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山东大学科技成果直通车驶入济宁创新谷
jyx123321 2020-10-30 10:52
今天山东济宁新闻网报道了一则新闻《山东大学科技成果直通车驶入济宁创新谷》: 济宁新闻网讯(记者 闫格 通讯员 寻广通) 10 月 29 日,山东大学科技成果直通车(济宁创新谷站)活动在济宁创新谷运营中心成功举办,此次活动是山东大学今年以来在省内举办的首场线下对接活动,由山东大学、山东省技术市场管理服务中心、济宁市科技局、济宁高新区管委会主办,鲁南技术产权交易中心、济宁创新谷集团承办,旨在深化产学研合作,推动高校科技成果资源向济宁创新谷汇聚,搭建企业技术需求与高校资源对接平台,切实服务企业技术创新。 网页链接如下: http://www.jnnews.tv/p/782645.html 本人参加了这个活动,以 “ 1 、我是谁? 2 、我有什么产业技术成果? 3 、我为什么能有这些成果? 4 、我有哪些实践案例? 5 、如何联系我? ” 等五个问题的自问自答形式做了报告《低成本多物理量集成的智能检测和健康评估技术》,然后和感兴趣的多个企业届朋友面对面地交流了技术问题,相互启发,共同进步,受益良多。 我把这个会议报告以 PDF 格式文件放在这里,请多提宝贵意见,共同促进低成本多物理量集成的智能检测和健康评估的技术发展和产业应用。 山东大学科技成果直通车-贾玉玺技术报告-20201029.pdf
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低成本多物理量集成的智能检测和健康评估
jyx123321 2020-9-4 10:07
按照学院要求,填写了《科技成果信息征集表 --- 基于光纤传感的低成本多物理量集成的智能检测和健康评估》,也借此机会进一步梳理了我们团队的这一研究方向。我把相关内容也放在自己的科学网博客里,希望能和各位科学网博友相互启发,集思广益,共同促进相关产业技术进步和经济发展。 我国是制造业大国;产品制造过程通常涉及多个环节,且产品更新换代频繁。当前企业数据仅有不到 2% 被保存,而保存下来的数据仅有 10% 的数据能得到分析。在数字经济和实体经济深度融合的当下,产业主要 “ 痛点” 是如何做到 “ 低成本、方便、高效地采集高质量的适中规模数据即能完成适中的人工智能( AI )任务 ” ,使得 AI 落实到各种制造过程的各个环节,推动经济高质量发展。 为了牵着牛鼻子走,本团队研发的新技术新产品是:表贴 / 内植的、固体应力应变温度 / 流体种类及其浓度等多种物理量同源同构集成的、准确可靠、极低成本、基于阵列式光纤光栅的智能检测技术和装备;进而挖掘理论知识,利用计算机的强大算力,开展数值仿真,获得更多种类物理量的全空间分布、全时间演变的量化信息;利用这种高质量的适中规模的数据,通过训练使得 AI 满足所需的预测能力。 具体而言,把多物理量同源同构集成的、准确可靠、实时在线、极低成本的光纤传感传输技术用于工业过程的计算机仿真的输入条件量化确定、中间及最终结果量化评估,大幅度地提高模拟仿真技术的精确度和可信性,进而以计算机仿真技术作为大数据的采集手段,低成本、高质量、格式化、高效率地按需生成 AI 赖以发挥作用的训练数据,建立 AI 的低成本预测能力。
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本人作为发明人的76件发明专利分类统计
jyx123321 2020-9-2 11:15
