成果简介在钢铁企业规模快速发展的同时， 大量备件的消耗给资源、 能源造成巨大浪费， 而市场竞争的日趋激烈又给降低生产成本带来巨大压力。 经验证明， 应用表面技术在实现备件长寿化方面显现出卓越的功效。 超音速喷涂产品涂层具有硬度高、 涂层孔隙率小、 涂层结合强度高、 涂层无分层现象以及涂层表面粗糙度低等优点， 代表着当前表面技术应用方面国际先进水平。 该项目的投建， 将可对冷轧生产线镀锌池内的沉没辊和稳定辊， 连退炉中的高中低温段炉辊， 张力辊、 纠偏辊、 转向辊等各种工艺辊以及板坯连铸

（一）项目背景 当前，智慧教育具有智能导学、精准推荐、定制辅导、精细评价等特点，已成为国际国内教育信息化发展的趋势。智慧教育的研究主要聚焦于智慧学习环境建设的研究、智能技术支持下的智慧教学研究和机器学习技术支持下的个性化学习研究。智慧教育的出现极大地促进了当前教育中学习空间的重构。在“学习空间”之前，人们通常使用“教学空间”来指代这种场所，将有教学活动的场所均称作教学空间。随着人们对学习过程的理解变化、智慧教育的快速发展以及人们对非正式学习的重视，学习空间逐渐由单一的物理教学空间向包含物理空间、网络空间、移动空间的多元学习空间转变。多元学习空间的提出虽然更多地体现出了“以学生为中心”的倾向，但如何具体衡量多元学习空间对学生学习效果的影响是评价多元学习空间的重要步骤。同时，在多元学习空间具体构建时，面对空间中来源不同、结构多样、数量庞大的多模数据如何进行处理存储、并在保证数据有效性的前提下对教育数据进行隐私保护是多元学习空间需要解决的另一个难点。 （二）项目简介 本项目主要目标是针对信息技术支撑下学习空间多元化、场景复杂、需求多样化，学习者及学习行为呈现出新的特点和规律，研究多元学习空间中学习行为数据化关键技术，构建“云-边缘-物联网”架构的多模态数据存储与处理平台，实现混合式学习环境下学习行为智能感知和数据化，优化学习行为模型，基于实际应用与不同学习目标函数及内容，建立可重复、可预测、可验证的对比数据集，为数据驱动的智慧教育生态构建和教育应用提供核心技术与数据支撑。 （三）关键技术 我们面向智慧教育中准确认知学生的学习状态和行为的大数据需求提出研究方案。本项目实施方案涉及教育学、物联网、云计算、人工智能、隐私保护等多个领域，主要技术路线如图所示： 图 1 技术路线图 其中，项目包括的关键技术主要有以下三点： 1.基于物联网的多模态数据实时智能感知和多时间域数据采集技术 该技术针对学习状态的数据化、特征参数量化问题，设计能够采集多 重学习空间下的智能数据感知物联网系统。主要技术难点在于抽样频率与 识别准确度的平衡、人机交互的变化规律等全新科学问题。 2.学习状态多模态数据解析和智能处理技术 利用智能感知物联网采集实时性的原始学习状态数据，包括面部表情、 脑电信号、头部姿态、交互行为等原始数据，这些数据具有数据量大、模 态多、冗余度高等特点，需要通过智能化的预处理方法转换成可以量化的 状态数据。 3.多层次数据差分隐私保护技术 学习行为数据是学习者被动采集的多方面行为数据，受到日益增长的 具有争议性的数据伦理的制约。该项技术通过数据隐私保护机制实现数据 多层次化的差分隐私安全算法；在保证学习者最大数据隐私性的前提下， 研究满足学习行为分析所需要的数据颗粒度。

率先对表面大应力应变剧烈形变方法及其应力场和温度场分布规律进行研究，发明了表面大应力剧烈变形诱导合金化方法，为提高合金化程度和合金化深度提供试验基础，并揭示表面剧烈变形过程中温度场分布规律。在此基础上，建立了强热力耦合作用下梯度微纳组织结构的稳定化机理，并构筑梯度微纳组织结构合金化理论与方法，实现有效提升梯度微纳组织结构的稳定性，并优化表面组织性能，突破了现有梯度微纳组织结构稳定化理论与方法中强韧性不匹配问题。

以地下水系统方法为指导，采用信息技术、水文地质试验与数值模拟相结合方法，通过理论计算、室内测试与现场试验，系统开展灰岩底板水在不同方案下开采疏放与开采底板破坏模拟，以及突水水源判别与灰岩地下水管理模型研究，从而为承压水的疏水降压、水资源保护提供技术支撑，也为实现深部煤层（如淮南 A 组煤层）安全开采提供科学依据。 （1）通过放水试验查明矿区范围内水文地质条件，综合分析断层导、隔水性及含水层之间水力联系；结合探测成果，利用数值模拟方法，计算疏放含水层参数，为模拟多种方案下承压水防治提供理论与技术依据； （2）采用岩石物理力学实验、岩石质量指标统计、岩石试件和原位波速测试等多种方法，研究了底板岩体结构的差异性，为底板岩层阻隔水能力评价提供依据； （3）建立了水岩耦合数值模型，模拟承压含水层煤层回采过程中底板及灰岩含水层应力场与渗流场变化特征，获得了底板采动效应特征，揭示了工作面底板岩体结构在采动过程中的水压效应对岩体结构破坏作用； （4）建立了承压水下开采的地下水管理模型，以放水量最小为目标，以满足区块安全水压值为约束条件，达到既疏放排水与安全开采，同时又保护地下水资源； （5）建立矿山多水源突水的水质判别模型，实现快速辨别突水的水源问题。

