增材制造项目入围“2023中国智能制造十大科技进展” - 3D打印技术参考

增材制造项目入围“2023中国智能制造十大科技进展”

2023年10月28日
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2023年5-10月，中国科协智能制造学会联合体开展“中国智能制造科技进展”研究，经过15家成员学会、智能制造领域内专家的推荐、遴选，现有10项科技进展成果入围“2023中国智能制造十大科技进展”。现将入围项目予以公示，公示期10月27日-11月3日。3D打印技术参考注意到，"基于5G+工业互联的增材制造产线及在航天高端装备中的应用"入围。

1 活体细胞精准操作机器人技术及系统

关键词：机器人技术；显微操作；细胞操作；动物克隆
 
入围理由：活体细胞操作对生物医药的发展，农业育种关键核心问题的解决具有重要意义且需求增长迅猛。南开大学面向生命科学发展的迫切需求，研发活体细胞精准操作机器人技术及系统，旨在利用机器人代替人工实现自动化活体细胞操作。活体细胞有生命，具有操作成功率低、操作后成活率低、后续发育率低的特点，对机器人技术提出了极大挑战。本项进展为生命科学研究与成果推广提供自动化细胞操作系统，具有广泛的应用价值。研发基于最小力的精准定点操作技术、基于最小应变的精准微创操作技术、面向最小去核量的定量去核操作技术，研制出国内活体细胞精准操作机器人系统。成果应用于生物医药、脑科学研究，已在14家单位实现应用。

2 核燃料组件自主化关键制造技术及成套装备

关键词：核燃料组件；制造技术；装备开发
 
入围理由：核燃料组件作为最重要的核岛内反应堆部件及核工业的战略性基础部件，对国家“安全高效发展核电”的能源战略、核工业产业安全等具有重大影响。湖南大学面向国家重大需求，历经10余年产学研联合攻关，针对核燃料从“芯块”到“元件”再到“组件”整个链条关键智能制造技术开展系统研究，攻克一系列关键共性技术及核心智能制造工艺，研制成套智能化装备，包括：辐射损伤可靠性分析与设计关键共性技术；核燃料芯块制备的磨削制造工艺及自动化装备；核燃料组件组装制造的格架条带级进模冲制工艺与智能化装备等。本项科技进展自主开发芯块制备、元件制造、组件组装3个方面共计8类关键工艺及11类系列化高端设备/装备，支撑建设我国5条核燃料组件制造骨干生产线，推动我国核工业实现“中国芯”的核心能力建设，形成完整的技术、工艺及装备体系，相关研究成果有力推动了我国核燃料组件制造从受制于人到整体技术自主可控的重要转变，为核工业产业安全及国家能源战略安全提供有力保障。

3 燃气轮机全寿命周期一体化研制关键技术研究与应用

关键词：燃气轮机；数字化工厂；全寿命周期数字化
 
入围理由：燃气轮机是国之重器，是涉及国家国防安全和能源安全的战略性高端装备，在船舶动力、分布式能源和发电等领域有着不可替代的战略地位和作用。中国船舶集团有限公司第七〇三研究所、中船重工龙江广瀚燃气轮机有限公司联合攻关燃气轮机全寿命周期一体化研制与新一代信息技术创新融合，利用数字技术对燃气轮机研制进行全方位、全角度、全链条赋能，提升全要素生产率。通过近10年的建设实践，解决燃气轮机设计、制造、维修等核心技术问题，成功研制具有自主知识产权的工业燃气轮机，在天然气输送、油气开采、分布式能源、应急供电等领域实现应用。本项科技进展以全面建设燃气轮机数字化工厂为目标，构筑燃气轮机全寿命周期数字化、智能化创新链，实现研发设计数字化、制造过程可视化、试验数据资产化、服务保障智能化，产品研发周期缩短30%，生产能力提升一倍以上，单台燃机成本降低约600万元。

