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項目是國家科技攻關計劃“先進控制與優化軟件及綜合自動化軟件平臺產業化關鍵技術”子課題，項目在PCS層（過程控制層）與實時信息集成系統的基礎上，實時智能監測與故障診斷專家系統充分利用網絡技術、計算機技術、控制技術、通訊技術以及人工智能技術將分散的PCS層信息進行集成，實現信息管理的智能化。系統實現從已有的PCS層通訊網絡獲得數據，進行高一層次的綜合和處理，進行安全監督、故障診斷和預報，而不改變使用人員已經熟悉的操作程序和規則，因而可達到更好的安全監控與管理的效果。

本項目核心技術獲中國輕工業聯合會科學技術進步獎二等獎。 1、項目簡介 本項目所指復雜裝備主要為復雜動力機械裝備及其關鍵零部件，如汽輪機、壓縮機等。 本項目針對復雜裝備制造企業技術準備時間長、效率低、制造過程模式自動 化程度低、協調能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤島現象等實際情況， 研發了集數字化設計、制造和智能化監控管理為一體的設計制造管理系統。項目 重點突破了復雜裝備智能化制造過程和工藝參數優化、工藝工裝設計自動化、數 控機床生產的數字監控管理智能化、基于短距離無線通訊(Zigbee)技術的生產信 息雙向傳輸、自適應在線排產優化等關鍵技術，為研發設計制造集成管理系統提 供了技術支撐。 2、創新要點 （1）將開放式裝配建模技術應用于產品的研發中，創立了模型的 UML 表達 方式、裝配體特征、裝配配合公差分析和系統的裝配層次分析等，完成了產品的 結構設計、零件與裝配的聯動設計、裝配仿真分析，并建立了產品及其關鍵部件 的數字樣機。開放式裝配建模方法更有效地指導產品由整體構思到樣機設計的整 個過程。 （2）提出了面向數字化預裝配的分層干涉檢測算法，該方法把干涉檢測過 程分為粗檢測、半精檢測、精確檢測三層，通過逐層檢測，大大加快了干涉檢測 的速度，提高了檢測的精確度，有助于預裝配中優化裝配序列的快速生成。 （3）基于虛擬產品開發管理技術 VPDM，研究并解決了機械裝備虛擬數字樣 機開發中的數據交叉、耦合和冗余問題； （4）基于工程知識和多視覺特征模型，提出了一種裝配優化序列規劃方法。 利用直接裝配關系圖表達產品幾何信息、設計信息、制造信息和裝配信息等，通 過產品特性和操作環境的評價因素，構建裝配先后關系，從可行裝配序列中選擇 最優裝配序列，更好地幫助設計師完成裝配設計并做出正確決定。縮短了產品研 發時間，保證產品準時投放市場。 3、效益分析 目成果廣泛應用于多家裝備制造企業，其中 4 家企業利用該技術提高生產效 率 20%~30%，按時交貨率從 63％左右提高到 90％以上。近三年企業總計新增利 潤 6.1663 億元，新增稅收 3.3804 億元，新增銷售 28.058 億元。減少了 80%以 上的生產管理人員 4、推廣情況（已推廣企業） 本項目成果已在無錫透平葉片有限公司、無錫壓縮機股份有限公司、江蘇南370 方機電股份有限公司、無錫市安邁工程機械有限公司等生產企業得到成功應用。 授權專利： 1.數控機床刀具的在線管理方法 201010129780.1 2.車間加工設備群加工運行優化的方法 200910031198.9 3.數控機床監控方法 201110430626.2 

