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軍用技術轉民用推廣目錄(續(xù))

(2015年度)

工業(yè)和信息化部辦公廳國防科工局綜合司

18用于油氣勘探的光纖地震檢波系統(tǒng)

【技術開發(fā)單位】中國電子科技集團公司第二十三研究所

【技術簡介】微地震監(jiān)測需要高靈敏度的檢波器，目前常規(guī)的檢波器無法滿足要求，國外高靈敏度檢波器引進費用極高，國內(nèi)一些油田曾聘請國外技術服務公司，采用鄰井監(jiān)測技術進行壓裂監(jiān)測施工，但國外公司只提供昂貴的工程服務，并且提交的監(jiān)測成果周期不定。檢波器技術落后，極大限制了微地震技術的應用。因此，必須研發(fā)高性能的檢波器系統(tǒng)。其關鍵技術如下。

1)陣列工程化技術。基于原有的光纖水聽器制造工藝，保證光纖地震檢波器的皮實耐用。同時，研發(fā)適用于地震勘探領域野外作業(yè)的輕型光纜，既滿足現(xiàn)場耐壓防磨的使用要求，又方便搬運安裝。

2)光纖地震檢波器陣列的一致性控制技術。通過優(yōu)化陣列的光路結構，最大限度地減少串擾對各檢波器一致性的影響；再基于原有成熟的光纖水聽器單元及陣列制造工藝，保證陣列光路和單元的損耗控制和相位的一致性。

3)光纖地震檢波器的高分辨率低頻地震波探測技術。通光光源波長控制等技術，傳感器光路結構的優(yōu)化和噪聲抑制，以及專門研發(fā)的信號處理技術，最大限度地實現(xiàn)低頻噪聲抑制。

4)基于FPGA的光電集成信號解調(diào)電路。利用光電集成設計技術，合理布局光路和電路，優(yōu)化印刷電路連線，減少光路連線，減小系統(tǒng)與外部器件的耦合，使系統(tǒng)可靠性大幅度提高。利用大規(guī)?？删幊踢壿嬮T陣列(FPGA)高密度的計算資源完成多路干涉光信號的同步解調(diào)。對于硬件部分實現(xiàn)的解調(diào)數(shù)據(jù)，轉換為地震勘探領域通用的SEGD格式，再采用標準以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，供后續(xù)信號處理使用。

【預期效益】采用光纖地震采集系統(tǒng)在線對水力壓裂效果進行多參量綜合監(jiān)測和遠程控制，進行油氣開發(fā)施工優(yōu)化，該技術的成功應用能夠大幅提高壓裂效果和油氣開采率，避免施工盲目性，節(jié)省成本，提高開發(fā)效果等；而且在線監(jiān)測技術能夠了解整個油區(qū)的開發(fā)動態(tài)，為調(diào)整、優(yōu)化油田開發(fā)方案及提高原油采收率提供科學依據(jù)。這對實現(xiàn)非常規(guī)油氣的經(jīng)濟開發(fā)、提升整個石油產(chǎn)業(yè)整體競爭力具有舉足輕重的作用，也填補了國內(nèi)在該技術領域的空白，具有非?？捎^的經(jīng)濟效益和社會效益。

國內(nèi)大部分油田已經(jīng)進入“低品位”非常規(guī)油氣藏勘探開發(fā)階段，也需要壓裂施工。目前的壓裂裂縫監(jiān)測急需微地震技術和產(chǎn)品，具有很大的市場需求。對于常規(guī)油氣資源勘探，市場需求更大。我國估計約有近200套地震儀系統(tǒng)，如果再計算三維地震勘探的需求，以及地震檢波器的消耗(一般壽命為2～3 a)，每年對地震檢波器的需求保守估計在1 000萬只以上，常規(guī)油氣勘探市場地震檢波器的規(guī)模應該在幾十億元以上。

19機器人噴涂系統(tǒng)

【技術開發(fā)單位】中國航空工業(yè)集團公司北京長城航空測控技術研究所

【技術簡介】機器人噴涂系統(tǒng)是“十二五”期間中航工業(yè)北控所自研的用于雷達罩表面噴涂的智能制造裝備。該設備的應用解決了現(xiàn)有武器裝備雷達罩涂層厚度難以控制的難題，大幅度提高了涂層精度和生產(chǎn)效率，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了無需更換工裝即可做到一套設備適用于多種型號雷達罩的噴涂需求。