本人作为发明人的发明专利按照产业技术领域主要分为五类: 1 、智能检测 / 智能制造及其在多个行业中的应用技术,以红底色标记序号,小计 44 件; 2 、空气净化及工业废气治理技术,以黄底色标记序号,小计 5 件; 3 、无纺布 / 麻纤维复合材料 / 牛皮纤维再生革及其在多个行业中的应用技术,以蓝底色标记序号,小计 17 件; 4 、搪塑粉及其成型和应用技术,以绿底色标记序号,小计 5 件; 5 、纤维复合材料雷击防护技术,以灰底色标记序号,小计 5 件。 合计:申请发明专利 76 件(统计于 2020 年 9 月 2 日)。 诚心希望这些专利技术能在更多的产业技术研发和产品制造中得到推广应用,促进智能检测 / 智能制造、空气净化及工业废气治理、无纺布 / 麻纤维复合材料 / 牛皮纤维再生革、搪塑粉及其成型和应用、纤维复合材料雷击防护等产业技术的进步,多方合作共赢! 按照申请人 / 专利权人分列了清单(专利序号的底色是按照产业技术领域分类标识的),可见如下的 PDF 文件。欢迎批评指正! 发明专利信息-贾玉玺-分类-20200902.pdf
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仿真优化与智能检测课题方向的逐渐打造
jyx123321 2020-5-20 11:24
大概在四年前,本人所在的高分子材料研究所规划学科发展方向,希望我能凝练自己课题组的研究方向,在 10 个字以内加以描述,从而作为本所的三大方向之一。回顾、梳理本课题组这些年的所作所为,在反复斟酌之后拟定了“仿真优化与智能检测”的名称。 5 月 11 日 本单位要求填写《特种高分子材料学科资源概况表》以迎接第五轮学科评估,将“仿真优化与智能检测”学科方向细化为“多尺度模拟仿真”和“分布式光纤智能检测”两个研究方向。 从 1992 年秋季在西安交通大学机械工程学院获得在本院推免读研资格以来,就一直从事材料加工成型和使役破坏的模拟仿真和优化设计,深切感受到模拟仿真的输入条件如何准确量化、输出结果如何量化验证的反复持续煎熬,因此不得不想方设法寻求和探索材料加工成型及使役破坏的实时在线监测技术,最终选取了光纤传感传输技术作为本课题组的主要在线监测技术,并充分发挥我们的材料设计---制备---加工的专业优势,结合本课题组的模拟仿真和优化设计传统优势,努力探索低成本、大规模组网、分布式、多种物理量集成、气液固普适同检的光纤传感技术。 随着技术探索的不断深入和拓宽,愈加感觉到,无论是德国所谓的 工业 4.0 ,还是我们所谓的制造 2025 ,还是其他国家的先进制造计划,具有超低时延、大带宽、大规模连接特点的 5G 是最根本的基础设施,在这个最根本的基础设施之上,大规模、分布式、各种物理量的实时在线传感传输也就能成为现实,从而构建智能物联的基础设施层 IaaS ;进而各种各样的平台层 PaaS 和纷繁复杂、变化万千的应用层 SaaS 就能发挥作用。 否则,就如“巧妇难为无米之炊”! 今天看到微信朋友圈里一位好友发的一张图片,眼前猛的一亮,其配图文字更是很有深度“现在及未来,必将是工业互联网一统“天下”时代,借助互联网、大数据、传感器、控制器等媒介,通过智能化生产、网络化协同、个性化定制、服务化延伸,将人、数据和机器连接起来,推动物理世界和数字世界的融合,实现真正的工业智能化和万物互联化”。 回顾自己近 30 年的懵懵懂懂、跌跌撞撞的科研历程,再看微信好友的这个图文,真的是另有一番滋味在心头啊。
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十谈智能+X的要素和实施---如何利用信息类“新基建”
jyx123321 2020-4-26 19:53
在 2020 年 3 月 9 日写了博文《八谈智能 +X 的基本要素和实施路径 --- 新基建中的四大 DT 基础设施 》,被选为了精选博文,网页链接如下: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=99553do=blogid=1222536 。 此后经过了一个半月的高强度课题研究和疫情下的不断反思,就如何利用信息类 “ 新基建” ,逐渐形成了一些认识,放在自己的博客里,抛砖引玉,希望能得到众博友的批评指正。 可以这样说,这次重大的全球疫情使得我们的社会经济难以回到 2019 年的那种社会文化和经济生态了。