4 水稻生产全程数字化管理与智能装备产业化

关键词：水稻智慧生产；智能农机；数字化管理平台；决策模型
 
入围理由：中联农业机械股份有限公司、中联智慧农业股份有限公司、国家农业智能装备工程技术研究中心与安徽中科智能感知科技股份有限公司以水稻生产为对象，全过程运用耕、种、管、收、储五个环节智能化农机装备和数字化管理，通过解决水稻生产智能化水平低、数字化管理缺失、农机农艺数据不融合等问题，使水稻生产从“靠天吃饭”，转变为依托智能装备，依靠科学决策依据进行全过程数字化管理的农业生产方式。水稻生产全过程使用卫星激光平地技术，使土地平整度不超过3cm；种植过程采用无人化有序抛秧机抛秧技术，替代人工并缩短秧苗缓青期，实现增产；收获环节人工智能收割机根据作物姿态、土壤环境、天气情况等信息，实现自适应调节、低损收获；运输环节由无人运粮车与收获机完成自动卸粮后，转运至智能烘干中心，利用水稻水分烘干曲线控制技术，降低爆腰率、减少谷物内伤，从而增加水稻出米率，同时保粮食品质。生产过程中配合数字化管理平台，构建土壤、病虫害、肥力等决策模型，90%以上的病虫草害和水分长势识别精度，实现精准喷药、变量追肥、智能灌溉和作物长势全程监控。全程智能装备与技术应用，每亩可以减少农事作业30%~40%；减少农药投入约20元；减少各类肥料20-30元；节水30%左右；碳汇量约1.8~2吨，效益显著。

5 离子束设备与工艺解决方案的国产化替代

关键词：离子束装备；超精密微纳加工；国产替代
 
入围理由：佛山市博顿光电科技有限公司从源头突破核心技术和关键工艺，实现高性能离子源及离子束装备的全国产化，工艺应用功能表现优异。如：在航天探测领域实现SiC光学遥感反射镜大面积高均匀性低温镀银；实现激光陀螺反射镜的亚纳米抛光修形、5PPM超低损耗极致指标镀膜；在国产光刻机镜头的超光滑镜片亚纳米抛光修形、掩膜版多层纳米级镀膜/刻蚀（钼硅）、193极紫外超低吸收镀膜等工艺上得到应用。高性能离子源产品进入半导体领域并实现批量和标杆客户复购的离子源产品，助力半导体领域特色工艺线应用实现突破。同时，开发出矩形射频离子源产品，在高温超导带材领域实现超薄超高精度种子层薄膜的低温大面积卷绕式镀膜量产。

6 立面维护机器人在大型复杂立面的智能化作业技术及装备

关键词：立面维护机器人；爬壁机构创成；工艺动态规划；智能安全作业；人机高效协作
 
入围理由：面向船舶、石化、风/核电等行业大型立面维护作业需求，彼合彼方机器人（天津）有限公司聚焦爬壁机器人工程应用中的技术与工艺瓶颈，系统突破爬壁机构创成设计、高效高质工艺规划、智能感知安全作业、人机互助高效协作等关键技术，创新研发出立面除锈、喷涂、检测机器人，构建覆盖立面维护全流程的智能化机器人立面维护作业体系。机器人现已应用船舶、石化、风/核电等行业，并实现海外供货。

7 面向批量定制的自适应可重构柔性控制技术

关键词：在线工艺规划；自适应运动规划；自动编程
 
入围理由：中国科学院沈阳自动化研究所针对批量定制产品离线工艺规划、机器人与PLC离线编程周期长的难题，通过融合在线工艺知识学习与推理、自适应运动规划、自动编程的工艺控制一体化、自动化架构，突破非结构化工艺知识高效提取、工艺知识主动推荐、复杂约束下机器人快速路径寻优、机器人和PLC程序自动生成与转换等技术，实现批量定制过程柔性控制系统的自适应可重构，大幅缩短批量定制的工艺规划、编程离线调整时间，以及交付周期。有力支撑批量定制产品对于生产系统快速响应的需求。本项科技进展已在电梯行业进行示范应用，研发出的上坎门头自适应可重构柔性装配系统，缩短电梯批量个性化定制的交付周期40%。该项科技进展成果也已推广至航天重大防务装备的柔性制造。

