2021年,工程中心定位于解决物联网技术应用的共性瓶颈问题,始终面向物联网技术的产业需求开展技术攻关,围绕钢铁生产流程的能源计划与多介质动态优化调控、高性能动力电池高品质生产与智能管控、高精度古树木健康监测等多场景下物联网技术关键问题,取得了一定的技术攻关成果和创新应用,促进了学校、无锡市乃至全省在物联网技术应用领域的转型升级,进一步提升了我国的物联网技术应用国际竞争力,并顺利通过了2021年度教育部工程研究中心评估并获得良好的成绩,承担了国家重点研发课题2项、重点研发子课题2项以及国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等省部级科研项目10余项、企业产学研项目科研项目50项,研究成果在《Advance Materials》、IEEE汇刊等顶级期刊共发表高质量学术论文近80篇,自主培养国家“万人计划” 教学名师1人、江苏省“333工程”二层次人才1人,获得江苏省科学技术奖二等奖1项,中国商业联合会科技进步一等奖1项、二等奖2项,教育部高等学校科学技术研究优秀成果二等奖1项(第二单位),累计申请发明专利80项,授权发明专利46项,其中授权国际发明专利4项,登记软件著作权26项,转化专利5项;先后为企业提供解决物联网技术应用相关解决方案和技术服务30余次;通过物联网技术工程化应用和成果转化,推动了物联网专用芯片、工业物联智能终端、轻工智能装备、光伏发电等行业10余家企业的技术升级。
工程化案例1:研发城市园林精细化管理平台
工程中心科研团队建立了树木横截面内和纵向径切面内的应力波传播速度模型,为设计高精度的林木应力波成像算法打下了理论基础;提出了高精度的林木应力波二维断层成像以及真实感三维图像重建算法,研发成功具有完全自主知识产权的便携式林木应力波无损检测仪;设计了基于传感器网络、应力波、探地雷达和高光谱等多源信息融合的综合智能检测方案,开发了城市园林精细化管理平台,实现了对树木从根系到树干再到冠层的全方位智能检测,以及对大尺度古树群落的精准监测。成果推广应用到北京、开封、扬州、无锡、杭州、温州、湖州、丽水、嘉兴、宁波等地的园林管理、林业部门、文保部门及木材加工企业,取得了显著的经济、社会和生态效益。中央电视台、扬州电视台、中国江苏网、腾讯网、搜狐网、扬州日报等主流媒体对成果进行专题报道,成果获得2021年江苏省科学技术奖二等奖。
工程化典型案例2:研发多介质协同优化的钢铁生产动态调配系统
工程中心科研团队依托在研的国家重点研发计划课题,围绕钢铁生产的能源计划与动态调配问题,综合考虑各生产工序的耗能特点、能源设备的产能曲线、产品的耗能需求等因素,采用系统工程评价法、属性层次分析法、模糊评价法等综合方法,从设备层、工序层、系统层等角度构建多维度能效指标评价体系,建立多场景能源计划优化目标,定量评价系统运行性能的同时为制定能源计划方案提供相应的理论依据和应用指导;采用基于学习的知识提取法和人工领域的知识提取法提取物质流与能源介质的关联知识,形成多维度信息协同的能耗知识仓库。在此基础之上,标注对于各类调控决策问题的知识关联度,为优化发配电、煤气分配、蒸汽分配的调控提供调度规则,实现相对能耗(吨钢综合能耗与极限能耗间差值)降低3%。
工程化典型案例3:搭建基于工业物联网的动力电池智能工厂
工程中心科研团队依托在研的国家重点研发计划课题,针对高端电池生产过程中,生产原料种类繁多、工序复杂精细、生产速度快等导致难以精确对电池生产的物理空间虚拟建模问题,提出了高端电池制造“物理车间-车间行为-制造数据-服务属性”四层次异构要素融合的智能工厂底层设计框架,以高端电池生产线为对象,利用轻量化 i-Factory虚拟引擎结构,建立了完整表征电池生产的物料、工艺、设备、质量模型,描述物理模型间的逻辑关联,基于产线运行一致性原理,分析电池生产线运行状态、要素行为的动态演化,设计数据驱动接口,引入蜂窝物联网应用软件架构,搭建了高端电池制造智能工厂。