1 成果簡介 服裝安全與信息安全、食品安全一樣是每個國家戰略關注的核心之一，兒童 著裝的安全性又是重中之重。本項目基于兒童身心特殊性，及交互式設計理念， 擬對兒童智能服裝的研發模式進行系統、深入的探討，提出一套切實可行的理論 模型。首先，本項目將對消費者關于兒童安全服裝的需求進行收集和分析，并對 智能元件與人體的交互方式及各自的特性進行深入研究。通過對兒童身心安全、 服用舒適等多方面需求的掌握，結合智能元件的性能，探討智能可穿戴設備與兒 童安全服裝的結合方式，提出兼顧功能及美感的設計原則與方法。同時，通過對 可穿戴裝備與移動終端通信技術的分析，提出從單一式交互到多設備共聯的思想， 建立基于能源優化配置和高效率信息傳輸的多交互式兒童智能服裝研發模型。本 項目會為相關的研究人員提供具較高可操作性的指導規范，對龐大的中國童裝消 費市場結構改善會有積極影響。 2 關鍵技術及產品 關鍵技術： (1) 根據著裝者（兒童）的身心特點，從服用性能，信息交互性能，智能 元件的效能等方面分析智能安全童裝的多維度需求，作為本課題的重要研究基 礎。 (2) 從兒童的身心需求出發，探討智能安全模塊與兒童服裝結合的設計規 則。 (3) 根據智能安全童裝的功能性需求，從信息共享，協同監護的角度，探討 建立智能服裝與控制終端之間多交互式信息網絡的基本框架。 (4) 以產業化為目標，提出一整套適應性強、可操作性高的智能安全童裝研。 形成產品： 形成兒童定位安全、兒童 VR 圖案、兒童感溫變色、兒童趣味結構等多種功 能性服裝，同時也開發了相關的老年人等功能性服裝。 3 知識產權及項目獲獎情況 本課題在智能交互童裝的新產品生產方面已合作申請發明專利 12 件，授權 1 項發明專利及 1 項計算機軟件著作權，發表 6 篇高水平研究論文，獲省部級以上相關獎項 6 項。 4 項目成熟度 該研發成果已經初具規模的投入實施運作，直至 2018 年 5 月年，其營業收 入已經達到 1800 萬元，凈利潤達 675 萬元，預計 2018 年底公司資產總額上升到 8000 萬元；營業收入增長到 2800 萬元；凈利潤達 850 萬元，產品將給企業帶來 可觀利潤，并拓寬占領新消費市場。該項目的推廣對本行業相同企業具有很強的 借鑒意義。 在帶來豐厚的經濟效益同時，該項目研發成果還打造流行與市場實用性相結 合的現代智能兒童交互服裝品牌，以塑造強有力的安全智能童裝形象，拓寬企業 利潤增長空間。在傳統童裝設計中，以產品實用性為根本。而現代童裝設計中， 將科技提升至等次于品牌實用性地位，通過現代科技優勢與童裝流行趨勢結合， 最終消除穿戴者在生活中出現的各類因服裝穿著所引起的安全隱患。以此從側面 突顯品牌的地位與形象，為企業利潤的再創添加新途徑。 5 投資期望及應用情況 成果在行業內具有一定的先進性，已經在江蘇雅鹿男裝、無錫林科、常州雪 奈利等多家企業得到良好應用。 

論文在MOF基晶態材料作為光催化劑實現CO2到CO的光催化定向轉化的基礎上，選擇了兼容的反應體系和反應裝置，建立了光催化還原CO2反應和羰基化反應的串聯催化反應體系。

"本項目旨在發揮光纖光柵分布式傳感、有限元模擬、大數據、人工智能的學科交叉優勢，實現纖維復合材料結構的智能檢測與健康評估。 結合本團隊的前期研究基礎，按照需求分析、陣列式光纖光柵刻制、高頻信號檢測儀器研制、光纖光柵的復合材料結構埋入/表貼、材料性能測試、載荷在線監測、有限元模擬、靈敏度分析、復合材料結構典型損傷（準靜態承載、低速沖擊、雷擊）識別算法及其數據庫開發、結構健康評估算法研究而展開。主要成果及成果形式包括：（1）陣列式光纖光柵傳感器樣品；（2）高端復合材料結構在線監測裝備樣機；（3）復合材料結構損傷診斷軟件系統；（4）復合材料結構健康評估軟件系統；（5）常見復合材料結構損傷數據庫；（6）申請并授權國家發明專利；（7）發表SCI收錄的高影響力期刊論文；（8）建立研發平臺，培養專業技術人才。本項目面向航空航天、軌道交通、風電、共享汽車、艦船、武器裝備等領域對纖維復合材料結構的智能檢測和健康評估的急迫需求。前期實施案例有：玻璃纖維/環氧樹脂復合材料封裝的基片式光纖光柵傳感器；電子封裝用液態環氧樹脂的固化監測；大型風電葉片模具制造過程的光纖光柵在線監測；纖維復合材料結構雷擊過程的光纖光

