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2022年度工程中心亮点工作:聚力物联网关键技术攻关,助推产业智能化升级

来源:   工程中心    发布时间:2022-12-26    点击量:

2022年度,工程中心围绕物联网产业发展需要,开展了面向物联网的高可靠高性能电源管理集成电路芯片设计、高品质羽绒服协同制造与智能物流云边端协同、智能物联协同布控等多个物联网领域关键技术研发及产业化,取得了一定的工程技术成果,形成了一批代表性的产学研用示范。中心骨干提出的面向电源管理模块的数字系统超低功耗复位控制方法,设计了融合突发模式和单脉冲模式转换器,大幅降低了静态电流,提升了能量效率,相关研究成果“高可靠高性能电源管理 IC 关键技术及其产业化”获2022年江苏省科学技术三等奖1项。研究成果“智能物联协同布控关键技术及其应用”和“智慧仓储关键技术与应用”获2022年中国商业联合会科学技术二等奖和2022年中国轻工业联合会科学技术三等奖。工程中心核心成员与国内领先的羽绒服制造商波司登集团合作,依托联合实验室开展科研攻关,围绕羽绒服高端制造下的物联网技术关键问题,攻克了羽绒服装智能化生产关键技术,实现了基于边缘计算和物联网的物流云边端协同,极大的提升了羽绒服的制造效率和产品质量稳定性。上述项目的开发均服务江苏省和长三角地区企业,依托优势学科和自主研发的先进技术,相关研究成果对无锡乃至江苏省和长三角地区的物联网产业发展起到了积极的推动作用。

工程化典型案例1:基于物联网的高可靠高性能电源管理集成电路技术产业化

工程中心科研团队提出了面向电源管理模块的数字系统超低功耗复位控制方法,设计融合突发模式和单脉冲模式的DC-DC转换器,大幅降低静态电流,提升能量效率;提出基于后级反馈环路的电源管理架构,设计具有自适应滤波、降噪、自检特性的低噪声带隙基准源电路,研究不同负载条件下适应线性稳压器的相位补偿方法,提高系统稳定性和可靠性;提出面向电源管理芯片的抗闩锁新型ESD防护电路设计方法,建立3D ESD防护电路模型,设计高低压双向SCR管芯物理结构和电源管理芯片端口温度保护控制电路,增强电源管理芯片输出端的ESD防护能力,避免电路过温造成安全隐患;提出面向端口可复用的高精度移动设备供电检测的测试方法,设计基于负载动态切换的电源管理芯片测试响应系统,降低系统噪声和频谱泄漏等,提高测试精度,实现产品的快速迭代。通过无锡力芯微电子股份有限公司产业转化与推广,形成的产品主要应用于智能手机、可穿戴设备等领域,实现了进口替代、产品出口,客户群包括三星、小米、闻泰、海尔等。经江苏省半导体行业协会统计,力芯微电源管理类芯片的市场占有率为20%,成为国内电源管理芯片第二大供应商。近年来,工程中心技术成果在该领域转化产品的新增销售额累计约24亿元,新增利润累计约8亿元,产生了显著的经济效益和社会效益,成果获2022年江苏省科学技术三等奖。

工程化典型案例2:基于边缘计算和物联网的羽绒服智能生产关键技术产业化

工程中心科研团队针对羽绒服运输过程中的物流传输瓶颈,升级波司登物流中心的传送带设备,并提出边缘计算解决方案,目前工程中心与波司登集团联合攻关,并实现了物流云边端协同技术的产业化,已完成6类端功能的研发,运输效率已达2000/小时,CAN通信延时降至20ms以下,云平台监测系统已初步搭建完成;通过设备关键技术的攻关,已获专利7件,软件著作权2套。上述工程技术成果对波司登集团物流园的信息化、智能化建设具有促进作用,同时该项目所提出的物流分拣设备即插即用概念,具有行业先进性。开发的可量产应用的即插即用设备,突破了行业共同难题,实现了实质性技术创新。依托该技术形成的具有核心自主知识产权、具有行业先进性和引领性的智能化物流分拣系统解决方案,对于提升波司登科技有限公司技术开发能力具有明显的促进作用。工程中心科研团队攻关的羽绒服装智能化生产关键技术,经过3年的推广应用,直接应用单位13家,累计新增销售约38.98亿元,新增利润约2.33亿元。产业化后,羽绒服装生产装备和系统国产化率达到90%以上,带动了羽绒服行业上下游快速发展。同时,工程中心科研团队通过将个性化定制、智能生产、快速配送和优化决策等关键技术在波司登集团应用,经过国内7大直属工业园、4000多家羽绒服零售网点推广,生产和销售多品种、多规格羽绒服产品,畅销美国、法国、意大利等全球72个国家和地区,赢得全球超2亿人次选择,且波司登羽绒服连续25年中国市场销量遥遥领先。

工程化典型案例3:连云港岸电系统综合电力物联技术及产业化

工程中心科研团队与国家电网公司,中国电力科学研究院等单位联合开发了综合电力系统、区域互联电力系统,超级UPS微电网,为新能源发电控制算法打下了理论基础;提出了混合储能控制策略,互联电力系统控制与故障诊断,储能系统的主被动均衡控制等策略,研发成功具有完全自主知识产权的储能PCS50Kw的多能互补UPS等设备和系统;设计了基于传感器网络、压力、温度、红外等多源信息融合的综合智能物联检测与诊断方案,开发了设备预测性维护系统平台和储能PMS系统,实现了设备维护成本的降低和储能系统的能源管理和监控。成果推广应用到北京、连云港、淮安、南通、镇江、上海、长春、张家口等地的电厂,化工厂和光伏风力发电企业,取得了显著的经济、社会和生态效益。