去全球化经济运动、民粹主义和威权主义可能在相当多的国家里变得更加严重,人才、技术、资本和商品的国界壁垒可能大幅度提高,在这种可能剧变的营商生态环境中,绝大多数制造业企业的工业互联网运用和数字经济转型或许不得不快速落实,无论被迫还是自愿,根本原因则都是降本提质增效的持续压力。 国家在大力加强“新基建”,不过大多数企业是没有机会直接参与这些“新基建”的,而是谋求在这些“新基建”的成果基础上间接获利。那么这些众多的间接参与“新基建”的企业如何获利呢?除了通常的互联网技术所致的信息化和数字化及其导致的网上营销和管理等方面的益处,制造业企业在网络化、数字化、信息化的基础上更可以实现制造环节本身的降本提质增效,这才是根本的高质量发展之道。特别地,对那些必须靠国际中高端市场才能更好地发展壮大的企业来说,这种能被用来降低制造成本同时提高制品质量的新一代信息基础设施及技术体系应是很有吸引力的,估计今后单纯地降低成本(质量差)、单纯地提高质量(成本高)的路子愈加行不通了。 这种天时(重大疫情和后疫情时代的社会经济环境变化)、地利(工业互联网、 5G 、人工智能和大数据中心等新基建)、人和(无论自愿还是被迫的制造环节本身的降本且提质的协同增效),有可能使得各种工业制造和使役过程的数学建模、模拟仿真、在线监测和优化设计技术发挥更突出的作用,把各个相关学科专业理论知识和人工智能技术的优势复合,实现知识和数据双轮驱动的人工智能,显著增加人工智能技术的可解释性、安全性和复杂工业应用实效性,从而可以通过更低的成本、更高的性能提升我国制造业产品的国际竞争力,有助于突破日益强化的国际贸易壁垒,正如:魔高一尺、道高一丈。
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九谈智能+X的基本要素和实施路径---低成本阵列式多物理量集成的智能检测和健康评估
jyx123321 2020-3-29 11:27
写在前面的话:前天傍晚收到我们学院分管科研的张院长微信: “ 结合我校区域位置及人工智能学科优势, ** 区按照市委市政府的部署要求积极研究大数据、人工智能等相关产业,编制示范区建设规划,打造以国家超算中心为核心的人工智能谷、以山大路片区为核心的人工智能会客厅、人工智能产业基地和科创走廊,全力做好示范区品牌,为此现向全校但不限于以下(人工智能、大数据、智能制造、智慧城市、网络安全、虚拟现实)领域的专家,征集 1-2 页最新的成果汇总 PPT ,最好含 3 张以上清晰图片,经区政府审批论证通过,会以先展览 - 再推广 - 后转化的流程实施最终落地(学科交叉共建研究院等形式),请各位老师积极宣传参与报名,将优秀成果 PPT ,于下周一前发送至 ****@sdu.edu.cn 邮箱,感激不尽 ” 。尊敬不如从命,因此尽快梳理了自己的研究方向,拟定了题目《低成本阵列式多物理量集成的智能检测和健康评估》,按照产业技术痛点、自己团队研发的新技术新产品简介、基本技术方案、团队研究基础和成果的顺序组织了四段内容,在 PPT 里插入了几幅有代表性的图片。为了便于博友们审阅其文字内容,我把文字单独提取出来,直接放在这个博文里;至于图片,可以查阅 PDF 附件(上述成果汇总 PPT 的 PDF 版本)。欢迎大家多提宝贵意见,集思广益,促进学科交叉发展和产业技术进步! 目前的 AI 技术通过大量人工标注和统计数据归纳模型,具有 “ 大数据、小任务 ” 的缺点,得出的结果缺乏可解析性。我国是制造业大国,而每种产品的制造过程通常涉及多个环节,且产品更新换代频繁。当前企业数据仅有不到 2% 被保存,且保存下来的数据因技术与流动性等问题而仅有 10% 的数据能得到分析。在积极引导数字经济和实体经济深度融合的当下,主要 “ 痛点 ” 是如何做到 “ 低成本、方便、高效地采集高质量的适中规模数据即能完成适中的 AI 任务 ” ,从而使得 AI 落实到各种制造过程的各个环节,推动经济高质量发展。 