本實用新型公開了一種基于軟體智能材料的姿態可調整沉浮平臺，包括支撐架及支撐架的周向上的至少三個沉浮裝置；所述的沉浮裝置包括：沉浮腔，所述沉浮腔的開口密封有驅動薄膜，沉浮腔內充有氣體使驅動薄膜膨出形成可變形空間；氣壓傳感器，監測沉浮腔的氣壓值并傳送至第一控制器；第一控制器，接收并處理氣壓傳感器的監測信息，控制驅動薄膜的變形；所述的支撐架上還設有：加速度傳感器，監測姿態可調整沉浮平臺的運動狀態并傳送至第二控制器；第二控制器，接收并處理加速度傳感器的監測信息，向第一控制器輸出控制信息；電源，提供動力。該姿態可調整沉浮平臺結構簡單，控制精度高，并且所產生的噪音小。

該團隊首次提出一種全新的基于齒輪構型的智能可編程力學超材料，其結構單元為剛度可連續變化的齒輪或齒輪組。研究還突破宏觀與微觀、金屬基和復合材料基超材料的集成一體化制造和集成驅動技術，實現了材料性能的大范圍、連續、快速調節，對減隔振、沖擊防護、無人系統/機器人等智能結構設計具有重要應用價值。

非線性光學開關材料是非線性光學材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學環境變化等）變化下，能夠在非線性光學 “開”、“關”兩種狀態間切換的物質。先前的大多數研究主要集中于液態材料，但其易失諧以及不穩定等特點，使得液態開關材料難以獲得實際應用。而固態非線性開關材料具備非線性性質優良、性能穩定、易于調控等優勢；但是目前具備固態非線性開關特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結構構筑基元是強響應非線性活性基團，而且環境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經報道的固態非線性開關材料在狀態間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴重限制了固態非線性材料在溫度響應方面的應用。 2018年吳立明課題組從理論上預測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學材料，并對其非線性光學性能進行了系統研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發現：該化合物可在溫度變化下發生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉變。通過單晶結構表征分析證實，該相轉變需要克服氫鍵網絡重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調控(NH4)2PO3F中的氫鍵結構，有望實現對該化合物相變能壘和相變溫度的調控。據此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環境的特點，設計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結構中氫鍵網絡不斷被削弱，發生相轉變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現為非線性開關激發溫度Tc的不斷降低。因此，通過調控材料中K+離子的含量，固態非線性開關材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現激發溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內的連續可調。這是首次實現對固態非線性開關材料激發溫度的調控，并且根據K+離子含量的控制，可實現在120攝氏度范圍內的寬溫度連續可調。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當K+含量高于30%時，由于氫鍵結構的過度削弱，該相轉變消失，這與實驗結果相符。該工作系統深入地探究了內部微觀結構與宏觀非線性光學開關性質之間的內在機制，不僅打破了傳統非線性開關局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調控宏觀性質提供了有益的參考。

