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1.痛點問題 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是工業(yè)4.0和數(shù)字經(jīng)濟智慧化時代的標準性特征技術(shù)，是人工智能、云計算機、大數(shù)據(jù)等核心技術(shù)的底層技術(shù)基礎(chǔ)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的本意是希望實現(xiàn)萬物直接互聯(lián)，并能主動協(xié)同工作，但目前尚沒有一項技術(shù)可以達到上述目的。 目前現(xiàn)有的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)種類很多，主要集中在物聯(lián)網(wǎng)的頂層軟件設(shè)計方面，軟件研究較多也做得很好，但其面臨的共同問題是各種底層設(shè)備(包括不同廠家生產(chǎn)的各種傳感器和執(zhí)行器等功能部件)如何聯(lián)接？在目前現(xiàn)有的各種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方案不僅系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也只能實現(xiàn)萬物間接互聯(lián)和被動協(xié)同工作，而無法實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所需的萬物直接互聯(lián)和主動協(xié)同工作。 2.解決方案 本成果所涉的核心技術(shù)是IPT（InformationPipeTechnology）信息管道技術(shù)及基于IPT信息管道技術(shù)的DMCS（DistributedMeasurement&ControlSystem）智能物聯(lián)分布式測控系統(tǒng)集成方法，以下簡稱DMCS/IPT。 在基于IPT信息管道技術(shù)的DMCS智能物聯(lián)分布式測控系統(tǒng)中，所有節(jié)點均具有完全平等的地位(“去中心化”)，也無需通過任何指令進行協(xié)同工作（“去指令”），所有節(jié)點及其聯(lián)接的底層設(shè)備均可直接通過在信息管道中自動交互的測控信息的驅(qū)動來實現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)期的各種測控功能，而若想改變系統(tǒng)功能，也只需改變系統(tǒng)中聯(lián)接各分布式智能測控節(jié)點虛擬的信息管道聯(lián)接關(guān)系即可，多數(shù)情況下，無需編程即可實現(xiàn)分布式智能測控系統(tǒng)的快速集成及其功能重構(gòu)。DMCS/IPT及其所衍生的IPT云/IPT霧智能物聯(lián)系統(tǒng)架構(gòu)，能完美實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所需的萬物直接互聯(lián)和主動協(xié)同工作。IPT霧是一種可以彌散到工業(yè)現(xiàn)場任何一個角落的DMCS/IPT智能測控網(wǎng)絡(luò)，整個網(wǎng)絡(luò)只需一條線纜（有線或無線物理鏈路）即可位于工業(yè)現(xiàn)場不同位置的底層設(shè)備及其對應(yīng)的IPT節(jié)點彼此聯(lián)接起來，不僅可通過信息管道實現(xiàn)“去中心化”和“去指令”的智能協(xié)同工作，而且可在IPT霧網(wǎng)絡(luò)中任意位置接入的IPT遠程智能聯(lián)接節(jié)點聯(lián)接至IPT云網(wǎng)絡(luò)，或者直接聯(lián)接至任意指定的普通云服務(wù)器，并與云端現(xiàn)有的各種物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)軟件實現(xiàn)對接。IPT云網(wǎng)絡(luò)則是架構(gòu)在IPT霧網(wǎng)絡(luò)之上的DMCS/IPT智能測控網(wǎng)絡(luò)，可進一步聯(lián)接不同的IPT霧網(wǎng)絡(luò)，并通過信息管道解決不同IPT霧網(wǎng)絡(luò)之間的測控任務(wù)協(xié)同，以形成更大規(guī)模的智能物聯(lián)網(wǎng)。IPT云網(wǎng)絡(luò)同樣具有“去中心化”和“去指令”等明顯技術(shù)特征，也能在IPT云網(wǎng)絡(luò)中任意位置通過接入一個IPT遠程智能聯(lián)接節(jié)點，將整個系統(tǒng)聯(lián)接至任意指定的普通云服務(wù)器，并與云端現(xiàn)有的各種物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)軟件實現(xiàn)對接。 