为了 “ 牵着牛鼻子走 ” ,山东大学团队研发的新技术新产品是:表贴 / 内植的、固体应力应变温度 / 流体种类及浓度等多种物理量集成的、准确可靠、低成本、基于阵列式光纤光栅的智能检测技术和装备;进而充分挖掘和利用理论知识,精确合理地建立显式数学模型、确定初 / 边值条件;利用计算机的强大算力,开展数值仿真,获得更多种类物理量的全空间分布、全时间演变的量化信息;利用这种高质量的适中规模的数据,通过训练使得 AI 满足所需的预测能力。 具体而言,把多物理量集成的、准确可靠、实时在线、低成本的分布式光纤传感传输技术用于工业过程的计算机仿真的输入条件量化确定、中间及最终结果量化评估,大幅度地提高模拟仿真技术的精确度和可信性,进而以计算机仿真技术作为工业过程数据采集的重要手段,低成本、高质量、格式化、高效率地按需生成 AI 赖以发挥作用的训练数据,进而获得 AI 的低成本预测能力。 团队负责人:贾玉玺博士,山东大学三级教授 / 博导 / 博士后合作导师,国家 973 计划项目专家组成员、山东省自然科学杰出青年基金获得者,受聘为多家公司技术顾问。作为课题负责人承担了国家 973 计划课题 1 项;作为项目负责人承担了国家自然科学基金 6 项;作为子课题负责人承担了 973 计划、自然科学基金、国防重点科研等国家重点或重大项目近 10 项;作为负责人完成了多项企业委托技术开发项目;授权美国发明专利 2 件、我国发明专利 64 件,登记软件著作权 7 件;发表 SCI/EI 论文 180 余篇;培养博士后 2 名、博士生 21 名、硕士生 33 名;获得省部级科技奖励一等奖 2 项、二等奖 1 项。 山东大学贾玉玺教授的智能检测科研成果简介-20200329.pdf
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六谈智能+X的基本要素和实施路径---牵着牛鼻子走
热度 2 jyx123321 2020-2-25 16:16
在 2020 年 2 月 23 日写了科学网博文《五谈智能 +X 的基本要素和实施路径 --- 论文 / 专利 / 生产实践的协同增效 》,被科学网选为了置顶精选博文,网页链接如下: http://blog.sciencenet.cn/blog-99553-1220022.html 至今,课题组的任何同学都不能返校。我进出住宅小区、校园都要测体温,因此近期也就没有到实验室去。索性继续在家梳理课题组的研究方向和内容,再写一篇随笔并群发课题组同学们和相关朋友,和大家一起看清方向,进而脚踏实地向前进。 在 2020 年 2 月 20 日我写的科学网博文《四谈智能 +X 的基本要素和实施路径 --- 以智能制造为例》里,以阿基米德之言“给我一个支点,我能撬动地球”,阐述了智能制造的基本要素、框架结构、逻辑关系和实施路径,其中在最后一段特别指出 “ 没有这些精通传统制造业的人才,如何落地分布式、多物理量、准确可靠、实时在线的低成本工业监测技术?如何做好纷繁复杂、变化万千的制造过程模拟仿真?其实,我认为这才是阿基米德在寻找的支点啊”, 网页链接如下: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=99553do=blogid=1219499 如上所述,反思我们课题组多年的智能检测和健康评估技术研究的经验教训,我认为这里面真正的牛鼻子就是:表贴 / 内植的、空间分布式、固体应力应变温度 / 流体种类及浓度温度等多种物理量、准确可靠、实时在线、低成本的工业监测技术。这个牛鼻子技术就基本上把纷繁复杂的物理化学过程的一些重要信息实时在线地量化在我们眼前了。在此基础上,就可以充分挖掘和利用我们人类社会积累的宝贵知识,更加精确合理地建立数学模型;进而利用计算机的强大计算和存储能力,开展数值模拟仿真,从而获得更多种类物理量的全空间分布、全时间演变的量化信息;一旦有了这种高质量的大数据,通过训练使得人工智能技术满足所需的预测能力、预测精度和预测速度就是自然而然的事。 