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[成果] 1900120088 吉林
C819 基础研究 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目为了提升平台处理大数据的速度,对统计算法中的图模型的参数估计和模型选择问题进行了研究。基于云平台的参数估计问题给出了基于团集分组策略求高斯图模型和层次模型参数估计的IPSP算法,为云平台上的大数据处理降低计算次数,提高处理数据的速度。 证明了算法得到的解与传统的IPS算法的解相同; 利用模拟退火求近似最优团分组,进而使复杂度降到近似最低; 讨论了分组策略与连接树(junction tree)策略的关系,并给出了两者结合的IPSMP和IPSP-JT,进一步降低复杂度; 通过模拟发现,对于高维模型IPSP比IPS计算速度快近10倍,IPSP可以计算含6,000多个变量的图模型的极大似然估计,而IPS仅可以计算200个变量模型的估计;进一步,IPSMP和IPSP-JT比IPSP的速度还要快,但需要大量内存; 分析了6,320个基因的微阵列数据,利用IPSP求解极大似然估计,度量基因间的条件相关性。
[成果] 1900120005 北京
TU984.113 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:随着城市规模的快速扩张,大量的人工建筑代替了原有的自然下垫面,造成了城市局地气候的显著变化,其中近地层风场的变化是城市化影响局地气候的一个重要方面。建筑物的存在增加了城市下垫面的粗糙度,降低了城市街区内部的空气流通效率,恶化了城市局部地区的通风环境,增强了城市热岛效应。当前城市通风已成为城市建设和规划中必不可少考虑的重要环境因素,其在缓解城市热岛效应、降低建筑物能耗以及提高城市居民宜居性方面起着不可忽视的作用。合理的城市通风廊道构建对于确保城市局地空气流通、加快城乡空气交换有着重要的作用,进而能达到降低城市热岛效应、提高人体舒适感的效果。 通过对典型通风廊道内和邻近廊道的站点风速、气温和相对湿度等气象观测要素对比分析,虽然站点观测结果受局地下垫面和周边观测环境的影响,但一定程度上仍可通过观测数据定量评估通风廊道的气象环境效应。 开展了针对廊道气象环境效应的现场观测,选择典型区域进行通风廊道效果的同步对比观测,表明通风廊道在气温较高或热岛较强时有明显的降温作用,可以缓解城市热岛;在中小风速条件下,廊道能明显增加局地风速,而在静风或接近静风时,廊道的增风作用则不太显著。 通过CFD模拟通风廊道内不同建筑布局方式对建筑区内部和廊道下游风速影响,得到以下主要结论:随着建筑高度增高,对下游影响距离明显增加;距离地面越远,影响程度有所下降;考虑对廊道下游风环境影响,同样容积率条件下,建筑区布局呈“迎风口大、背风口小”的喇叭口特征或适度集中布局,则建筑区内部和下游的风环境相对较好,对廊道的阻挡作用有所减弱。
[成果] 1900120004 北京
TU991.14 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:近年来,城市内涝问题引起了政府和大众的普遍关注,其不仅仅是单一的排水不畅、地下管网不合理的问题,而是城市在开发的过程中忽视了生态,使其失去了弹性。要解决当前的城市内涝等生态环境问题,必须了解生态系统的复杂性。复杂性科学研究中一个具有重要意义的“弹性”或“可塑性”概念极具现实意义。海绵城市建设是近年来我国在城镇开发建设中大力倡导的新模式,海绵城市会更好地利用绿地、自流和净化雨水,一方面补充了地下水,另一方面也让土地和地表生命植被得到了很好的发展。 基于径流总量控制的城市雨水系统研究。基于低影响开发理念,理想的径流总量控制目标应以恢复城市开发前自然水文循环为标准,此外,还应充分考虑复杂多样的气候与地形地貌特征,雨水工程设施对城市绿地空间的需求,不同地区特殊的雨水控制需求等的影响。城市生态空间及变化研究。 基于海绵城市的气候承载力研究。本课题从气候资源现状(降雨特征)、生态环境状态(生态空间)和下垫面建设情况3个基本要素层出发,构建北京地区基于海绵城市建设的气候承载力评估指标体系,对当前北京地区的气候承载力(climatic carrying capacity,CCC)进行分级评估,并对北京地区气候承载力的区域差异及其主要限制因子进行了分析。
[成果] 1900120048 河南
