作为被公认为最复杂制造过程之一的半导体制造过程，其调度与控制是影响企业竞 争力的关键因素。半导体制造调 度介 于生产计划和设备控制之间，是 在满 足约束限制下，通过合理分配资 源来 优化各生产性能指标。针对我国 目前 多数半导体企业的生产管理仍 由人 工完成的现状，迫切要求提升生 产管 理的自动化，而调度与仿真软件 正是 有效支持生产管理决策的最佳 工具。 由同济大学研发的硅片制造 生产 线调度与仿真系统（TB-PSS），能够辅助管理人员进行生产调度决策，供现场操作人员参考完 成生产调度任务。 应用表明，TB-PSS 系统能够减少 带班经理交接班时间，提高工作效率； 优化瓶颈设备操作次序，提高非瓶颈 设备利用率。对提高半导体制造生产 线的管理水平具有积极的意义。

该系统采用冶金规范体系，充分满足客户个性化需求，并且以合同为主线，将一贯制质量管理理念贯穿于系统之中。通过量化管理及可视化输出提高企业管理效能，而多维度的成本分析模块为企业经营决策提供良好的数据支撑。该系统的应用可以有效提高产品质量，缩短物流周期和产品生产周期，降低库存及生产成本，提高用户的满意度，大大提高企业综合竞争力。1）产销协同管理。基于企业内统一规范的资源定义、以及产品规范定义，进行资源优化，在客户订货时对订单进行评审（含个性化需求、交货期等），并实现快速的交期应答，提高产销之间协同性，为企业实现高水平按期交货，提高服务水平；2）一体计划管理。一体化生产计划功能综合平衡铸、轧之间生产计划，形成满足订单需求、生产约束、设备约束、能源约束等的生产批量计划。批量计划以天为单位，考虑生产过程批量约束条件、工艺约束条件等；3）一体化质量管理。以冶金技术规范体系为纽带，将企业的销、产、运、存货等业务过程紧密衔接起来，并为现场管理与控制提供统一、规范生产技术指令、检验规范；同时与 QMS 相配合，形成信息丰富的制造过程质量目标、控制、实绩数据，为企业工艺/技术质量人员进一步分析质量提供信息支持，形成完整的企业质量管控 PDCA 循环；4）全程订单跟踪。订单追踪是生产管理系统的核心功能，其本质是对每一个合同的各工序在库量、封锁量、计划量、通过量、充当量、转入量、转出量、改判量等进行实时跟踪，计算合同工序欠量。根据合同工序欠量，可以确定合同状态，掌握合同进程，预测合同交货期和进行合同拖期报警。

项目获得教育部新世纪优秀人才计划、江苏省科技计划、无锡市科技计划支 持，获得 2012 年中国轻工业联合会科技进步二等奖，授权专利：车间加工设备 群加工运行优化的方法（200910031198.9）。 1、项目简介 在车间内建立有线或无线的物联网，并与 ERP、PLM 等进行数据无缝对接， 在此基础上完成以下功能： （1）将客户订单转化为生产订单，通过电子文档输入订单详细要求和图纸， 根据规则排列订单的重要程度，确定下单的净需求量。 （2）根据制造 BOM 进行生产准备，与仓库对接反馈存货数量，确定工装夹 具、原料辅料、数控程序的准备计划。 （3）编制每个生产订单的详细生产计划，确定其在每台设备上的开工完工 时间或加工顺序，对生产意外事件进行自动计划重排，用约束理论提升计划性能， 充分发挥设备效率。 （4）实时监测生产任务进度，通过条形码、射频卡(RFID)、传感器、数据 接口等自动采集生产数据和质量数据，记录实际加工过程，实现动态的计划调整。（5）根据检验规程在现场录入检验记录、触发并管理不合格品评审，进行 质量状况的统计分析。 （6）用物联网手段实现自动入库、出库、盘点等功能，自动感应货位，引 导传送设备运输。 （7）实现产品的出货管理，包括装车订单合并、装箱排列计划、质保单等 等功能的智能化生成等。 2、创新要点 数据采集方式实现了依靠数据终端双向传输数据，在加工中可以进行任意工 艺的变换和任务的改变，以及有效的跟踪和控制。实现了仓库的 RFID 感应式入 库。外协厂进入控制体系。 3、效益分析 资金需求总额 1 万元/台，对具备 10 台机床的小型车间而言，每年净提高 产值 40 万元以上 4、推广情况 无锡市安迈工程机械有限公司；无锡压缩机股份有限公司

面向海洋参数监测的“海燕”水下滑翔机，工作深度1500米，长2.2米，直径0.2米，排水量70公斤，滑翔速度0.5-1节，定深航速1-3节，采用Li离子电池和温差能作为驱动能源，全球GPS定位。成功应用于我国重大工程和海洋科学研究。其中，水下滑翔机技术、剪切流传感器技术在国内处于领先地位，已基本实现产业化。