至今,我们课题组已在多个产业方向上开展了相关的智能检测技术研究,也在 2020 年 1 月 14 日的“ 2020 山东大学 --- 威海 产学研对接暨助力文登高质量发展合作大会”上正式发布了七个智能检测实施案例: 1 、橡胶 / 光纤光栅分布式压触传感器; 2 、复合材料封装的基片式光纤光栅传感器; 3 、大型压滤机使役在线监测; 4 、电子封装用树脂的固化成型在线监测; 5 、大型风电叶片模具制造和使役的光纤光栅在线监测及健康评估; 6 、复合材料结构雷击过程的光纤光栅在线监测和雷击防护; 7 、气敏高分子膜 / 光纤光栅传感器的气体在线监测。每个案例被做成了一张 PPT ,简介了基本过程、应用领域和价值、我们自己的相关实测数据。可见网页链接: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=99553do=blogid=1214331 今后,我们课题组除了继续深化上述几个产业方向的智能检测和健康评估技术、力争这些先进技术更加成熟和适用之外,还将在骨水泥、太阳能电池、车用新能源电池等产业方向探索应用智能检测和健康评估技术。其中,就骨水泥来说,我最近几个月阅读了一批文献,也和省千佛山医院、齐鲁医院骨科的大夫们做了多次交流讨论,尤其和省千佛山医院的几位大夫做了多次的技术细节面谈,认为针对现有成熟的医用甲基丙烯酸甲酯材料体系,有必要开展安全且有效的骨缝注入工艺按需设计、包括球囊和固定钛钉及输注器在内的医用器械的多样化有效性优化设计和按需优选,技术路线则是通过实时在线监测技术和传统的医学成像技术,再结合骨水泥在骨多孔介质内的浸渍填充和聚合反应成型过程的有限元模拟技术,使得信息 --- 物理系统的数据孪生、映射和增值能力大幅度增强,从而使得骨水泥技术的安全性和有效性以及最优方案的明确快速可选性显著增强,在老龄化社会里必然愈加重要的骨伤治疗方面发挥“智能在线监测、传统医学成像、计算机模拟仿真、大数据、人工智能”和“虽为老材料但是新工艺”的协同增效作用。至于太阳能电池技术的智能检测和健康评估,我春节后刚刚针对该技术需求写出了书面的技术研发方案,认为我们能在优化太阳能电池组的设计和制造工艺、大幅度降低硅电池片的损伤破坏方面提供直接的使役应力应变和温度在线监测数据,充分发挥我们课题组精通的真空辅助三明治结构制造技术优势、分布式光纤传感传输器的按需内植技术优势、复杂三明治结构使役状态及逐步累积损伤过程的有限元模拟技术优势。 最后,用我在科学网置顶精选博文《五谈智能 +X 的基本要素和实施路径 --- 论文 / 专利 / 生产实践的协同增效》的评论区里我对博友周老师的回复做一总结吧: “应用基础和工程技术研究,在深入、系统地分析总结之后,凝练其中的关键、核心和共性科学问题,也是可以申请各类基金项目的,当然也可以在国际一流的专业期刊上发表论文,推动相关产业技术的发展,同时自然而然地扩大自己的影响力,有为即有位。 在当下经济活动中,不要相信任何人的私德,尤其涉及重大的经济利益时。重视专利,形成严密的专利群保护自己的发明创造,并适当地举起法律武器维权,如高通公司那样,是高校院所人员从事生产实践过程中要重视的事。这不是去算计他人,而实际情况是高校院所人员通常要被他人算计,除非这个高校院所人员没有太大的经济利用价值。依靠知识产权法律震慑和维权,也许是成本最低的自保之路。因此,专利绝对不是仅仅用作年底计算科研绩效的所谓成果,更是从事产业技术研发和应用推广的法律护身符和通行证。 因此,我们的多年切身体会是,论文、专利、生产实践是协同增效的,长远看缺一不可”。 这也权作我的科学网博文《春节假期前的工作总结》的内容注解、《五谈智能 +X 的基本要素和实施路径 --- 论文 / 专利 / 生产实践的协同增效》的自身案例吧。其网页链接是: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=99553do=blogid=1214855 亲爱的博友,关于这里所谈的“牵着牛鼻子走”,您的意见是什么呢?欢迎批评指正!