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目主要从原子层次和电子结构方面研究不同的修饰方式对石墨烯的结构稳定性和表面反应活性的作用机理。一方面通过优化构型的原子间距、键长、能带结构、电荷分布和电子态密度等方面性质分析获取体系的原子/电子结构、磁性变化和成键信息,从而对金属、非金属原子掺杂或含氧官能团修饰石墨烯体系的原子/电子结构特性进行研究;另一方面通过观察NH3、SO2、HCN和NO等多种有毒气体分子在石墨烯表面的吸附,引起体系表面结构和电子特性的变化从而改性石墨烯作为气敏材料。该项目的开展取得了多项创新性成果,为改性石墨烯碳基纳米材料在电子、气敏和催化等方面的应用价值提供了理论依据和有效的数据参考。 石墨烯负载单个原子的形成机理与催化特性:寻求具有特殊物性的碳基金属复合功能材料一直是研究领域的热点之一。在此研究基础之上又对石墨烯负载的非贵金属原子(Co、Al、Zn和Ni)体系的稳定结构和催化活性进行了系统的研究,发现掺杂的Co和Ni原子具有极高的稳定性,相比石墨烯纳米带边缘的影响,空位缺陷的结构更有利于金属原子的束缚。 有毒气体分子在改性石墨烯表面的吸附特性:针对石墨烯中碳原子的化学惰性强,气体分子吸附能较小的问题。通过前期的研究经验,发现单个空位缺陷结构的石墨烯能够极大的增强对金属Co原子的束缚作用。
[成果] 1900120063 山西
TP181 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目利用统计学习与机器学习等方法,针对MEMS传感器信息融合与处理技术和模式识别进行研究,属于数理科学在信息、仪器科学等学科中的交叉问题。针对微悬臂梁力学特性、多传感器的数据融合、MEMS水听器信号处理、超声信号缺陷分类识别以及优化算法等方面进行了较系统的研究工作,取得了一系列研究成果,丰富了该领域的理论成果和数学研究方法,对数理学科在信息科学等学科交叉问题中的应用具有重要的理论意义和实用价值。 通过对电容式MEMS微型加速度计失效分析,利用统计方法、人工神经网络方法等机器学习方法,以信号处理技术与神经网络理论为基础,结合数学统计和各项失效分析技术,建立了失效模式分类模型。 在模式识别研究方面,应用主成分分析(PCA)、径向小波神经网络、学习向量量化神经网络(LVQ)、自组织神经网络(SOM)、支持向量机(SVM)以及贝叶斯判别等机器学习方法在字符识别、激光超声缺陷信号检测等领域做了模式识别分析研究,提出了基于自生成圆盘细胞分裂算法的径向小波网络模型,实现字符识别。 作为项目研究方法支撑,针对粒子群优化算法(PSO)以及小波神经网络、K-均值聚类算法的自身缺陷做了相应的改进,并用改进后的优化算法优化了RBF网络、SVM等模型的参数,通过实验验证了参数优化后的模型的优越性能。
[成果] 1900120079 黑龙江
TK81 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:随着大规模风电并网风电场容量和数量的增加,其输出功率的波动性和间歇性将给电力系统的安全稳定运行带来巨大挑战。风电场动态等值建模理论与方法和风电场的智能控制策略已成为亟待解决的基础性和应用性研究课题。因此,课题组针对风电场等值模型精度以及对环境因素变化导致风电机组难以较好运行的难题,提出了基于多因素差异的风电机组最大功率跟踪控制技术和风电场分群等值建模方法。 考虑多因素差异的风电场/风电机组优化智能控制技术。考虑温度和湿度发生变化时,空气密度也会变化,在风电机组最大功率跟踪控制中考虑了环境因素的影响,给出了最优功率曲线修正系数K。当温度小于等于30℃时,不考虑湿度的影响,给出修正系数计算方法和公式;当温度大于30℃时,同时考虑温度和湿度的影响,给出相应的修正系数的计算方法。算法如图1所示。 为验证方法的有效性,项目合作单位许昌许继风电科技有限公司已将该方法应用到风机MPPT的实际控制中,并正在国家风光储输(张北)示范风电场进行测试。测试共分2个阶段,第一阶段测试时间为2016年2月29日到2016年11月22日,风机采用原有MPPT控制方法;第二阶段测试时间为2016年11月23日到2017年3月2日。风机采用本文提出的MPPT控制方法,通过数理统计分别绘制出对应的风机功率曲线,如图2所示。
[成果] 1900120080 云南