利用該設備進行噴涂的雷達罩質(zhì)量一致性好，精度、效率高。尺寸為2 300 mm×3 100 mm的雷達罩單層噴涂時間可控制在≤5 min。該設備利用視覺系統(tǒng)進行工件定位，定位誤差在≤0.1 mm，設備配套的自動調(diào)節(jié)工裝能夠?qū)Χ喾N型號的雷達罩進行自適應定位，滿足了1套工裝適應多種工件的定位需求。設備的應用大大節(jié)約了工裝設計、制造的成本，同時極大地提高了生產(chǎn)效率，縮短了雷達罩制造周期，提高了企業(yè)的產(chǎn)能和加工質(zhì)量。

機器人噴涂系統(tǒng)主要包括總控系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)、執(zhí)行器系統(tǒng)、輸供漆系統(tǒng)及漆料飛濺遮擋裝置。其中，總控系統(tǒng)主要由西門子數(shù)控系統(tǒng)和上位機軟件組成，傳感器系統(tǒng)由視覺系統(tǒng)及安全系統(tǒng)組成，執(zhí)行器系統(tǒng)主要包括工業(yè)機器臂2臺、升降裝置2套、線性導軌2套、工件運輸系統(tǒng)1套和自動調(diào)節(jié)工裝1套。設備的研制過程中首次將Delmia數(shù)字仿真技術應用在雷達罩噴涂領域，利用DPM模塊預先對工業(yè)機器人、升降裝置、線性導軌、工件運輸系統(tǒng)、自動調(diào)節(jié)工裝、智能傳感器系統(tǒng)和視覺定位系統(tǒng)等進行了數(shù)學建模，并針對實際工藝流程進行仿真分析、碰撞干涉分析，對生產(chǎn)節(jié)拍進行了優(yōu)化，大大節(jié)約了設計制造的周期。同時，對于仿真、優(yōu)化后的系統(tǒng)，利用IGRIP模塊，根據(jù)現(xiàn)場的噴涂工藝，自動生成機器人離線程序，實現(xiàn)了雷達罩噴涂設備的全數(shù)字化設計。

【主要技術指標】1)尺寸為2 300 mm×3 100 mm的雷達罩單層噴涂時間可控制在≤5 min；2)涂層厚度精度為+0.01 mm ；3)均勻度為0.01～0.025 mm；4)無桔皮、流掛等人工噴涂缺陷；5)軌跡精度為+0.18 mm；6)工作空間：X方向為-5～5 m，Y方向為0～1 m ，Z方向為0～5 m，機器人最大臂展為2 824 mm；7)利用視覺系統(tǒng)進行工件定位，定位誤差≤0.1 mm；8)工裝回轉臺直徑為2 720 mm。

【預期效益】該系統(tǒng)不僅適用于雷達罩等回轉體類工件的表面噴涂，還可用于運載火箭外表面涂層、民機全機身涂裝、汽車車身涂裝以及電子產(chǎn)品表面涂裝等領域。該設備在上述領域的推廣可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。以杜爾公司為例，2013年杜爾公司噴涂設備累計銷售130套，單套售價約為300萬元，該公司去年發(fā)的市場預測，未來5年中國市場機器人噴涂設備需求總計約1 000套。飛機/導彈雷達罩機器人噴涂系統(tǒng)推廣后預計占市場份額約為1/10，5年內(nèi)可累計產(chǎn)生經(jīng)濟效益約為2億元。

20智能裝備系統(tǒng)集成及應用

【技術開發(fā)單位】中國船舶重工集團公司第七二四研究所

【技術簡介】引入“智能工廠”概念，成功研制出智能裝備系統(tǒng)集成及應用方案。同國內(nèi)以往相比，該應用方案對操作工人數(shù)的需求大大減少；該應用方案無論從人力節(jié)省、生產(chǎn)效率還是自動化集成程度上都達到了國際先進水平。