"本项目致力于热成形设计与制造数字化仿真解决方案，聚焦前沿仿真技术，旨在形成自主可控的国产化工业软件。目前已在焊接、增材制造、热处理、铸造、电子封装等热成形制造工艺的基础理论和仿真软件研发方面取得了系列成果,推出了我国亟需的20多套大型工业软件，具备全部自主知识产权, 部分打破国外垄断, 为包括中航工业，中船重工，中国兵器等在内的国内外数百家企业提供了产品和技术服务。本团队依托材料成形与模具技术国家重点实验室和国家数字化设计与制造创新中心等国家级平台，是我国为数不多的拥有工业软件概念设计、理论攻关、技术突破、代码编写与系统集成能力的研发团队, 综合实力位居国内前列。 "

高效节能节水冷却设备设计及性能测试技术（多项专利技术及设计软件著作权）

超级电容器也称为电化学电容器，其基本原理是通过正负极上的静电荷的积聚与释放来储存电能的，主要特点是在充放电过程中没有明显的相变，因此理论上来说其充放电寿命是无限次。超级电容器作为一种无污染的新型储能装置，比传统电容器容量大100倍左右，与二次电池相比，则具有比功率高（1 kW/kg～10kW/kg）、 大电流快速充电（0.3～30s）、  使用温度范围宽（－40°C～＋70℃）、 循环使用寿命长（10万次）、真正免维护等特点，是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件。超级电容器（Supercapacitor）现在有不同的称呼，有电化学电容器（Electrochemical Capacitor，EC），超大容量电容器（Ultracapacitor），双电层电容器（Electric double layer capacitor，EDLC），以及金电容（Gold capacitor）等。

超级电容器也称为电化学电容器，其基本原理是通过正负极上的静电荷的积聚与释放来储存电能的，主要特点是在充放电过程中没有明显的相变，因此理论上来说其充放电寿命是无限次。超级电容器作为一种无污染的新型储能装置，比传统电容器容量大 100 倍左右，与二次电池相比，则具有比功率高（1 kW/kg～10kW/kg）、 大电流快速充电（0.3～30s）、 使用温度范围宽（－40°C～＋70℃）、 循环使用寿命长（10 万次）、真正免维护等特点，是一种介于传统静电电容器和化学电源之间的新型储能元件。超级电容器（Supercapacitor）现在有不同的称呼，有电化学电容器（Electrochemical Capacitor，EC），超大容量电容器（Ultracapacitor），双电层电容器（Electric double layer capacitor，EDLC），以及金电容（Gold capacitor）等。

2017年国家科技进步二等奖 我国刀具消耗全球第一，但高效刀具长期依赖进口，难以满足加工成本进一步降低和重大装备研制国产化水平进一步提高的要求，实现高效切削刀具国产化的需求已迫在眉睫。针对高效切削刀具国产化过程中面临的挑战，构建了刀具形性协同设计技术体系；突破刀具材料-结构-性能一体化协同制备关键技术，发明形性可控的微纳复合金刚石涂层刀具制备新技术；提出复杂型线高速钢刀具高效精密成形新方法；发明重载高效切削超硬刀具刃口成形新技术。开发出金刚石涂层刀具、复杂型线高速钢刀具和超硬刀具等系列化产品与高效切削应用数据库系统，在高端装备制造业中规模化应用。 金刚石涂层技术填补了国内空白，在国内已建立自主知识产权的金刚石涂层刀具生产线，研制出系列化金刚石涂层刀具，通过中国商飞工艺认定；还批量应用于成飞多机型和航天一院型号产品研制，替代进口，保障了重大装备研制技术安全。复杂型线高速钢组合拉刀为国内首台套，国家重点新产品，主要性能指标优于国际同类产品。开发的系列组合拉刀和轮槽铣刀，打破了国外垄断，为我国三大汽轮机厂重点新产品研制提供刀具技术。相关成果还应用于上飞波音737平尾梁缘条生产线、宝钢管螺纹生产线和通用汽车发动机缸盖生产线。研究成果对促进我国刀具行业科技进步作用显著；对企业降本增效作用显著，促进了高端制造业可持续发展。 项目获授权发明专利40项，标准80项，软件著作权9项，出版著作4部，SCI/EI收录论文301篇，荣获2017年度国家科技进步二等奖。 金刚石涂层刀具 金刚石涂层刀具 金刚石涂层刀具应用（C919部装现场） 汽轮机转子轮槽铣刀 燃气轮机转子轮槽拉刀 燃气轮机转子轮槽拉刀应用现场 汽轮机转子轮槽铣刀应用现场