C916 基础研究 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:社区是社会网络普遍具有的一种结构特性,许多网络都是由若干个社区构成的。同属于一个社区的用户更有可能具有相似的兴趣或行为模式,因此社区在一定程度上反映了用户自发、无序行为背后的局部弱规则性和全局有序性。社区发现能够使人们从中观尺度来度量网络,并从中分析信息的传播规律,挖掘信息的利用价值。由于社会网络规模庞大,关系复杂,因此研究自动的社区发现与分析技术至关重要。 将社区发现问题形式化为博弈论中联盟的形成过程,提出了基于联盟博弈理论的社区检测方法来识别社会网络中的重叠和层次社区。 提出了一种度量社区划分质量的新指标——MC模块度,用于检测社区大小差异较大的社区结构。 系统地介绍了空间并置模式挖掘技术的理论和方法,基于可能世界模型定义了Top-k概率频繁空间并置模式挖掘的概念,提出了Top-k概率频繁空间并置模式及空间并置模式的增量挖掘算法。 针对现实应用中,不确定数据的概率分布可能不精确甚至缺失的现象,提出了不确定性对象区间概率的定义及计算方式,扩展了点概率参数的朴素贝叶斯分类为区间概率参数的朴素贝叶斯分类。
[成果] 1900120056 北京
V415.1 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:该项目打破传统卫星分系统独立式的设计模式,提出了为遥感载荷增加“眼睛”和“大脑”的一体化智能载荷研究思路,即在传统分米级遥感相机的基础上增加天文、惯性、卫星导航测量敏感单元和成像策略与信息实时处理单元,形成一体化的智能载荷。提出了载荷与测量一体化建造与标定模型,减少误差传递,实现精确的成像控制和高清晰的成像效果。 提出实时定姿定位高精度智能载荷一体化设计方法,实现智能载荷光机电热系统全局理想配置。提出以卫星本体为中心的空间杂散光姿态球理论,实现面向任务的光学配置优化,建立了一体化智能遥感载荷新模式。 提出了天文星图姿态、惯性陀螺角速度与卫星GPS/北斗位置三位一体的实时定姿定位系统,解决高动态成像下图像定位准确性难题。提出以高动态MEMS陀螺为参考的天文微弱信号探测方法,解决卫星快速机动、敏捷遥感、灵巧成像等过程中精确姿态获取的难题。提出基于自适应阈值的强杂光恒星信号高精度提取方法,解决了单一传感器无法实现星、日、月、地一体化感知与测量的技术难题,实现了复杂工况下全天候成像和目标准确定位。 提出了姿态敏感器与遥感载荷一体化的智能识别与测量技术,以遥感相机的恒星成像为目标参考,实现了遥感系统对空间目标0.03角秒极高精度指向。提出基于遥感图像识别的精密配准与姿态测量方法,实现在轨1,000,Hz、亚角秒级卫星颤振测量。提出一种空间合作/非合作目标异步编码采样的自主探测与智能识别方法,实现了30,km内空间目标分米级定位,并应用于我国月球背面超长波编队飞行探测任务中。
[成果] 1900120038 北京
TB383 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2019
成果简介:纳米材料在生物体内会吸附蛋白分子,形成纳米颗粒-蛋白冠(nanoparticle-protein corona),简称“纳米蛋白冠”。纳米材料表面发生的这类“生物转化”,以相当不可预测的方式调节其化学生物学性质、药理学活性、毒理学性质及其生物医学功能。“纳米蛋白冠”的形成和机制,成为纳米化学与生物医学交叉的诸多领域所关注的重大基础科学前沿问题。近年来,Science和Nature子刊多次讨论纳米材料与体内蛋白质分子的相互作用问题。深入理解其基本结构及其化学生物学行为,成为纳米材料生物医学应用的关键瓶颈。 开拓与发展了纳米材料与蛋白质分子相互作用的研究方法,提出了碳纳米材料与金属纳米材料“纳米蛋白冠”的形成机制。 揭示了“纳米蛋白冠”影响纳米材料生物学特性的重要规律;并提出了利用内源性血清白蛋白修饰纳米材料,调控其生物学行为的新思路。 建立了降低血液蛋白对纳米材料调理作用的方法,据此提出了增强其诊疗一体化功能的新策略。
[成果] 1900120016 江苏
TN304.055 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:有机小分子半导体器件制作过程分为薄膜和器件制作及表征两个方面。真空沉积是其常用的薄膜制备技术。所谓真空沉积,是将分子材料安装在容器中,通过加热使分子源材料温度高于其升华点或蒸发点,进而使分子脱离容器并定向喷射向衬底表面并形成薄膜的过程。 该项目创新在于开发新型核心部件即任意安装角度蒸发源和超长工作距离显微镜,在此基础上系统集成真空沉积系统,研制集原位形貌、光学和电学实时测量于一体的设备,解决有机小分子半导体薄膜沉积与表征在环境、时间和区域上分离的难题,实现真空内功能薄膜沉积、表征与器件制作的工作站。 