合作需求 1、合作企業(yè)現(xiàn)有產(chǎn)品需在某行業(yè)或某領(lǐng)域已占有較大的市場份額，且非常熟悉所在行業(yè)或領(lǐng)域的業(yè)務(wù)流程，并深度了解客戶的痛點和需求； 2、合作企業(yè)需有良好的信譽記錄，并需要有足夠的資金來支持DMCS/IPT新產(chǎn)品的研發(fā)，且需要有一定數(shù)量和質(zhì)量的技術(shù)人才來完善相關(guān)產(chǎn)品； 3、合作企業(yè)需有愿意跟其他非競爭性企業(yè)一起聯(lián)手打造智能物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)圈的愿望。 具備以上合作條件的企業(yè)可聯(lián)系清華技術(shù)轉(zhuǎn)移院，通過專利普通許可方式開展各自領(lǐng)域的新產(chǎn)品研發(fā)及其推廣應(yīng)用，聚集多方力量，以合作共贏的方式共同打造一個可滿足數(shù)字經(jīng)濟新時代需求的、造福于國家和社會的、國產(chǎn)化的智能物聯(lián)技術(shù)產(chǎn)品生態(tài)圈。

本項目突破了機理模型與工況數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的航空/航天復(fù)雜薄壁曲面零件全流程加工精度/效率/能耗預(yù)測技術(shù)，提出了零件全流程加工智能工藝優(yōu)化決策方法，開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能加工產(chǎn)線工藝全流程智能決策和優(yōu)化軟件系統(tǒng)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 本項目突破了機理模型與工況數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的航空/航天復(fù)雜薄壁曲面零件全流程加工精度/效率/能耗預(yù)測技術(shù)，提出了零件全流程加工智能工藝優(yōu)化決策方法，開發(fā)了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的智能加工產(chǎn)線工藝全流程智能決策和優(yōu)化軟件系統(tǒng)。 1、提出機理模型和工況數(shù)據(jù)混合驅(qū)動的航空/航天復(fù)雜薄壁零件全流程加工精度/效率/能耗高效高精預(yù)測算法，突破全流程加工工藝智能優(yōu)化與決策技術(shù)。 2、開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能加工產(chǎn)線工藝全流程智能決策和優(yōu)化軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)能耗監(jiān)測/DFM/CAM/CAPP等工藝設(shè)計軟件核心算法完全自主可控。

一、項目進展 創(chuàng)意計劃階段 二、負責(zé)人及成員 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 入學(xué)/畢業(yè)時間 學(xué)號 明興瑩 電氣信息學(xué)院/電子信息 2020.09/2023.06 202022000205 亢慶林 電氣信息學(xué)院/電子信息 2020.09/2023.06 202022000208 房蕾 電氣信息學(xué)院/控制科學(xué)與工程 2021.09/2024.06 202121000171 龔旭輝 電氣信息學(xué)院/能源動力 2021.09/2024.06 202122000146 羅華林 電氣信息學(xué)院/電子信息 2021.09/2024.06 202122000107 吳磊 電氣信息學(xué)院/控制科學(xué)與工程 2020.09/2023.06 202021000141 李婷玉 電氣信息學(xué)院/電子信息 2020.09/2023.06 202022000219 荊浩婕 電氣信息學(xué)院/電子信息 2020.09/2023.06 202022000228 吳佳航 電氣信息學(xué)院/能源動力 2021.09/2024.06 202122000131 王瀟 電氣信息學(xué)院/能源動力 2021.09/2024.06 202122000136 三、指導(dǎo)教師 姓名 學(xué)院/所學(xué)專業(yè) 職務(wù)/職稱 研究方向 李紅偉 