經(jīng)大量項目用戶的實際生產(chǎn)驗證，該應用方案大大提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善了生產(chǎn)環(huán)境，降低了能耗和勞動力，經(jīng)濟和社會效益顯著。最大限度地實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化、個性化和自我優(yōu)化，降低了生產(chǎn)成本，提高了制造業(yè)整體的智能化水平。

【主要技術指標】生產(chǎn)節(jié)拍達到6 s/臺，成品下線合格率為99.9%，全制造流程信息可追蹤和查詢。

【預期效益】

1)保證國家智能裝備制造的需要。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和國際競爭的加劇，制造業(yè)智能化與技術創(chuàng)新問題已經(jīng)越來越突出。制造業(yè)作為國家的基礎工業(yè)，將對提升工業(yè)制造水平和大力推進自動化、信息化，帶動工業(yè)現(xiàn)代化起到關鍵作用。

2)該智能裝備系統(tǒng)集成及應用的推廣，一方面可以促進企業(yè)提高智能化制造水平，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本和能耗，提高生產(chǎn)效率，整體提升企業(yè)的核心競爭力；另一方面，由于實現(xiàn)了智能化制造，大幅降低了操作者的勞動強度，對于整合并優(yōu)化人力資源構成，降低社會平均人力資源成本具有重要的意義。對于整體提高社會平均自動智能化水平，促進科技進步、自主創(chuàng)新，以及提高產(chǎn)品在國際市場競爭力等方面都具有切實的現(xiàn)實意義。

21天地合一短波超視距海洋觀測雷達系統(tǒng)

【技術開發(fā)單位】中國電子科技集團公司第二十二研究所

【技術簡介】該系統(tǒng)以軍用天波、地波超視距雷達技術為基礎，構建基于天波、地波一體化的短波超視距海洋目標監(jiān)測雷達系統(tǒng)，實現(xiàn)距離海岸線1 000 km大范圍的風向、風速和浪場等海面氣象參數(shù)的獲取，為大區(qū)域、高精度海洋氣象的監(jiān)測提供手段。

【主要技術指標】

1)天波海態(tài)監(jiān)測雷達：海態(tài)監(jiān)測周期最小為15 min；風速誤差：±4 m/s；風向誤差：±30°；浪高誤差：±1.5 m；浪向誤差：±30°；提供徑向海流，獲得大范圍流場(多部雷達同時觀測可獲得矢量流場)；臺風實時定位跟蹤，臺風定位精度：±30 km。

2)地波海態(tài)監(jiān)測雷達：提供海面海流，探測距離250 km(最大)，中心區(qū)域速度誤差<0.1 m/s，速度>5 m/s時方向誤差<5°；提供海面風場 ，探測距離130 km(最大)，中心區(qū)域速度誤差<2 m/s+20%測量值，速度>5 m/s時方向誤差<25°；提供海面浪場 ，探測距離130 km(最大)，中心區(qū)域浪高誤差<1 m+20%測量值。

【預期效益】我國海岸線1.8萬多公里，覆蓋海域300多萬平方公里，覆蓋海岸線需要約15部天波海態(tài)雷達，而全部覆蓋近海需要約300部地波海態(tài)雷達，因此，總的基礎設施國內(nèi)市場規(guī)模約15億元。

隨著國家“一帶一路”國家戰(zhàn)略的開展，該項目的成果(超視距海洋目標監(jiān)測雷達)可大大擴展到沿線國家(總的海岸線約10萬公里)，可提供對氣象、海洋觀測、漁業(yè)、遠洋運輸和海上石油開采等行業(yè)的生產(chǎn)有償服務，將會產(chǎn)生巨大的社會、經(jīng)濟效益，市場容量巨大。

22智能焊接裝備系統(tǒng)集成及應用

【技術開發(fā)單位】中國船舶重工集團公司第七二四研究所

【技術簡介】該單位突破了機器人開發(fā)集成應用的關鍵技術，研制成功了車身機器人自動焊裝生產(chǎn)線、汽車零部件機器人裝配生產(chǎn)線以及柔性化多功能機器人工作站等大型系統(tǒng)裝備。在中厚板焊接領域，成功突破了多自由度焊接機械手和機器人的多層多道焊接、焊縫自動跟蹤、焊接參數(shù)優(yōu)化集成及焊接過程數(shù)字化控制等關鍵技術，研制成功了具有國際先進水平的大型箱形結構智能化焊接成套裝備系統(tǒng)、船舶平面及曲面分段焊接自動化成套裝備、管道自動化裝焊成套設備等。在石油石化、鐵路車輛和工程機械等領域，成功開發(fā)出了激光、等離子等適應多種材料先進焊接工藝的機器人集成系統(tǒng)。