半導體納米線是一種獨特的準一維納米材料。它不僅是電荷的最小載體，也是構建新的復雜體系和新概念納米器件的基元。在該領域中，新現象和新概念層出不窮，推動著材料、物理、化學等交叉學科的發展，并將對未來電子、光電子、通訊等產業產生重大影響。在這一當今最前沿的研究領域中，國際上尤其是發達國家集中了最精銳的研發力量，以期望在納米器件的實用化方面有所突破，在未來高科技爭奪戰中，保持領先并居于主導地位。在納米研究領域，美國政府僅在2005年就投入10億美元，而日本在同一年的投入約12億美元。 我國的《國家中長期科技發展規劃綱要》中也已經把納米科技作為基礎研究重大研究計劃，列入重點支持范圍。其中一維功能納米材料的控制合成、性能調控及應用研究是目前納米材料研究的世界熱點。 張躍教授承擔了973、863、重大國際合作、自然科學基金杰出青年基金和面上項目等各類納米研究方向的課題，通過創新合成方法、優化合成工藝，實現了多種形貌的一維功能納米材料的可控制備，利用等多種手段對納米材料的形貌、結構進行了表征，并對其生長機理、力學性能以及光致發光、場發射、導電性等物理性能進行了系統和深入的研究，特別是在碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用領域取得了重要突破，其代表性成果包括： 1.改進了ZnO和摻雜ZnO一維納米材料的制備方法。采用化學氣相沉積法，在較低溫條件下，通過不同工藝成功制備了純ZnO及In、Mn、Sn等摻雜ZnO納米棒、納米線、納米帶、納米電纜、納米陣列、四針狀納米棒、納米梳、納米盤等多種形貌結構的納米材料，實現了一維ZnO納米材料較低溫度條件下形態和尺度控制生長，產物品質純凈、產率高、質量好，易于工業化生產。制備方法受到國際同行的高度評價，認為是半導體制造領域中氧化物納米結構集成方法的重大進步，不僅對從事納米材料研究的科學家，而且對半導體產業意義重大。有關雙晶ZnO納米帶的論文發表在國際知名期刊Chemical Physics Letters (2003，375：96-101)上，論文被引用60余次，位列該期刊2003至2007年被引用前50名之內。 2.提出了一維氧化鋅納米材料新的生長機理。首次合成四針狀納米氧化鋅材料并揭示了該結構的八面體孿晶核生長的理論模型，該研究結果的論文發表在Chemical Physics Letters (2002,358:83-86)上，被他引更是達到了130 余次。首次發現和論證了一維氧化鋅納米結構中的螺旋位錯誘導晶體生長機理，觀察到了一維氧化鋅納米材料存在的大量螺旋位錯、周期性的位錯及生長臺階，發現生長是沿著位錯進行，且與其伯格斯矢量的方向一致。 3.原位研究單根ZnO和In-ZnO納米線的力學行為。利用TEM對單根納米線加載交變電壓使其發生共振，原位測量其本征共振頻率，通過計算得出氧化鋅納米線的彎曲模量。氧化鋅納米線可以構建納米懸臂梁和納米諧振器，通過氧化鋅納米線構建的納米秤，測量了黏附在納米線自由端的納米顆粒質量。該研究論文發表在英國物理協會的期刊J. Phys.: Condens. Matter( 2006, 18 (15), L179-L184)上，被評為該期刊2006年度的頂級論文(Top paper)，位列其中第九名，是該年度該期刊22篇Top papers研究論文中唯一由中國研究人員完成的成果。 4.合成了多種ZnS準一維納米材料，并提出了四針狀ZnS納米結構的生長機理，指出其生長過程由立方相形核和六方相孿晶生長機制共同控制。同時率先報道了ZnS四針狀納米材料的光致發光性能，發光波長相對其它ZnS 納米材料發生藍移4.8~32.8nm。該研究論文發表在國際著名期刊Nanotechnology (18 (2007) 475603)上，在發表后的第一個季度內，下載量就超過250次，成為該期刊排名前10％的熱點文章。 5.碳納米管及ZnO納米陣列的實際應用取得了重要突破。采用涂敷和CVD兩種方法成功制備了多種大面積碳納米管陰極，采用水熱合成法制備了大面積一維納米ZnO陣列陰極。首次研究了納米陰極的強流脈沖發射性能，其中碳納米管陰極的發射電流密度高達344 A/cm2，ZnO陰極的發射電流密度達到123A/cm2。系列研究成果發表在Carbon、Appl. Phys. Lett.等國際著名期刊上。研制的多種納米陰極在線性感應加速器上已經得到成功應用，陰極的發射電流強度及發射電子的均勻性遠遠高于現有的陰極性能指標。 張躍教授有關納米材料的研究成果獲教育部高等學校科學技術獎（自然科學獎）二等獎1項（2006-052），完成專著1部，另合作出版專著1部，發表論文80 余篇（其中SCI 40余篇、EI 近20 篇），重要成果發表在Appl. Phys. Lett.、Carbon、Advan. Funct. Mater.、 J. Physical Chemistry C、Chemical Physics Letters、J. Phys.: Condens. Matter、J. Physics D: Applied Physics、J. Nanosci. Nanotech.等國際知名期刊上，申報12項發明專利（已授權5項）。發表研究論文中的4 篇代表性論文，已被引用300余次，單篇他引超過130次。