敏捷制造是 21 世纪制造业的主要发展方向之一。本课题主要研究敏捷制造模式下制造 系统质量保证信息系统。本课题完成了质量保证信息系统总体设计；研究了系统框架构造； 作为质量保证信息系统中有关模块的原型，研究开发了质量审核系统（包括质量体系审核、 设计质量评审、工序质量审核、产品质量审核）。系统采用 Java 语言创建动态交互式 WWW 页面，通过 JDBC(Java Database Connectivity)接口访问数据库，使得系统可在任意平台 上运行，并可访问网络上各种不同的数据库。 

项目来源及背景 工业的高速发展带来了物质上的富足、人们生活水平的提高，但同时也对自然环境产生了强烈的扰动，生态指标恶化，对人类生存与健康构成威胁。其中水资源短缺形势更加严峻，世界上已有43个国家和地区缺水(占总面积的60％)，约20亿人用水紧张，10亿人饮用超标水。水体污染明显加重，水资源短缺形势严峻，生态指标逐渐恶化。在20世纪世界人口增加了近3倍，淡水消耗量增加了6倍，其中工业用水增加了26倍，而水资源总量基本保持不变，结果使得人均占有水量急剧下降， 20世纪末人均占有水量减至20世纪初的1/18。正如联合国环境规划署前署长穆斯塔法·拉尔巴所说的那样，水资源短缺将成为21世纪最关键的问题。 钢铁工业属高耗水，高污染的行业，据统计，2004年取水量约为34亿m3，2006年外排废水占全国工业废水的10%。如不采用更加有效的措施，将制约钢产量的进一步扩大（而2006年钢产量突破4亿吨），制约钢铁工业的发展。钢铁工业要实现可持续发展，必须从战略高度出发，节约用水，提高水资源利用效率。 以往，我国工业发展沿袭了发达国家的工业发展模式，尽管经济取得了很大的进步，但是“高投入、高消耗、高污染”的经济发展模式却导致了环境质量的恶化，其中水环境的恶化尤为明显。我国的水环境当前存在的主要问题有三个：一是水资源短缺；二是水污染；三是用水的极大浪费。 多年来，钢铁工业都是从末端治理的角度来处理废水，即污水处理达标后排放，甚至到目前仍有很多企业只看经济效益，未达标即排放，对生态环境造成了不可挽回的影响。随着经济的飞速发展，钢铁企业的大干快上，钢铁工业的废水排放量还要增加，水资源短缺和水质恶化已成为制约钢铁工业发展、破坏生态环境、影响人们生活和身体健康的突出问题。在现有水资源严重短缺的形势下，如果我们既想保持钢铁工业的高速发展，又想节约水资源，把生产对环境的影响降低到最低限度，那我们只有在同样多的，甚至更少的水资源的基础上获得更多的产品和服务。因此，钢铁工业必须从战略高度出发，开发潜力，节约用水。 我国本属资源性缺水国家，长期的重效益、轻环保使得随经济的高速发展带来的后患越来越凸现出来，为此，《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要》提出了“十一五”期间：单位国内生产总值能耗降低20%左右；主要污染物排放总量减少10%的约束性指标。《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）：第二重点领域“水和矿产资源”中的第七优先主题综合节水提出了“重点研究开发工业用水循环利用技术和节水型生产工艺”；第五重点领域“制造业”提出的发展思路是积极发展绿色制造，形成高效、节能、环保和可循环的新型制造工艺。 本项目以工业生态学理论为依据，提出“钢铁工业用水生态化治理”这一概念，指出钢铁工业用水生态化治理就是遵从循环经济的3R原则，在企业（分厂）内部、企业（分厂）之间及社会三个层面进行研究，将源头减量化、过程再循环及末端治理再利用结合起来，以整体性原理为指导，在生态系统水平上进行污水的治理与回用，实现钢铁工业水资源利用的“最大化”、污染物排放的“最小化”。这是实现钢铁工业生态化转向的必然选择，也是建设资源节约型、环境友好型社会的必经之路。 项目基本工艺、技术特点及技术指标 （1）项目基本工艺及关键技术 在现有条件下，根据可靠性原则，开发使用绿色环保型水处理药剂。 高效、绿色的阻垢、缓蚀剂 低毒、高效复合絮凝剂 采用絮凝——生物滤料吸附技术，以废治废，高效除油，回收油品。 应用水夹点技术，辅以高效、绿色水处理技术，合理串接，最大限度地利用二次水资源，实现钢铁工业用水的“生态化”治理。 （2）技术特点 引入生态化治理新思路，对钢铁工业用水实行从摇篮到坟墓整个生命周期的控制； 高效、绿色阻垢缓蚀技术处理循环冷却水，在提高浓缩倍数，降低新水消耗的同时，最大限度地避免传统技术所带来的二次污染问题； 高效絮凝配合高效阻垢缓蚀技术处理钢铁工业浊环水，实现100%回用； 应用高效絮凝——生物吸附过滤技术处理并回用钢铁行业中的含油废水，改善处理效果实现无废水排放，同时回收油品，一举多得； 将水夹点技术应用于钢铁工业水处理与回用过程中，采用循环链接技术，逐级合理串接回用二次水源以达到钢铁工业用水的“生态化”治理。 （3）技术指标 确定合理浓缩倍数值为3.0～4.0，对于易实现废水合理串接与回用系统按下限控制； 工业水重复利用率≥98%； 吨钢新水耗量减少10%～30%； 废水外派量减少10%～30%； 废水处理率100%； 废水处理废水达标率100%； 废水外排废水达标率100%。

