物联网技术应用教育部工程研究中心在2024年以技术创新与产业需求为双轮驱动,聚焦物联网领域关键技术突破与成果转化,依托多学科交叉优势,构建了从底层器件到系统集成的全链条创新体系,取得代表性成果包括:获批长三角科技创新共同体联合攻关项目课题1项,新承担国家自然科学基金等国家级、省级纵向科研项目17项,累计纵向科研经费到账571.1万元,承担了企业产学研项目73项,累计横向科研经费到账964.96万元,获得江苏省科学技术二等奖1项,纺织工业联合会二等奖1项,中国上海市电力行业科学技术协会三等奖1项、1项产学研成果经中国纺织工业联合会鉴定达到国际领先水平,主持指定团体标准1项。相关科研成果在《Nano Materials Science》(IF=12.6)、《Journal of Materials Science& Technology》(IF=11.2)、《Journal of Energy Storage》(IF=8.9)、《IEEE Transactions on Neural Networks Learning Systems》(IF=10.2)等国际知名期刊发表,累计授权发明专利50项。这些突破性进展显著提升了我国物联网技术的国际竞争力,工程中心解决了智能感知芯片自进化算法、工业物联网在多行业领域的应用,打造出了更具示范效应的技术转化生态。
工程化典型案例1:云边端一体化的中药产线智能控制技术及产业化
工程中心“工业互联网智能优化制造”团队依托其在工业工程智能建模、控制与优化决策技术方面的丰富经验,聚焦中药提取精制生产过程中的关键环节,融合5G、云边端协同、深度学习、机器视觉等前沿技术,开发中药智能化物流技术、提取精制设备清洁技术以及智能化生产技术,构建端-边-云一体化的中药产线智能控制技术解决方案,实现提质、降本、增效和节能的目标。团队所提技术,面对中药生产过程中多变量、非线性、强耦合等复杂特性,通过智能化技术的应用与创新,突破传统生产模式的瓶颈。该技术在中国制药工业百强企业—江苏康缘药业有限公司实现了产业化应用,提升了康缘药业在热毒清产品对提取精制生产线上的智能化水平,间接带动制药装备、仪器仪表以及自动化系统等上游产业的技术迭代,该项技术可为中药、配方颗粒、保健食品等制造企业的转型升级提供示范与借鉴。
工程化典型案例2:智在纤里-新型物联网智能传感器守护电网安全
工程中心团队通过产学研合作和成果转化,研发了分布式光纤智能传感系统及在线监测仪,利用现有光纤网络结构布局,实现了“一芯多用”和通感智一体化功能。该系统集成了高性能在线式光时域反射仪OTDR和多路OPM光功率计,利用5G、WLAN和SPN等技术构建了三模融合的纤芯可视化智能监测系统,化被动巡检为主动感知,开发了光路性能检测和故障识别的深度学习模型,利用端边云的快速协同,实现对光缆纤芯及周边环境参量的实时监测、故障预警、故障识别和快速定位,提升了对光缆“可观、可测、可调、可控和可追溯”的全面感知能力。系统在山东东营和滨州等地电力通信光缆网络的试运营中,实现了对2570余公里、共计2020余芯光缆线的实时监测和智能运维。此外该系统还在东营市移动公司完成了32条、共计1230余公里光纤的监测纳管,产生了良好的社会和经济效益。
工程化典型案例3:太阳能网板瑕疵智能识别系统开发及产业化
工程中心团队针对传统的太阳能网板的缺陷检测依赖人工,劳动强度大、效率低和主观性强的问题,从有监督和无监督缺陷检测方法及其模型部署方案等方面开展了系统性研究,并最终开发出了已经落地应用的太阳能网板智能识别系统。针对太阳能网版缺陷检测存在目标小、部分类别数量不均衡和类别目标长宽比失衡问题,提出一种改进的GELAN-C的缺陷检测模型,并引入DBB重参数化模块构建多分支解耦头,同时还引入了ShapeIoU损失函数,进一步增强了模型的拟合能力,在模型参数量和计算量没有增加的情况,实现了太阳能网版缺陷的实时高精度检测。此外,工程中心团队还提出一种基于重建和记忆融合的轻量化无监督缺陷检测方法,克服了该领域良品率高和产品种类繁多所导致的缺陷样本稀缺、人工标注成本高昂以及可能引入主观偏差等问题,使最终的检测精度达到98.6%,速度达到96fps。自2023年底在合作单位产业化以来,已经给合作单位带来1000多万的产值,预计每年可以创造4000多万的产值,并可以在其他领域的产品缺陷检测中得到应用。