智能焊接機器人裝備應用于船舶平面分段流水線、中厚板焊接、不銹鋼及鋁合金等眾多焊接領域，智能焊接爬行機器人、自行走式智能小型焊接機器人、激光-電弧復合焊接系統(tǒng)以及大型復雜箱型結構件焊接數(shù)字化車間等裝備系統(tǒng)已達到國內(nèi)領先水平，部分已達到國際先進水平。

【主要技術指標】在垂直自動焊接機器人，多電極縱骨自動焊接系統(tǒng)，激光-電弧復合焊接系統(tǒng)，大型復雜箱型結構件焊接系統(tǒng)，自行走式智能小型焊接機器人，智能焊接爬行機器人，船舶分段數(shù)字化車間，中厚板結構件焊接系統(tǒng)，薄板激光、等離子焊接系統(tǒng)，機器人柔性焊接系統(tǒng)以及汽車焊裝系統(tǒng)等領域都處于國內(nèi)領先水平。

【預期效益】絕大部分制造生產(chǎn)企業(yè)仍使用著傳統(tǒng)手工焊接或手工加輔助焊接設備的方式，焊接質(zhì)量無法控制，勞動強度大，生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)周期長，這明顯地制約著產(chǎn)品規(guī)模化生產(chǎn)水平和能力的提高，智能焊接裝備系統(tǒng)在焊接行業(yè)的運用有助于減少能源消耗，降低生產(chǎn)成本，減輕工人勞動強度，保證焊接制造質(zhì)量的穩(wěn)定可靠性，使無(少)人車間、綠色車間、低碳車間成為現(xiàn)實。擴大我國大型裝備的市場份額，其產(chǎn)生的市場經(jīng)濟社會效益顯著。

1)改善了作業(yè)環(huán)境，降低了工人勞動強度和人身安全風險；2)提高了生產(chǎn)效率，縮短了制造時間；3)保證了焊接質(zhì)量一致，減少了返修率，顯著增強了產(chǎn)品質(zhì)量；4)降低了耗能、耗材和碳排放；5)使焊接行業(yè)達到工業(yè)化和信息化的深度融合；6)提高了加工精度，焊接質(zhì)量可靠一致，提高了能源裝備的使用安全和壽命。

23核生化應急和大氣污染監(jiān)測預測與控制技術

【技術開發(fā)單位】中國人民解放軍防化學院

【技術簡介】自然災害和人為原因造成的核生化物質(zhì)泄漏和傳播以及社會各層高度關注的大氣污染對人們的健康和生命構成了嚴重威脅。污染物的源項識別、危害預測、科學防控屬于核生化應急和大氣污染防治的關鍵技術，防化學院擁有一系列關于核生化危害防控和大氣污染防治的原創(chuàng)性成果，可有效實現(xiàn)污染防控一體化。

【主要技術指標】對核生化有害物質(zhì)進行近實時在線監(jiān)測、種類甄別和定量檢測，對核化設施和核化危險品運輸風險進行預報以及對事故危害進行實時評估，對重大傳染病疫情進行預測；提出核生化事故損失和應急代價最小化的應急方案；對重污染天氣進行預測預警，提出對大氣污染控制的最優(yōu)控制方案；對重污染源進行優(yōu)化布局和產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化調(diào)整。

【預期效益】

1)通過提升核生化安全防范技術水平，為應急準備提供決策支持和技術指導，在發(fā)生核生化事故或重大傳染病疫情時，及時提供應急決策支持和應急處置技術與設備，可獲得巨大社會效益。

2)在核生化事故應急處置中，通過提供最優(yōu)應急處置方案，減少事故損失，減低控制代價，具有潛在的重大經(jīng)濟效益。

3)通過在大氣污染防治中的應用，采取最優(yōu)方案進行產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整、重污染源優(yōu)化布局和污染天氣優(yōu)化控制等，可獲得巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。