为了实现与其他检测设备集成的空间问题,该项目采用全新的真空沉积结构,即将样品台置于蒸发源下方。但是,所有的商业化蒸发源的蒸发口都必须朝上,否则,所蒸发材料以及坩埚将从蒸发源中掉出。因此开发任意安装角度蒸发源是本项目的基础之一。 考虑到有机材料对环境的敏感性,该项目我们选择光学的技术来实现实时原位监测薄膜生长过程。为了实现沉积的原位监测,该项目解决了光学显微镜分辨率和工作距离不能兼顾的难题,自主开发了1微米分辨率和10厘米工作距离的显微镜,安装于真空腔观察窗外部。此设计还可以配合移动样品台对微结构的微区光学性质进行测量以及整个样品的光学性能进行大面积绘图测试。 该研制系统最后将把蒸发源控温系统、样品台的三维移动操作、形貌观察、电学测量以及光学测量通过自主开发的软件集成在一台电脑上。软件将通过多窗口显示的方式同时显示各种信号,达到即时对比的要求。
[成果] 1900120025 北京
TN201 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:该项目围绕“量子调控与量子信息”专项指南“量子结构及量子效应器件”提出“半导体复合量子结构的量子输运机理及量子器件研究”,聚焦半导体固态量子结构的量子晶体管和光量子器件研究,围绕关键科学问题:低维与三维耦合半导体复合量子结构中载流子在光电磁微波场下的量子输运及操控;光电转换与效率优化;准粒子态与光子电子关联量子态的精密表征,突破理论设计、材料制备和器件研制关键难题,建立量子态精密表征测量先进平台,实现固态量子晶体管和光量子器件功能演示。 研究复合量子结构的输运理论和亚10,nm精度制备技术。输运量子态多场调控效应与量子晶体管。集成量子结构制备基量子光源器件。关联量子态相干精密测试与光量子计算演示。
[成果] 1900120036 上海
TN37 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 电子器件制造] 公布年份:2019
成果简介:热电转换作为一种新兴的清洁能源技术,利用半导体材料直接将热能与电能进行相互转换,不仅可以提高能量的使用效率、降低石化能源的消费比重,而且可以减少二氧化碳的排放,达到保护环境的目的,相关研究在国际上吸引了广泛关注。有效地提高热电材料性能并获得高效热电器件已成为热电转换技术工业应用的关键。而这需要国内外科研机构的通力合作解决从材料到器件的一系列关键问题。美国橡树岭国家实验室和加州理工大学具有多年热电材料研究经验,在原子分子层次上的理论研究、高品质热电材料的设计与制备、材料微观尺度上的精细表征以及宏观物理性能的精确测量等方面作出了一系列原创性成果,整体水平世界领先;该项目的研究涉及新能源材料与技术,有望为汽车尾气废热、工业余废热的高效利用发挥不可替代的作用,符合国家战略需求。 新型高性能热电材料与器件的合作研究,从原子分子层次、纳米微米尺度、以及宏观尺度上研究材料的微观结构对热电性能的影响;深刻理解材料中局域晶体结构/电子结构/振动特性变化与电热输运性能之间关系及其规律性;理解热电材料中电热协同输运的微观机制和基本规律,开展新型热电化合物与复合材料的微观结构设计与制备,获得新型高性能热电材料。以研究的新材料为基础,开发出高能量转换效率的热电器件与系统,并研究材料与器件的长期工作稳定性、机械性能、界面等对热电器件性能的影响,获得高效热电器件,并初步形成热电器件批量制备能力。
[成果] 1900120028 陕西
R318.08 基础研究 [工程和技术研究与试验发展, 医疗仪器设备及器械制造] 公布年份:2019
成果简介:该项目在CF表面构筑均匀致密、厚度形貌可控的高温烧结保护SiC、纳米生物活性HA功能涂层,制备可控排布CF在HA复合材料。有效解决CF/HA复合材料制备过程中CF与HA热膨胀系数不匹配及CF的氧化损伤问题,提高CF增强HA复合材料的强度、韧性,突破其尚不能进入临床使用的瓶颈,获得具有良好生物力学性能的CF/HA人工骨材料。 CF表面厚度形貌可控烧结保护及纳米生物活性涂层的构筑。采用混合酸对CF进行改性处理,通过电化学沉积法在CF表面沉积柱状nHA生物活性涂层。同时,在CF表面制备了厚度、形貌可控的SiC烧结保护涂层。生物活性nHA涂层、烧结保护SiC涂层的有效改善了CF与HA的界面相容性、发挥了CF增强增韧效果。 CF/烧结保护-纳米生物活性涂层/HA复合材料的制备。通过增强体、基体、界面、多功能涂层“四位一体”研究过程,确立各组元与复合材料微观结构和性能之间的关系,进而获得CF/烧结保护-活性涂层对HA基体材料的强韧机理。