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在产学研大会上发布了智能传感器与检测技术
jyx123321 2020-1-15 10:49
昨天,在威海市文登区参加了 “ 2020 山东大学 Ÿ 威海 产学研对接暨助力文登高质量发展合作大会 ” 。我们学校的樊校长、刘副校长兼威海校区校长以及科研院、服务山东办等部门的相关领导也参加了这次大会。樊校长和威海市、文登区政府领导分别做了热情洋溢的致辞。 在科技成果发布环节,我做了《特种轮胎使役性能的建模仿真和智能检测技术》的报告。 其中,关于智能检测技术,我首先简介了在线无损分布式检测手段 --- 光纤布拉格光栅传感器的基本原理和特点,然后展示了我们课题组近几年的七个智能检测实施案例: 1 、橡胶 / 光纤光栅分布式压触传感器; 2 、复合材料封装的基片式光纤光栅传感器; 3 、大型压滤机使役在线监测; 4 、电子封装用树脂的固化成型在线监测; 5 、大型风电叶片模具制造和使役的光纤光栅在线监测及健康评估; 6 、复合材料结构雷击过程的光纤光栅在线监测和雷击防护; 7 、气敏高分子膜 / 光纤光栅传感器的气体在线监测。 每个案例被做成了一张 PPT ,简介了基本过程、应用领域和价值、我们自己的相关实测数据。 衷心希望在工业互联网时代这种大规模分布式、众多种类和众多位置的物理量易于集成于同一条光纤传感和 基于光纤光栅的智能传感器和检测技术的七个实施案例.pdf 传输的技术能获得更大的 产业应用。 附件是关于智能检测技术的会议报告 PPT ,请大家多提宝贵意见,多学科交叉集成,集思广益,共同发展!
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基于仿生学,核心传感器亟待突破发展瓶颈
jyx123321 2019-10-20 11:51
南京日报 2019 年 10 月 19 日刊发了该报记者邹伟的文章:中国工程院院士、清华大学副校长尤政 —— 核心传感器亟待突破发展瓶颈 http://njrb.njdaily.cn/njrb/html/2019-10/19/content_551050.htm?div=-1 其中,尤政院士特别指出: “ 智能制造是新一轮科技革命和产业变革带来的历史性机遇。新一轮智能制造最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习的功能。而要认知和学习,其首要条件就是要通过传感器感知、获得信息”。 其实,我们人类自身的智能就是如此的体系架构!假如一个人不幸失去了视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等任一感觉,就会极大地影响生活质量、学习和工作质量。只是我们每个人都习惯了这些感知、认知、决策和控制功能,习惯成自然,而不去反思和自省。因此,有必要采用仿生学的思想,合理地设计、安装所需的传感器,使其成为各类人工智能产业的基本前提和必备要素。泛泛地说,传感器是设计、材料、工艺的多学科集成结果;一旦掌握了传感器设计思路,材料科学与工程工作者就可以充分发挥专业优势,把各种各样的传感器制造出来!如果再发挥人工神经网络、数值模拟仿真等数据挖掘和模式识别优势,则可以如虎添翼,在智能检测领域大展身手! 这是在尤政院士大会报告基础上的个人愚见,欢迎批评指正! 为了便于博友阅读,复制南京日报文章《核心传感器亟待突破发展瓶颈》如下: 10 月 18 日下午, 2019 世界智能制造大会高峰论坛在南京举行。来自产业界的领军企业代表、行业知名专家、权威机构负责人等齐聚一堂,立足国际视野、聚焦全球智能制造发展的前沿领域,深入探讨工业智能化融合的思维方式、实现渠道,为制造业赋能。 中国工程院院士、清华大学副校长尤政在主题演讲中指出,当今世界,新一轮工业革命方兴未艾,根本动力在于新一轮科技革命。而新一轮工业革命的四大驱动力主要包括:信息技术指数级增长、数字化网络化普及应用、系统集成式创新、人工智能技术战略突破。 新一代智能制造是新一轮科技革命和产业变革带来的历史性机遇。新一轮智能制造最本质的特征是其信息系统增加了认知和学习的功能。而要认知和学习,其首要条件就是要通过传感器感知、获得信息。 尤政强调,核心传感元器件是“工业基石”,是工业赖以生存和发展的基础;也是“性能关键”,直接决定重大装备和主机产品的性能、质量,包括寿命、可靠性、适用工况等。