄、刘志华．中华人民共和国国家版权局，2008年3月。(4)铣削过程物理仿真系统（MPSS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2008SR07563）．著作权人：徐安平、曲云霞、孙明达．中华人民共和国国家版权局，2008年4月。(5)STL模型缺陷检测与修复系统（STL Master V1.0）（软件著作权登记，登记号：2010SR041794）．著作权人：徐安平、张蕊、曲云霞、朱东彬．中华人民共和国国家版权局，2010年8月16日。(6)铣削过程物理仿真系统（MPSS V2.0）（软件著作权登记，登记号：2010SR061831）．著作权人：徐安平、张大卫、张学中、靳红伟、韩喜峰、常宁、曲云霞．中华人民共和国国家版权局，2010年11月18日。(7)基于Web的博硕士学位论文管理系统（DMMIS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2011SR036294）．著作权人：张满囤、徐安平、韩冬冬、张金镯、王智琦、王丽、边彬彬．中华人民共和国国家版权局，2011年6月10日。(8)基于Web的图书馆学科联络馆员信息服务管理系统（IDISMIS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2011SR042556）．著作权人：徐安平、王智琦．中华人民共和国国家版权局，2011年7月2日。可转让项目(1)一种非均质功能构件的制造方法与装置[P]．国家发明专利，专利号：ZL 2008 1 0053855.5，授权公告号：CN 101328067 B， 2010年10月27日（申请日：2008年7月16日）(2)打印头与激光头构成的组合头[P]．国家实用新型专利，专利号：ZL 200820075355.7，授权公告号：CN 201211731Y，2009年3月25日（申请日：2008年7月16日）．(3)一种组织工程用三维多孔支架的制备方法及设备．国家发明专利，申请号：201010210618.2，申请日：2010年6月28日．(4)一种三维条形码标签及其制作方法．国家发明专利，申请号：201010250088.4，申请日：2010年8月11日．(5)一种非均质实体的制造方法及设备．国家发明专利，申请号：201110269706.4，申请日：2011年9月13日．(6)一种非均质实体的制造设备．国家实用新型专利，申请号：201120341665.0，申请日：2011年9月13日．(7)现代集成快速原型系统(CIRPS V1.0)（软件著作权登记，登记号：2005SR07148）．中华人民共和国国家版权局，2005年7月。(8)现代集成快速原型系统(CIRPS V2.0)（软件著作权登记，登记号：2007SR06739）．中华人民共和国国家版权局，2007年5月。(9)非均质实体造型系统（HO-CAD V1.0）（软件著作权登记，登记号：2008SR04932）．中华人民共和国国家版权局，2008年3月。(10)铣削过程物理仿真系统（MPSS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2008SR07563）．中华人民共和国国家版权局，2008年4月。(11)STL模型缺陷检测与修复系统（STL Master V1.0）（软件著作权登记，登记号：2010SR041794）．中华人民共和国国家版权局，2010年8月16日。(12)铣削过程物理仿真系统（MPSS V2.0）（软件著作权登记，登记号：2010SR061831）．中华人民共和国国家版权局，2010年11月18日。(13)基于Web的博硕士学位论文管理系统（DMMIS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2011SR036294）．中华人民共和国国家版权局，2011年6月10日。(14)基于Web的图书馆学科联络馆员信息服务管理系统（IDISMIS V1.0）（软件著作权登记，登记号：2011SR042556）．中华人民共和国国家版权局，2011年7月2日。可承担（合作开发）科研项目与技术合作(1)CAD/CAM软件开发，RPM相关技术开发：包括功能性梯度材料/生物医学材料计算机辅助设计以及快速原型和制造（RPM）相关技术及应用；(2)功能材料或构件的数字化设计与制造技术开发，网络制造技术开发；(3)功能构件的多尺度建模、仿真分析与优化技术；(4)高速精密加工工艺及装备的动态精度设计。

Ø  成果简介：目前国内外CAE软件中的建模主要是基于公称尺寸或设计尺寸进行的，不包含零件加工误差、装配误差等制造特性，使得仿真结果与实际运行试验结果相差甚远。针对这一问题，精密微小型制造技术课题组经过近10年的努力，攻克了制造特性参数化建模、系统集成、数据传输等难关，开发了基于制造特性的机械系统性能仿真软件，以Pro/E和Ansys为工具，结合VC及SQL Server实现带有制造特性的参数化集成仿真。Ø  项目来源：自行开发Ø&

针对各类装备的实时嵌入式软件，以通用化和自动化为目标，通过可视化自动的测试建模、实时的测试脚本开发与模型转换、灵活的测试面板构建、易用的测试数据收集分析、丰富的接口配置（包括MIL-STD-1553B、ARINC429、CAN、A/D、D/A、DI/DO、RS232/RS422、RELAY、以太网及非标准接口）等技术特征，可在短时间内快速构建灵活易用的hard-in-loop的半实物仿真测试环境，进行自动、实时、闭环、非侵入式的系统级测试与验证，支持功能测试、性能测试、接口测试、强度测试、异常测试、余量测试、可靠性测试等多种测试类型，可有效发现软件、硬件或系统等不同层面的缺陷。 通过构建自动化的、实时的仿真测试环境，可有效提高嵌入式软件测试的效率；而且通用嵌入式软件仿真测试环境由于具有良好的通用性，可以在短时间内构建出针对不同测试对象的测试环境，节省时间与成本。