该项目将具备多功能涂层的CF作为增强体,采用常压、热压烧结工艺成功实现了生物力学性能良好CF/HA人工骨材料的制备,突破了无涂层CF对HA基体增强作用有限的瓶颈。CF/HA复合材料的弯曲强度和断裂韧性分别达到23.4~78.4,MPa和1.43~2.59,MPa·m1/2,性能指标与人体骨(弯曲强度:50~150,MPa;断裂韧性:2~12,MPa·m1/2)相匹配。 可控排布CF/HA复合材料设计及性能优化。借助有限元软件模拟分析,结合人体骨力学性能及结构,设计可控排布CF/HA复合材料,指导实验研究,确定CF排布方式及状态等对复合材料力学性能的影响规律,实现匹配人体骨力学性能的CF/HA人工骨复合材料的制备及性能优化。通过纤维可控排布装置实现了CF单丝在微米尺度上的精准排布,并设计、构筑制备了性能优异的可控排布CF/HA人工骨材料,从而使得CF/HA复合材料力学性能实现定向控制以满足人体骨需求。
[成果] 1900120017 北京
TG142.33 应用技术 [工程和技术研究与试验发展, 铁合金冶炼] 公布年份:2019
成果简介:激光增材制造是以激光为能量源,通过逐层熔化材料粉末或线材直接制造出零件的一种激光快速成形技术。常见的两种激光增材制造技术方法是以材料同步送进为主要特征的激光熔化沉积(LMD)和以粉末床为主要特征的选区激光熔化(SLM)。激光增材制造合金钢部构件的研究进展不大,主要原因是合金钢成分复杂,组织变化对环境及温度等工艺参数敏感且难以在激光熔池的非平衡凝固过程中有效调控,导致激光成形合金钢力学性能难以满足要求。本课题就是通过后热处理对相关激光增材制造合金钢进行组织调控,使其综合力学性能达到服役标准要求。 发现激光增材制造合金钢的气孔形成机理,提出了消除气孔的成分改性方法。激光成形过程中,源自合金钢粉末中的残O易与C在熔池中反应生成CO或CO2气体,一旦气体不能逃逸则在熔池中形成气泡,气泡在合金钢冷却时转变为气孔。在合金钢粉末中混入适量的与O亲和力比C强的合金元素如Cr,它们能在激光熔池中优先形成稳定的固态氧化物,即起“捕O、固C”的作用,避免熔池中产生气泡。通过控制适当工艺,固态氧化物能以细小颗粒弥散析出,进一步强化成形合金钢。 激光增材制造合金钢增强热处理-马氏体组织调控。马氏体是高强度组织,但激光增材制造合金钢一般不具有该组织。 激光增材制造合金钢增韧热处理—贝氏体组织调控。贝氏体是高韧组织,通过热处理制度探索,发现对激光成形沉积态合金钢进行“奥氏体化+熔盐低温淬火”复合处理,可以获得贝氏体组织,进一步细化淬火温度与时间,可以获得粒状、板条状等形态与尺寸不同的贝氏体组织,则导致合金钢抗拉、屈服强度以及延伸率相应地出现规律性变化并可实现在较宽泛的范围内进行调控。
[成果] 1900010775 辽宁
TD752.2 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于能源领域,涉及矿山安全、矿山开采和减灾防灾科学技术。 煤矿自燃火灾是煤矿开采中最为严重的热动力灾害之一,具有隐蔽性、突发性、难以控制和易引发瓦斯、煤尘爆炸等次生灾害的特点。放顶煤开采是我国厚煤层群高效开采的主要方法,在煤层大倾角、火区影响和孤岛开采等复杂开采条件下,自然发火灾害更加严重,自然发火的预测预报和防治具有特殊性和复杂性。因此,解决复杂开采条件下易自燃厚煤层综放开采自燃一体化预测与防治问题成为煤矿安全高效开采的重大科技需求。 针对复杂开采条件下综放开采自燃发火防治技术难题,历经近7年产学研合作攻关和反复实践改进,建立了复杂开采条件下易自燃厚煤层综放开采自燃预测与防治成套技术,取得如下主要科技创新成果: (1)研究了煤的低温氧化自燃特性,建立了煤自燃“三阶段”理论和煤自燃化学反应动力学模型,提出了基于活化能指标的煤自燃难易程度判定和自然发火期预测新方法,解决了现有方法准确性不高、指导性不强的技术难题。 (2)创新了煤自然发火定量预测预报方法,建立了基于红外光谱技术和气相色谱分析技术的煤自然发火定蛩预测预报指标体系。集成研发了采空区束管气体监测和温度监测系统,建立了综放工作面采空区自燃危险区划分新方法。提出了采空区自燃“三带”动态预测和优化方法,获得了复杂开采条件下综放工作面采空区自燃“三带”的分布特征和规律,提高了煤炭自燃发火预测预报的准确率。 (3)创新研发了大倾角、火区影响和孤岛开采等复杂开采条件下易自燃厚煤层综放开采自燃防治成套技术,优化了采空区自燃防治成套技术的关键工艺参数。该成套技术在辽宁阜新、北票、内蒙古平庄、山东兖州等4个矿区成功应用,实现了复杂开采条件下易自燃厚煤层综放工作面的安全高效开采。 该项目获授权国家发明专利3项,受理国家发明专利3项,发表学术论文26篇。项目科技成果达到国际先进水平,曾获辽宁省科技进步一等奖1项、省部级科技进步二等奖2项、三等奖2项。 该项目技术在辽宁阜新、内蒙古平庄、山东兖州等6个矿区11个自然发火严重的矿井进行了研发、应用和推广。近三年,在该项技术的应用和推广下,总计安全开采原煤800万吨,累计新增销售额327547万元,新增利润51154万元。保证了工作面安全高效生产,有力地推动了煤炭行业科技进步,取得了显著的经济效益和良好的社会效益。