電氣信息學(xué)院/電氣工程 教授 綜合能源系統(tǒng)、智能電機控制、油田用電設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計及節(jié)能技術(shù)等 劉強 電氣信息學(xué)院/控制工程 講師 四、項目簡介 隨著我國“雙碳”目標的提出，風(fēng)力發(fā)電迎來新的機遇；國家能源局數(shù)據(jù)顯示，計劃到2030年我國風(fēng)電裝機容量將達到8億千瓦以上；工信部近日指出，打造綠色低碳產(chǎn)品供給體系，需進一步加大國產(chǎn)風(fēng)機、節(jié)能電機等裝備供給，完善中小型風(fēng)電裝備產(chǎn)業(yè)鏈。由此可見，“十四五”期間中小型風(fēng)電產(chǎn)業(yè)需求巨大。 本項目通過優(yōu)化垂直軸風(fēng)輪和開關(guān)磁阻發(fā)電機本體結(jié)構(gòu)，采用更加先進的發(fā)電控制策略和算法，經(jīng)過模擬試驗和現(xiàn)場運行，發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)能利用率提高20%、發(fā)電效率提高至80%以上，發(fā)電設(shè)備成本降低40%，起動能力和發(fā)電過程穩(wěn)定性得到大幅增強，實現(xiàn)2m/s微風(fēng)起動，將系統(tǒng)響應(yīng)速度控制在1ms以內(nèi)，輸出電壓波動率控制在1%以內(nèi)。 本項目是以西南石油大學(xué)智能電機控制領(lǐng)域?qū)＜依罴t偉教授為主導(dǎo)，依托四川署信驅(qū)動科技有限公司為代工企業(yè)，團隊既擁有6名專攻開關(guān)磁阻發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化和先進控制策略的技術(shù)研發(fā)人員，又擁有8名熟練掌握財務(wù)分析和營銷策劃的財務(wù)人員，致力于高效垂直軸智能磁阻微風(fēng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)與財務(wù)銷售全方位推進。 目前，實驗樣機經(jīng)桂林電子科技大學(xué)工程實驗中心檢測合格，與達州市石橋鎮(zhèn)簽訂產(chǎn)品意向合同50余萬，產(chǎn)品受到當?shù)厝罕娨恢潞迷u，并入選《成都市科技局2022年技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)項目》，衍生項目獲得2022年度四川省科學(xué)技術(shù)獎提名，團隊成員共申請發(fā)明專利8項，軟件著作權(quán)11項，發(fā)表高水平論文5篇。 經(jīng)過充分的市場調(diào)研，我們將我們的目標市場細分為用電難地區(qū)鄉(xiāng)村振興工程、市政節(jié)能照明工程、通信基站電力系統(tǒng)建設(shè)與改造、城鄉(xiāng)智慧交通系統(tǒng)用電等。現(xiàn)階段，本項目主要采取to B和to G的商業(yè)模式，借著“鄉(xiāng)村振興計劃”和“十四五風(fēng)電下鄉(xiāng)政策”站穩(wěn)腳跟，通過政府高校投標工程與其建立合作關(guān)系，然后面向中國電信等國企央企開展定制化風(fēng)電設(shè)備銷售與服務(wù)，借助產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢和政策支持打開市場，潛在訂單額超百億。 項目通過出售核心產(chǎn)品、維修保養(yǎng)服務(wù)以及零部件銷售的方式獲取利潤。計劃在今年年底成立公司，首輪融資800萬元，擬釋放股權(quán)10%，其中400萬元用于研發(fā)平臺建設(shè)與產(chǎn)品研發(fā)。預(yù)計到2025年銷售總營業(yè)額可達8000萬元，凈利潤可達2400萬元。 本項目可直接提供產(chǎn)品研發(fā)、安裝維護、市場銷售等近20個工作崗位，間接解決200多人的就業(yè)機會，實現(xiàn)中小型風(fēng)力發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化升級。通過企業(yè)與高校密切合作，實現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研教相融合，引領(lǐng)高校新能源教育發(fā)展。

　　3D一體機智能教室方案采用3D多媒體教學(xué)觸控一體機設(shè)備，配備3D偏光眼鏡，簡潔輕便，節(jié)省空間，可移動易操作。適用于小型3D多媒體教室、STEAM教室、創(chuàng)客教室、班班通項目等。? 方案特點： 不受光線影響，可視角度大 支持可移動式教學(xué) 能耗較低，使用壽命長 搭配3D優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫 ３Ｄ多媒體教室效果圖

