我国钢铁工业调整升级规划提出了促进创新发展、坚持绿色发展、推动智能制造的指导思想，实现我国钢铁工业转型升级。因此，开展高品质钢的智能制造相关技术的研究非常必要。冶金反应器内存在着复杂化学反应和物理过程，存在高温不可视的特点。本项目开发的高品质钢生产过程仿真模型可以准确地在线了解精炼和连铸过程的工作状况，确保洁净度和铸坯质量的精准控制，显著提高高品质钢洁净度和铸坯质量的稳定性和可靠性。建立的模型适用于不同钢铁企业、不同钢种、不同生产流程、不同冶金设备。因此，高品质钢冶炼过程仿真技术在钢铁冶金领域的应用前景十分广阔。（1）建立了铁水预处理脱硫模型。根据铁水包和相应搅拌器的尺寸得出几何模型，对于铁水包内 KR 脱硫过程进行数值模拟计算，包括 KR 搅拌过程中铁水包内速度分布、铁水漩涡面深度、氧化钙粒子的运动、分布和不同参数下的铁水脱硫效果。应用本研究开发的 KR 脱硫过程模型可以应用指导和提升现场生产过程 KR 反应器内的脱硫速率。（2）建立了转炉炼钢模型。根据钢水重量、氧气位置、相应转炉几何尺寸得出数学模型，实现对转炉内流场、速度场和温度场等精准预测，同时对转炉氧枪位置、流量等参数进行优化，实现对转炉内参数的优化和控制。（3）建立了吹氩过程合金化模型。合金化模型考虑了合金粒子的加入、运动、熔化和混匀的完整过程，并且通过用户定义程序（UDF），计算整个计算域内的混匀时间。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程，提升钢液成分的稳定性，优化合金化时间，降低生产成本。（4）建立了钢包吹氩过程湍流条件下夹杂物去除模型。夹杂物去除模型重点研究了湍流强度对单个气泡对夹杂物去除率的影响，考虑了气泡尺寸对其形貌的影响、气泡尾流对夹杂物的捕获等。本模型的应用可以更准确地预测实际生产钢包吹氩过程中合金混匀过程和夹杂物的气泡浮选去除，提升钢包冶炼过程中高品质钢的洁净度。（5）建立了连铸中间包中间包模型。通过自主开发 UDF 子程序，对中间包内钢液三维流场和夹杂物浓度场进行耦合计算，使用 PSG 法计算多组不同特征直径夹杂物颗粒间碰撞聚合长大过程。可以用于模拟高品质钢生产过程冶金反应器中夹杂物的碰撞、长大及去除，实现夹杂物的尺寸和数量变化的精准预测，提升精炼及中间包冶金过程高品质钢钢液洁净度。（6）建立连铸结晶器内全凝固及夹杂物运动捕捉数值模型，实现了结晶器连铸过程流场、传热凝固、磁场和夹杂物运动的耦合计算。可应用于预测整个连铸过程的流场、铸坯温度和坯壳厚度等，尤其是可以预测夹杂物在整个铸坯断面上的分布规律，提升高品质钢铸坯洁净度。

XM-819B卵子受精与胚胎发育过程模型   XM-819B卵子受精与胚胎发育过程模型由5部件组成，置于基板上，显示卵子各阶段的活动过程。 尺寸：放大，35×21×20cm 材质：PVC材料

XM-818人胚植入过程及胎膜发生模型   XM-818人胚植入过程及胎膜发生模型由15部件组成，显示受精卵开始到植入子宫内膜的过程。 尺寸：放大，25×16×22cm 材质：玻璃钢材料

XM-814足月胎儿分娩过程模型（6部件）   XM-814足月胎儿分娩过程模型由6部件组成，分别演示胎儿胎头尚浮衔接、胎儿衔接俯屈下降、胎儿继续下降与内旋转、胎儿内旋转完成开始仰伸、胎儿胎头外旋转，头先娩出、胎儿从母体娩出后，留余母体内的胎盘及部分脐带。 尺寸：自然大 材质：玻璃钢

XM-814A足月胎儿分娩过程模型   XM-814A足月胎儿分娩过程模型显示分娩过程第一、二、三产程和相关的胎儿及胎儿不同形态，以及胎儿和骨盆，子宫，产道，胎盘和脐带的关系，每个产程均有骨盆和子宫剖面以及胎儿3个部件组成。 尺寸：自然大 材质：PVC材质

