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大型工程机械装备智能化终端与运维平台关键技术及产业化应用

2021年04月20日13:09

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    项目简介

    大型起重机、掘进机等工程机械装备是国家基础性、战略性重大工程建设的国之利器,但国产装备运维能力差,施工中宕机故障甚至事故时常发生,严重制约国际化进程,在与世界巨头卡特彼勒、小松、迪尔竞争中遭遇瓶颈。解决问题的根本途径是提供“端-边-云”协同的“少故障、低延时、远距离”设备健康性能运维保障及服务。在国家863、973、国家自然科学基金等项目支持下,历经15年产学研用联合攻关,攻克了端-边-云协同精准感知、健康状态评估精准建模、运维调度快速服务等关键技术,研制了工程机械装备系列远程运维服务平台,为我国工程机械装备快速走向世界做出了贡献。主要创新点如下:

    1.工程机械装备海量异构信息感知“端-边-云”协同与智能终端技术:突破了片上算法模型智能传感器技术,发明了变频采样稀疏编码特征提取新方法,攻克了多源异构数据融合的边缘计算、数据高可靠传输、边云协同自适应协议解析等技术,研制了系列智能化终端,形成了国家标准。

    2.大数据驱动、知识库支撑、多模型融合的装备健康精准评估技术:突破了核函数扩散映射的工程机械云端大数据分析技术,构建了核心部件全生命周期数据库、知识库和模型库,创建了自增长、自扩展、自适应的深度迁移学习设备健康精准评估模型,发明了健康指数雷达图谱表达法,实现了典型故障快速诊断、性能精确评估及健康状态精准预测预报。

    3.“智能在端、决策在云、管控在屏”的工程机械远程运维服务平台:创建了装备云平台标准架构,攻克了海量异构数据接入、存储、访问及分析关键技术,开发了可组态、可升级、可移植的工业微服务组件库,研发的“装备云”、“宝之云”等云平台及系列工业APP实现了工程机械装备工况的实时在线监控和运维服务。

    授权发明专利86件(含国际专利3件),实用新型25件,软件著作权75件,形成国家标准8件,发表SCI/EI论文67篇。研发的智能化终端、“装备云”、“宝之云”等云平台及系列工业APP,广泛应用于全球180多个国家100余万台起重机、盾构机等工程机械。近三年,新增销售额68.70亿元,新增利润9.46亿元,新增税收3.66亿元,经济社会效益显著,实现了我国工程机械装备行业由生产型制造向服务型制造转型升级,推动了产业由大到强的跨越式发展。

    获奖等级:特等奖

    完成单位:上海交通大学,徐州重型机械有限公司,中国铁建重工集团股份有限公司,中铁工程装备集团有限公司,上海宝信软件股份有限公司,上海工业自动化仪表研究院有限公司,大连理工大学,济南大学

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