3D投影機智能教室方案采用激光光源的3D投影機，搭配中央控制系統(tǒng)、3D服務(wù)器、3D信號處理器、3D互動講臺、3D白幕、3D紅外眼鏡、消毒推車、音響等構(gòu)成。設(shè)備集中管理，一鍵聯(lián)動控制。適用于：學(xué)校升級改造、3D多媒體教室、興趣實驗室、特色教室、3D影院、生物實驗室、地理實驗室、專用教室、3D智能化教室、3D多功能教室等。? 方案特點： 與常規(guī)教室整合，可復(fù)用易部署 臭氧紫外線殺菌，3D眼鏡安全衛(wèi)生 3D效果出眾，調(diào)動學(xué)生多感官參與 搭配3D優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源庫 3D多媒體教室效果圖

渡眾機器人為滿足智能駕駛實訓(xùn)系統(tǒng)演示需求，開發(fā)了各種定制化智慧交通模型行駛系統(tǒng)沙盤。模型車輛搭載實車使用的各類傳感器，模擬在實際交通場景中車輛自動啟停、信號燈自動識別、障礙物識別等智能駕駛行為。自動駕駛實訓(xùn)沙盤構(gòu)建主要分為智能路側(cè)系統(tǒng)、微縮沙盤系統(tǒng)、基于V2X的自動駕駛?cè)糠謨?nèi)容。車路協(xié)同自動駕駛演示沙盤為各高校提供必要的實踐環(huán)境與研發(fā)平臺，可完成當前智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的理論學(xué)習(xí)和工作實踐。  

一、產(chǎn)品概述       本設(shè)備以工業(yè)機器人與機器視覺為核心，將機械、氣動、運動控制、變頻調(diào)速、編碼器技術(shù)、PLC控制技術(shù)有機地進行整合，結(jié)構(gòu)模塊化，便于組合，實現(xiàn)對高速傳輸線上的不同物料進行快速的檢測、組裝。為了方便實訓(xùn)教學(xué)，系統(tǒng)進行了專門的設(shè)計，可以完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練，可完成各類機器人單項訓(xùn)練和綜合性項目訓(xùn)練。可以進行六軸機器人示教、定位、抓取、裝配等訓(xùn)練，        包含六自由度工業(yè)機器人、智能視覺檢測系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)及一套供料、輸送、裝配、倉儲機構(gòu)，可以實現(xiàn)對高速傳輸?shù)墓ぜM行分揀、檢測、搬運、裝配、存儲等操作。該平臺各組件均安裝在型材桌面上，機械結(jié)構(gòu)、電氣控制回路、執(zhí)行機構(gòu)相對獨立，采用工業(yè)標準件設(shè)計。通過此平臺可以進行機械組裝、電氣線路設(shè)計與接線、PLC編程與調(diào)試、智能視覺流程編輯、工業(yè)機器人編程與調(diào)試應(yīng)用等多方面訓(xùn)練，適合職業(yè)院校、技工學(xué)校自動化類相關(guān)專業(yè)《工業(yè)機器人與控制技術(shù)》、《自動化技術(shù)》等課程的實訓(xùn)教學(xué)，適合自動化技術(shù)人員進行工程訓(xùn)練及技能比賽。二、技術(shù)性能1、輸入電源：單相三線～220V±10% 50Hz2、工作環(huán)境：溫度-10℃～+40℃  相對濕度≤85%（25℃）  海拔＜4000m3、裝置容量：＜1.5kVA4、實訓(xùn)平臺尺寸：2200mm×1200mm×1500mm5、安全保護：具有漏電保護，安全符合國家標準三、設(shè)備結(jié)構(gòu)與組成      該實訓(xùn)平臺由ABB IRB120-3型六自由度工業(yè)機器人系統(tǒng)、海康智能視覺檢測系統(tǒng)、可編程控制器（PLC）系統(tǒng)、四工位供料單元、環(huán)形輸送單元、工件存儲盒供料單元、工件組裝單元、倉庫單元、廢品回收桶、各類工件、型材實訓(xùn)桌、型材電腦桌等組成。 1、工業(yè)機器人本體： ABB IBR120/3六自由度工業(yè)機器人本體；最大負載≥3 kg； 最大臂展半徑≥580mm； 軸數(shù)：≥6軸；位置重復(fù)精度：≦0.01mm； 防護等級： ≥IP30； 軸運動范圍： （1）1軸：≥±165°  （2）2軸：≥±110° （3）3軸：≥+70°至 -110° （4）4軸：≥±160° （5）5軸：≥±120° （6）6軸：≥±400° 機器人本體重量：≤25kg； 最大噪音：≤70dB(A)。 