[成果] 1800250074 山东
TM925.02 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:(一)、总体思路: 虽然中国已成为世界第一家电生产大国,但中国家电行业正陷入高库存、产能过剩、科技含量偏低、同质化严重的困境。2013年以来,项目组针对中国家电产业转型升级和迈向产业价值链高端的迫切需求,结合产品个性化、高端化的大趋势,在基于3D打印的高端家电个性化定制关键技术上取得了重大突破,并在国际上首次实现了产业化应用,为推动家电行业从原来满足单一产品需求的大规模制造到满足多样化、个性化需求的大规模定制的转变,发挥了行业的示范引领作用。 (二)、主要创新点内容: 项目组在国家科技支撑计划(2015BAF04B02)、国家重点研发计划(2017YFB1104201)、青岛市自主创新重大专项(13-7-1-zdzx4-gx)等支持下,在基于3D打印制造的家电个性化定制服务模式、高端家电产品3D打印个性化定制技术及平台开发、面向家电产品的选择性激光烧结SLS工艺3D打印材料制备等关键技术上取得创新成果: 1.首次创立了一种基于3D打印云服务平台的高端家电个性化定制服务模式。 满足了消费用户在智能家居、室内装饰一体化对家电产品外观形状、尺寸大小、功能性能等方面的个性化需求。该服务模式支持终端产品用户、创客、专业设计人员、家电制造商等不同用户共生共赢。提出了面向3D打印云服务平台的体系架构和服务模式等创新理论。 2.突破了高端家电产品3D打印制造服务关键技术,形成面向高端家电产品的3D打印个性化定制技术体系。 包括基于Web的家电三维交互式创意设计、支持3D打印的家电产品专业化设计、基于流式传输技术的3D打印家电模型保护、家电产品创新创意管理与交易等关键技术;自主开发系列软件以及面向高端家电产品的3D打印个性化定制服务平台。 3.研发了面向家电产品的选择性激光烧结成型SLS工艺3D打印材料并实现产业化应用。 利用自主专利技术,研发家电用SLS尼龙粉末,产品性能指标达国际先进水平,材料价格约为国外进口材料的50%。成功制备了3D打印系列家电制品。 (三)、应用推广和经济社会效益情况: 主导或参与制定《增材制造技术云服务平台模式规范》(20161185-T-604)、《增材制造技术云服务平台参考体系》(604-159-2015-007)2项国家标准,参与制定《Framework for Additive Manufacturing Service Platform》(ISO/PWI52913)1项国际标准。共申请专利26项,其中发明24项;获授权发明专利8项,授权外观专利1项;计算机软件著作权7项,发表学术论文9篇。技术成果已实现产业化,截止2018年3月,累计实现销售收入80789万元,经济社会效益显著。 国家科技部、山东省科技厅对项目成果进行了专门报道。海尔家电新产品研发90%以上的产品原型制作由3D打印技术来完成,缩短周期50%以上;针对高端用户的个性化定制需求,2015年海尔集团推出全球首款3D打印定制家电-壁挂式空调,市场占有率达90%以上;完成3D打印洗衣机、冰箱、空调零部件等超过3000个应用案例。将3D打印技术在家电模具上进行应用,利用3D打印随形水路设计和制造技术,使注塑周期缩短40%,产品合格率提升30%。 该项目探索了3D打印技术支撑下家电产品设计、制造、销售和服务的流程变革,实现了研制模式、服务模式与盈利模式的创新,发挥了行业的示范引领作用。
[成果] 1800140124 河南