日照钢铁控股集团有限公司（以下简称日钢集团）坐落于日照市岚山区，有着得天独厚的区位优势，东临黄海，南距岚桥港5公里、岚山港6.7公里，东北距日照港40公里，拥有从原材料进口到成品外贸输出的全流程贯通港口——岚北港。自2003年成立以来，企业始终保持“日钢速度”跨越式发展，已连续十四年跻身中国企业500强，连续五年稳居全国钢铁企业竞争力极强第一梯队企业；荣获“2020年中国卓越钢铁企业品牌”“钢铁行业改革开放40周年功勋企业”“山东省‘十强’产业集群领军企业”“2019年度山东省新材料领军企业”“山东省制造业高端品牌培育企业”“山东省新跨越民营企业”等荣誉称号。 日钢集团主营产品包括热轧卷板、热轧薄板、冷成型板、酸洗薄板、镀锌薄板、型钢等，是目前全球极具规模的ESP产品生产、加工基地，精品钢材占80%以上，产品荣获中钢协金杯奖、山东省名牌、山东省著名商标、山东省知名品牌等荣誉称号。2020年实现销售收入805亿元，净利润100亿元，连续十三年居日照市纳税榜榜首, 荣获日照唯一“经济发展功勋企业”称号。 迈进新时代，开启新征程，日钢集团将不忘创业初心、提振发展信心、增强创新决心，全面贯彻新发展理念，加快推进钢铁产业基地化、绿色化、品质化，全面提升综合竞争力，为中国钢铁行业高质量发展贡献日钢力量

制造执行管理系统(MES)是面向车间内部的管理系统，而且在企业范围的信息集成中起着承上启下的关键作用。作为面向工厂的管理系统，MES通过生产计划、生产调度、库存管理、质量管理、设备管理、物料跟踪等系统功能，对产品订单、质量、设备、资源等进行全面的动态管理；作为将ERP等业务系统与生产设备的控制系统相连接的神经系统，MES将来自ERP系统的计划信息转化为指令下发到过程控制系统，并从过程控制系统中获得生产实绩数据，向ERP系统及时地提供生产实际状况信息。 我们自2000年开始致力于钢铁企业MES的科研开发和系统应用，目前可以提供包括订单和库存匹配、交货期承诺、生产订单管理、生产计划管理、生产作业排序、动态生产调度、质量管理、物料跟踪、成品库管理、预防性设备维护、轧辊和机架等热工具管理、生产工艺管理、数据分析管理、对外接口等功能的制造执行系统（MES）综合解决方案。

依托学校与烟台拓伟智能科技股份有限公司联合北京理工大学、中国科学院电子所、北京京仪自动化研究总院共建的烟台智能技术应用联合创新研究院，开发了系列具有自主知识产权的智能机器人产品和智能制造系统，其中“4-6自由度关节型工业机器人”可负载7kg-200kg；自主视觉引导+二维码定位的AGV，两轮差动、麦克纳姆轮全向，可负载20kg-2000kg。利用自主研发的全向无轨堆垛机、AGV、工业机器人等，在自主研发MES、车管调度、WMS系统监控下完成一系列智能制造和组装，打造了“汽车制动油泵壳体智能制造系统”“智能精密铸造工厂”等一批系统集成示范项目。 为服务烟台苹果产业高质量发展，研究院制定了烟台红富士苹果等级分选省级标准，研发了无损伤智能分选与包装及冷风库智能监管系统、该系统包括智能信息采集与分级子系统、智能输送调度子系统、苹果排面子系统、机器人智能装箱子系统，整线状态监测与数据库子系统。该系统采用人工智能及深度学习技术，有效结合近红外光谱与计算机视觉技术，完成苹果糖度、色泽、果形、霉心病、果锈、重量等21项指标检测，根据检测结果和新的分级标准，对苹果重新进行分类分级，检测准确率达到95%以上，分选效率2个/秒，磕碰率控制在1%以下，装箱速度达到1个/秒。通过该系统，开展苹果大数据信息采集工作，建立种植-加工-储存-销售全链条标准化苹果大数据综合运营平台，现从苹果单一价值到资源价值的跨越，从而促进苹果产业转型升级，高质量发展。

成果 针对近年来我国数控机床数量大幅增加，但数控机床的功能和利用率得不到充分发挥的现状，研发了具有操作简单、功能适用等特点的面向制造业的数控加工仿真系统。 成果先后获得陕西省教育厅产业化中试、西安市碑林区科技局等项目的资助，通过了陕西省教育厅和碑林区科技局的验收， 获得了中华人民共和国国家版权局颁发的软件著作权 ，并在西安煤矿机械有限公司、陕西华拓科技有限公司、 中国人民解放军第 5702 厂得到应用。