8 基于5G+工业互联的增材制造产线及在航天高端装备中的应用

关键词： 增材制造产线；5G+工业互联；航天高端装备
 
入围理由：面对当前增材制造单机设备有效利用率低、全流程自动化水平低、数据价值低、过程管控弱等问题，北京星航机电装备有限公司增材制造与5G融合，建成基于5G+工业互联的增材制造产线。通过开发多缸体连续生产的增材制造设备、自适应粉末循环供粉系统、基于力传感补偿的成形缸粉末自动清理、以及基于5G低时延RGV/AGV物流和基于力反馈的基板自动紧松螺钉等增材制造产线全流程的自动化成套装备，借助5G“大带宽、低时延、广连接”技术，打通自动化和信息化孤岛，增材制造产线实现设备、生产过程、工艺数据的全方位采集与信息集成。开发基于任务驱动的增材制造产线协同控制系统，实现基于5G边缘云存储与低时延的打印程序下发，生产调度、生产状态实时反馈，产线装备异常管控等功能。该科技进展成果已在近10余种航天装备4000余件产品实现应用，显著降低生产成本、提高生产效率，提升产品管控质量。

9 差别化聚酯长丝高效规模化智能制造工厂

关键词：智能制造；工业互联网平台；5G技术；未来工厂
 
入围理由：化纤行业是我国纺织工业的重要支柱产业，正面临着领先地位竞争激烈、产业不断外移的风险与压力。新凤鸣集团股份有限公司针对设备多、环节多、批次多、作业细的生产过程特点；规模化、长周期、产业链长的工艺制造特点和多工艺段、多产线并行的规模化制造特点，打造差别化聚酯长丝高效规模化智能制造工厂。综合应用5G、人工智能、数字孪生、工业互联网和先进制造工艺等10余项技术，以解决超3000万吨产能和近500亿产值所带来“大而不强，大而不精，大而不智 ”的工厂管理问题，同时解决行业装置分段式运作、数据链不完善、产业链协同管理能力低等共性问题。本项科技进展构建形成：“1（凤平台）+2（双网融合）+4（四链协同）+N（N家企业输出服务）”智能工厂构建新模式；产业协同化、产业数字化、管理现代化和数字产业化的智能工厂“四化”运营新样板；5G MEC云网融合、5G飘丝巡检机器人等工业场景5G创新应用；解决方案可复制可推广，服务行业多家企业。

10 现代制造业高速高精智能感知测控关键技术及应用

关键字：现代制造业；智能感知；测控技术；高速高精；生产流水线
 
入围理由：上海大学通过产学研协同攻关突破现代制造业高速高精智能感知测控关键技术难题，针对现代高速生产过程中造成视觉传感图像亮度不均、拖尾、模糊等问题，提出基于局部能量离散水平集图像子空间定位算法，攻克复杂场景下模糊图像的精准定位技术，技术高速动态检测精度达到了0.01毫米。提出基于区域投影直方图不变特征的数据稀疏表征映射匹配算法，实现图像子空间快速搜索。研发了速度1100米/分钟线缆检测装备。研制拥有自主产权的高速高精智能感知测控系统，攻克车辆紧固件、医药包装、新能源电池等产线的高速测控难题，实现在确保检测后产品合格率100%情况下，误检率小于0.3%。
 
以上为“2023中国智能制造十大科技进展”入围项目基本介绍。公示期为2023年10月27日-11月3日。公示期内若有异议，请及时反馈给智能制造科技进展遴选办公室。

联系电话：010-68799025  

邮箱：liuyq@cmes.org

 
关于“中国智能制造十大科技进展”
 
自2017年起，中国科协智能制造学会联合体持续7年开展“智能制造科技进展”研究，以智能化车间/工厂、智能制造技术及装备、基础、标准、服务模式等维度，持续跟踪发展与应用趋势，研究分析不同行业、企业推进智能制造的实践案例，遴选“中国智能制造十大科技进展”。
 
智能制造科技进展的研究、推荐、遴选，主要从创新性、引领性、应用成效、影响力、未来预期、知识产权等方面考虑，在智能制造领域中具有前沿性、新颖性或实质性、示范性的技术突破；解决智能制造领域技术难点或行业热点问题；在劳动生产率、效能回报率、对生态和生活环境改善的贡献程度；以及对行业创新能力和竞争力的提升等方面都具有一定影响。
 
本文来自：中国机械工程学会
 
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落地应用(852)

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