TB332 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:采用该项目研发的复合材料制备的轴承可满足用户要求,在4秒内达到并稳定在7200r/min的旋转状态,且在-196℃~+55℃温度范围内及无油润滑条件下无故障正常工作100小时,启动摩擦力矩不超过0.5g·cm。在此温度条件下,无法采用油或脂润滑,国内现有轴承在此工况条件下运转后,均由于保持架摩擦磨损性较差引起摩擦生热或磨损物堆积,导致轴承失效,该领域轴承一直依赖国外进口。该项目所研发的复合材料在低温无油润滑轴承中起核心关键作用,完全依靠保持架复合材料转移提供轴承润滑。利用滚动体与保持架兜孔的摩擦迅速在滚动体和滚道上形成一薄层连续致密的转移润滑膜,使保持架、滚动体及滚道之间的摩擦逐渐转变为自润滑保持架材料间的摩擦,大幅降低摩擦系数并提高了该类轴承的精度、寿命、可靠性及装机合格率,从而使轴承长期处于持续稳定的低摩擦润滑状态,由该项目研制的复合材料制备的保持架比国外保持架侧壁厚减小了6%,保持架成品拉伸强度提高了7.73%,正转启动摩擦力矩平均值降低32.3%, 波动值降低9.1%,反转启动摩擦力矩平均值降低24.5%,波动值降低26.7%, 启动摩擦力矩总平均值降低28.8%, 总波动值降低27.8%。 2013年到2016年共提供1万套轴承,累计创造产值约1300万元,2016年8月与该单位签定2017年6000套该产品的订货合同。项目的研究成果也推广应用到其他类似的高低温、固体自润滑及耐磨性较高要求的场合,于2013年至今共生产真空油气回收泵用活塞片7000件,产值300万,市场应用性能稳定可靠,已达到进口同类产品的各项性能水平。通过该项目已直接获益1600万元。在固体自润滑保持架材料的配方、成型工艺及应用等方面积累了丰富的研发经验,该材料具有优良的耐高低温性、力学强度和摩擦磨损性能。 该产品与国外产品进行试验对比表明,研究成果已达到国际先进水平,打破了国外垄断,可完全替代国外产品,填补了国内空白,节约了外汇,在推进低温陀螺仪国产化进程方面作出了积极贡献。
[成果] 1900010824 四川
TB381 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:形状记忆材料是一类智能材料,当受到温度剌激时,能记忆其初始形状。 它在生物医学、航空航天等领域有广阔的用途。它用于医疗领域表现出独特的优点:极大地减小手术外切口,降低伤口感染风险以及方便手术操作等。然而,传统形状记忆材料在生物医学应用中遇到了急需解决的挑战性难题,一是材料不能降解,导致患者康复后还需遭受二次手术取出的痛苦:二是产生形状记忆的方式单一,主要依靠温度刺激,限制了其应用。 针对这些问题,团队历经10年,在国家重大科学研究计划和国家自然科学基金的连续资助下,以材料同时具有降解吸收和形状记忆功能为切入点,从材料结构的构建方法、材料形状记忆功能的调控机制及其潜在医学应用三个层面,开展了系统深入的研究,取得的主要科学发现及创新成果如下: 1、发现了构筑具有热/磁场/电场多模式刺激响应的可降解形状记忆高分子复合材料的新方法:发现通过溶液分散和溶剂沉淀法在可降解聚乳酸高分子中掺入羟基磷灰石后,均匀分散的无机填料能显著提升高分子材料的形状记忆功能,形变固定率和形状记忆恢复率均超过95%:在聚己内酯高分子材料中分别掺入羟基化改性的Fe30+,磁性纳米颗粒和碳纳米管,发现其在外加磁场和电场作用下均表现出优异的形状记忆功能。该方法拓宽了可降解髙分子材料的应用范围。 2、提出了用两相界面的氧键作用调控形状记忆功能的新策略:揭示了纳米填料相的表面羟基基团与有机高分子相的羰基基团间的氢键作用的形成与破坏调控高分子材料形状记忆功能的机制与规律:阐明了高分子复合材料的降解对形状记忆功能和力学性能的影响机制。英国皇家化学会Fellow,美国Nancollas教授在Chem Rev期刊肯定了我们提出的氢键作用机理。美国Mather教授在Annu Rev Mater Res期刊评价“周等…聚乳酸与羟基磷灰石之间的氢键作用是产生好的形状记忆性能的基础”。 3、开辟了用可降解形状记忆高分子材料制备食道支架的新途径:针对食道病变引起的管腔狭窄疾病,发展出同时具有可降解和形状记忆功能的高分子管状支架,实现了其在动物体内的微创植入和形状记忆恢复,解决了传统支架不能降解吸收难题,为研发高端医疗器械提供了重要的科学依据。英国学者Hardy在Adv Mater期刊中评价“它们有潜在优势胜过传统金属器械”。 该项目的8篇代表作被他人引用总次数1272次,其中SCI他引907次,单篇最高他引352次,1篇入选ESI高被引论文,1篇入选Bioraaterials期刊热点论文。项目成果获国家发明专利6项,获四川省科技进步奖自然科学一等奖和首届中国高校科技成果交易会成果创新奖。
[成果] 1800300138 河南