XM-814足月胎儿分娩过程模型（6部件）   XM-814足月胎儿分娩过程模型由6部件组成，分别演示胎儿胎头尚浮衔接、胎儿衔接俯屈下降、胎儿继续下降与内旋转、胎儿内旋转完成开始仰伸、胎儿胎头外旋转，头先娩出、胎儿从母体娩出后，留余母体内的胎盘及部分脐带。 尺寸：自然大 材质：玻璃钢

通过发展与时间相关的破坏理论，形成了结构弱点识别技术，有效地解决了过程设备何处修与何时修的问题，从而可对高温高压大型化的现代过程工业关键设备进行预测性维修。学术水平：国际先进，国内领先经济效益：累计4亿元以上社会效益：有力地保证了设备长周期安全可靠的运行

日前，清华大学生命学院葛亮课题组在《细胞》（Cell）期刊上在线发表题为“蛋白跨膜转运调节非经典蛋白分泌”（A translocation pathway for vesicle-mediated unconventional protein secretion）的研究论文，首次报道了非经典分泌过程中的蛋白跨膜转位机制。蛋白质的分泌是细胞间信息传递的重要方式。分泌蛋白通常具有N端信号肽序列以指导新生多肽链进入内质网（endoplasmic reticulum，ER）被加工、修饰，之后被运输到高尔基体(Golgi apparatus)经过进一步的加工，最终抵达细胞质膜并被释放到细胞外，这一过程被称为经典分泌途径。近年来的研究发现，许多分泌蛋白不具有典型的信号肽序列，其分泌不依赖于ER-Golgi途径，这类分泌途径被称为非经典分泌（unconventional protein secretion, UPS）途径。直接跨质膜转位（I型）与细胞内囊泡结构介导的分泌（III型）是最主要的两种UPS途径。III型UPS中，蛋白首先进入一个囊泡载体（例如autophagosome, endosome等），然后通过膜泡运输系统被运送到细胞外。由于这类蛋白缺少信号肽，一个需要解决的关键问题就是这类UPS蛋白是如何进入囊泡载体中的。 图1. TMED10介导的蛋白质非经典分泌途径工作模型在这项研究中，研究人员鉴定出一个膜蛋白TMED10可能形成一个蛋白通道介导UPS蛋白进入囊泡结构。细胞实验发现，TMED10能够调控大量非经典分泌蛋白的分泌，包括炎症因子IL-1家族成员，galectin1和galectin3，以及小分子伴侣蛋白HSP5B。CLP诱导的败血性休克（Cecal Ligation and Puncture (CLP)-induced septic shock）小鼠模型中，TMED10髓系敲除的小鼠分泌更少的IL-1β, 进而导致更低的炎症反应与更高的存活率。进一步的研究发现，TMED10的C末端区域与分泌蛋白的一个motif的相互作用对蛋白的选择性转运与分泌非常重要。体外脂质体实验证明，TMED10直接介导UPS蛋白进入脂质体，并且这一过程依赖于蛋白质的去折叠。在细胞中，TMED10定位于ERGIC（ER-Golgi intermediate compartment）并且能够指导分泌蛋白进入这一膜性细胞器中。此外，研究还发现货物蛋白与TMED10的结合会诱导TMED10寡聚化形成蛋白通道从而介导蛋白的转位。基于这些实验数据与之前的研究成果(Zhang et al., 2015)，作者提出如图所示的TMED10介导的蛋白质非经典分泌途径（TMED10-channeled UPS , THU)工作模型（图1）。UPS蛋白在胞质分子伴侣HSP90A的帮助下去折叠并被运送到ERGIC，结合TMED10诱导其发生寡聚化形成蛋白通道，在腔内分子伴侣HSP90B1的帮助下转位进入ERGIC，之后可能通过ERGIC形成运输小泡，直接运送到细胞质膜，或进入分泌型自噬体或分泌型自噬溶酶体/MVB，分泌型自噬体又可以直接和质膜融合或首先与溶酶体融合，最终将蛋白释放到细胞外。生命学院研究员葛亮为本文的通讯作者，实验室张敏老师与生命学院博士生刘磊为本文共同第一作者。本研究受到基金委和科技部的经费资助。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.03.031

内容介绍： 釆用电液比例控制及计算机控制技术，实现焊接过程中主轴转速、轴 向压力（摩擦压力、顶锻压力）的闭环控制，滑台运动速度的开环控制， 可实时显示焊接过程中主轴转速、轴向压力（摩擦压力、顶锻压力）、焊 接缩短量（滑台位移）、摩擦功率（主轴电机电流）曲线与数据，开关量 （DI、DO）状态，可列表显示、回放、打印、存储与调用所有参数及曲线， 进行焊接方式控制。

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。