非線性光學開關材料是非線性光學材料的一個重要分支，指的是在某種外界條件（如：光、熱、化學環境變化等）變化下，能夠在非線性光學 “開”、“關”兩種狀態間切換的物質。先前的大多數研究主要集中于液態材料，但其易失諧以及不穩定等特點，使得液態開關材料難以獲得實際應用。而固態非線性開關材料具備非線性性質優良、性能穩定、易于調控等優勢；但是目前具備固態非線性開關特性的材料卻還很匱乏，這是因為其不僅要求其結構構筑基元是強響應非線性活性基團，而且環境變化下具備基元間對稱性的可逆重排特性。目前，已經報道的固態非線性開關材料在狀態間切換依賴于材料本身的相變溫度Tc，正因如此，已報道材料只能在一個固定溫度點下使用，這嚴重限制了固態非線性材料在溫度響應方面的應用。 2018年吳立明課題組從理論上預測具不對稱性的單氟磷酸根PO3F2-有望成為新的DUV NLO功能基團，并提出氟磷酸鹽可作為深紫外非線性光學材料；進而通過實驗合成獲得(NH4)2PO3F，NaNH4PO3F?H2O，(C(NH2)3)2PO3F等新型單氟磷酸鹽深紫外非線性光學材料，并對其非線性光學性能進行了系統研究。（Chem. Mater. 2018, 30, 7823-7830.）。對其中非線性晶體材料(NH4)2PO3F相變特性深入研究發現：該化合物可在溫度變化下發生低溫相（P21/n、無非線性信號）和高溫相（Pna21、有非線性信號）的相互轉變。通過單晶結構表征分析證實，該相轉變需要克服氫鍵網絡重排的能壘。基于此，該工作提出，如果能調控(NH4)2PO3F中的氫鍵結構，有望實現對該化合物相變能壘和相變溫度的調控。據此，該工作利用K+與NH4+的半徑相似但不存在氫鍵環境的特點，設計合成了一系列化合物Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0.0 – 2.0)。研究表明，隨著K+含量x的增加，由于Kx(NH4)2-xPO3F結構中氫鍵網絡不斷被削弱，發生相轉變所需克服的能壘也逐步降低，在材料性能上則表現為非線性開關激發溫度Tc的不斷降低。因此，通過調控材料中K+離子的含量，固態非線性開關材料Kx(NH4)2-xPO3F (x = 0 – 0.3)可實現激發溫度Tc在270–150 K大溫度范圍內的連續可調。這是首次實現對固態非線性開關材料激發溫度的調控，并且根據K+離子含量的控制，可實現在120攝氏度范圍內的寬溫度連續可調。通過理論計算高溫相與低溫相的自由能證實當K+含量高于30%時，由于氫鍵結構的過度削弱，該相轉變消失，這與實驗結果相符。該工作系統深入地探究了內部微觀結構與宏觀非線性光學開關性質之間的內在機制，不僅打破了傳統非線性開關局限在特定溫度的壁壘，而且為今后研究氫鍵機制作用下調控宏觀性質提供了有益的參考。