S817.3 基础研究 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:所属类别:农村农业污染控制技术技术来源:自主研发了一种猪用饮水装置(ZL201120096822.6)和一种猪用狭缝地板(ZL201120383960.2)两个专利;优化集成了两坡段干湿分离技术。 适用范围:10000头商品育肥猪生产线基本原理: 1.利用猪固有的行为习性(定点排泄),从工程设计入手,改进现有圈栏设计,以便于集中收集粪便,减少冲洗用水量;2.根据猪的排泄物特性,改进现有地板结构,达到固液快速分离目的;3.根据猪摄食和饮水行为特点,改进现有采食槽和饮水器的构造以及改变安装位置,达到减少饲料和水源浪费的目的。 工艺流程: 工艺流程为“分区圈栏设计—两坡段干湿分离地板—节水型饮水器”。分区圈栏设计有助于实现猪只“三点定位”的形成,减少圈栏污染面积;两坡段干湿分离地板,通过对比研究不同地板坡度和地板表面粗糙度对地板污水流动速度和污染面积的影响,通过对比不同地板缝隙大小与断面形状对漏粪量的影响,研究开发通长的直条形缝隙固液快速地板,集成两坡段干湿分离设计方案;节水型饮水器,根据猪摄食和饮水行为特点,采用节水型饮水器,优化安装位置。三技术集成可有效改善圈栏环境,节水减排。 关键技术: 1、基于“三点定位”的分区圏栏设计; 2、防侧漏可回收新型饮水器研制; 3、两坡段干湿分离地板的研制。
[成果] 1900010155 浙江
TU471.8 应用技术 工程和技术研究与试验发展 公布年份:2018
成果简介:该项目属于土木建筑领域。中国大量存在和广泛分布有各种软弱地基,如何提高其承载力和稳定性,有效控制沉降,是工程建设中亟待解决的难题。传统地基处理方法难以满足高承载力与稳定性、低工后沉降和快速处理的要求;桩基础造价高,难以在大面积地基处理中使用。研发高性能地基处理技术是国民经济发展的重大需求。项目组经过近30年的理论和技术创新,创建了复合地基理论体系,研发了系列高性能复合地基技术,形成了完整工程应用体系,突破了传统地基处理技术瓶颈,实现了地基的快速、经济处理,使复合地基成为与浅基础、桩基础并列的土木工程三种主要地基基础型式之一,并成为本科生和研究生教材与教学的重要内容,基础工程类各种设计手册和指南的重要章节。主要创新点为: 创建复合地基理论体系,引领和支撑了复合地基技术研发及工程应用。1992年出版复合地基领域第一部专著,首次提出复合地基的科学定义、形成条件和系统分类,构建了复合地基理论框架;揭示了基础刚度等因素对复合地基工作性状的影响规律,建立了不同类型复合地基承载力和沉降分析理论;阐明了复合地基桩体多模式破坏和渐进破坏机理,建立了稳定分析理论,攻克了黏结材料桩复合地基稳定分析难题;提出了复合地基固结理论,解决了复合地基工后沉降预测的难题;建立了复合地基抗震分析理论,为地震区复合地基技术应用提供支撑。 研发出系列高性能新型复合地基技术,满足了不同类型的工程建设需求。发明了承载力高、沉降小、固结快的系列高性能复合型桩体,单桩承载力提高30%~100%,造价降低30%~50%;研发了可实现桩土刚度与强度沿竖向优化的长短桩复合地基技术和刚柔性桩复合地基技术,比桩基础降低造价20%~25%;研发了水平强加筋垫层-顶部筋箍自约束碎石桩的双向增强体复合地基技术,地基的稳定性和承载力提高21%~46%;研发了低强度桩-柔性筏基的双向柔性加固复合地基技术,有效地解决了软黄土路段不均匀沉降控制难题。 建立了复合地基设计方法和技术标准,形成了复合地基工程应用体系。建立了复合地基承载力、沉降、固结、稳定及抗震设计方法,出版《复合地基设计与施工指南》,主编了复合地基领域第一部国家标准《复合地基技术规范》及其他主要规范共5部,形成工程应用体系,支撑了复合地基技术的应用。 该项目发表论文356篇(SCI检索40篇、EI检索185篇),出版学术著作6部,总他引11320次,单篇论文最高他引474次;复合地基领域他引排名第1、3、4的著作和排名1~4的论文均为该项目成果。获授权国家发明专利17项、实用新型专利34项;获批国家及省部级工法4项;获中国岩石力学与工程学会科技进步特等奖、中国公路学会科学技术一等奖、湖南省科技进步一等奖共3项。 该项目成果已在京津城际高速铁路、京沪高速铁路、广东广佛高速公路、浙江杭宁高速公路等许多重大工程得到成功应用,并广泛应用于建筑工程、高速公路、高速铁路、市政道路、港航等领域。仅提供应用证明的工程近3年新增利润和节约工程造价35.38亿元,社会经济效益巨大。
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