2、工業(yè)機器人控制器： （1）緊湊型工業(yè)機器人控制柜，與配套的工業(yè)機器人本體配套； （2）控制硬件：多處理器系統(tǒng)大容量閃存、 UPS 備份電源（≥20S）； （3）控制軟件：軟件出廠預(yù)裝； （4）額定功率：≥3KVA(變壓器容量)； （5）電源輸入：200V/230V 50-60Hz （6）尺寸：710*449*442mm （7）重量：30kg （8）防護等級：IP20 3.FlexPendant示教器 （1）重量：1kg （2）支持：彩色觸摸屏、操縱桿，緊急停、支持慣用左/右手切換，支持U盤、熱插拔、恢復(fù)程序，支持USB儲存器，帶時間標記登錄，支持遠程服務(wù)。 4、海康智能視覺檢測系統(tǒng)   主要是配合工業(yè)機器人做智能檢測工件角度缺陷及自動對位等以及工業(yè)機器人視覺學(xué)習(xí)開發(fā)使用；工業(yè)相機，要求如下：像素：≥130W像素； 分辨率：≥1280×960； 像素尺寸：≥3.75μm× 3.75μm； 光譜：彩色； 支持自定義AOI，降低分辨率、f≥16mm F1.4：12毫米工業(yè)鏡頭，百萬像素相機； 配套同軸光源，光源大小≥80mm×80mm；準環(huán)形光源，直徑≥70mm，照射角度≥90度，帶模擬控制器；配套同軸光源及光源控制器：發(fā)光窗口≥50mm*50mm含調(diào)光控制電源；機器視覺兼視覺開發(fā)環(huán)境。5、西門子可編程控制器單元     配備西門子S7-1200可編程控制器，自帶以太網(wǎng)通訊模塊、數(shù)字量擴展模塊控制機器人、電機、氣缸等執(zhí)行機構(gòu)動作，處理各單元檢測信號，管理工作流程、數(shù)據(jù)傳輸?shù)热蝿?wù)。   6、四工位供料單元     由移動井式料庫、推料氣缸、無桿氣缸和光電傳感器組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于將工件庫中的工件依次推出到環(huán)形輸送線。提供不同顏色的標準工件，雜色疊加等不合格工件。多工位的供料設(shè)計，使得供料方式多樣化，可以進行單一的上料，也可以進行不同顏色的組合上料，以及對上料速 度進行控制，實現(xiàn)上料形式的多樣化。7、環(huán)形柔性輸送單元      包含一套交流調(diào)速系統(tǒng)，由三菱D720變頻器、三相交流電機、環(huán)形板鏈（傳送帶）、光纖傳感器等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于傳輸工件。8、工件存儲盒供料單元      包含一套步進電機推桿、DM556步進驅(qū)動、料盒存儲槽等組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，當一個工件存儲盒被取走會自動退出下一個工件存儲盒，用于工件存儲盒自動供料。9、工件組裝單元      由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，用于裝配工件。工件盒內(nèi)設(shè)有4個工件槽用于放置工件，機器人可以根據(jù)不同配方按照上位機設(shè)定顏色進行放置工件。10、倉庫單元      由工件存儲盒托盤及型材立柱組成，安裝在型材實訓(xùn)桌上，機器人用于放置裝配完的組件進行堆垛，也可以通過機器人對裝配完成的組件進行拆垛。11、廢品回收桶      安裝在型材實訓(xùn)桌左后側(cè)，用于機器人自動放置被檢測出來的無用工件或不合格品。 四、實訓(xùn)項目1. 機器視覺系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試2. 六軸工業(yè)機器人系統(tǒng)的原理、使用和調(diào)試3. 六軸工業(yè)機器人坐標系統(tǒng)和機器視覺坐標系統(tǒng)標定及相互轉(zhuǎn)換4. 工業(yè)機器人與機器視覺系統(tǒng)綜合應(yīng)用的安裝與調(diào)試5. 機器視覺系統(tǒng)模板設(shè)置、編程與調(diào)試6. 通過示教單元手動調(diào)試工業(yè)機器人7. 通過示教單元設(shè)置、修改各控制點坐標8. 通過示教單元編寫、修改工業(yè)機器人程序9. 機器人追蹤坐標整定10. 工業(yè)機器人系統(tǒng)的軟件二次開發(fā)編程  11.智能視覺圖像輸入編輯與調(diào)試12.智能視覺結(jié)果給出編輯與調(diào)試13.智能視覺顏色比對測量14.智能視覺編號比對測量15.智能視覺尺寸比對測量16.智能視覺角度測量17.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用18.PLC程序編程與調(diào)試19.智能視覺系統(tǒng)與工業(yè)機器人綜合應(yīng)用