但是,目前我国的核心传感元器件还存在着“发展瓶颈”,关键基础件发展滞后,核心传感元器件受制于人。这也是制约我国工业实现“由大变强”的主要障碍 。 “ 传感器技术、计算机技术、通信技术是现代信息技术的三大支柱。一项工程设计中,传感器应用的数量和水平直接标志着其技术先进的程度。”尤政说,传感器是系统之间实现信息交流的“接口” ,为系统提供着赖以进行处理和决策所必须的对象信息,是高度自动化系统乃至现代尖端技术必不可少的关键组成部分。 近年来,传感器的小型化与集成化水平也在不断提升。以医疗检查设备为例,以前是台式设备,人要跑到医院找设备;后来是便携式设备,设备可以上门找人;现在已经发展到穿戴式设备,人可以在任何地方使用;以后还将发展到嵌入式,比如糖尿病人,就可以在体内安装一个微型设备,随时监测人体血糖变化,并及时调整给予治疗,从而减轻患者的痛苦。 “ 所以说,传感器技术是智能制造的重要支撑。在发展智能制造的过程中,我们一定要下大力气研究传感器技术,尤其是要牢牢掌握核心传感器技术。” 尤政说。
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智能+X时代的高分子及复合材料发展机遇
jyx123321 2019-10-11 11:18
按照教学要求,在 10 月 17 日要为高分子材料与工程专业大四课程《高分子材料工程设计与实践》做两个学时的前沿技术讲座,题目和内容自定。结合自己多年的课题研究内容和心得,拟定了一个比较冗长的题目《 5G- 物联网 - 工业互联网 - 智能制造 - 智能检测 - 高分子材料的互联世界》,其本意就是谈谈智能 +X 时代的高分子及复合材料发展机遇、如何立足于自己的特别优势顺势而为甚至抢占先机,从而促进专业科研优势和产业发展大潮的实质性融合。 准备这样一个多学科交叉的前沿技术讲座、深入理解每一个技术细节、尽力发现材料发展新机遇,花费了自己很长的时间。现在放在自己的科学网博客里,希望能对智能 +X 时代里的材料科学技术工作者有些微启发和助益,促进产学研的深入融合,避免教师科研、学生学习、产业发展的各自为战问题。 欢迎大家多提宝贵意见! 5G-物联网-工业互联网-智能制造-智能检测-高分子材料的互联世界.pdf 具体内容可见附件的 PDF 文件。
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展望工业互联网时代的传感器
热度 1 jyx123321 2019-9-18 09:26
今天看了一篇报道《仪表网:万物互联时代迎面而来 传感器产业或将爆发》,链接如下: http://baijiahao.baidu.com/s?id=1644908457150745690wfr=spiderfor=pc 里面有资深专业人士谈到 “ 传感器是设计、材料、工艺等多种技术的结合,需要多学科复合型人才” 。深以为然! 本人更认为:对工业互联网时代所需的传感器而言,大规模、分布式、低功耗、低成本、易组网的传感器使役特点必然要求尽可能多的物理量的检测传感和传输都统一于光纤光栅类传感器。这时候,具有各种物理量的光纤光栅可检性的功能高分子材料的设计和微纳精密加工是其关键核心技术之一!这本质上更是材料 - 器件一体化、结构 - 功能复合化的具体体现! 但是感觉目前的产业技术现状和学术研究现状是:隔行如隔山、多学科交叉集成创新性远远不足!当然,这也许恰恰造成了巨大的科学发现机遇、技术发明机遇和商机。拭目以待! 后记:在 10 月 17 日将做一个前沿讲座《 5G- 物联网 - 工业互联网 - 智能制造 - 智能检测 - 功能高分子材料的互联世界》,这也作为讲座中的一个素材吧。 下面转载《仪表网:万物互联时代迎面而来 传感器产业或将爆发》的内容,便于大家阅读: 小米创始人雷军说过这样一句名言 :“站在风口处,猪也能飞起来,长出一个小翅膀,就能飞得更高” 。随着工信部在 6 月 6 日发放 5G 正式商用牌照, 5G 的到来似乎将物联网推到了一个风口处。物联网的 “ 小翅膀” 是什么呢?或许不同的人有不同的答案,而传感器无疑是其中一个重要的选项。 我国提前进入 5G 商用元年,万物互联时代迎面而来。物联网是将各种信息传感设备和互联网结合起来形成的一个巨大网络,它是互联网的升级,也是信息化时代的核心。 物联网的发展需要智能感知、识别和通讯等技术支撑,而感知的关键就是传感器及相关技术,可以毫不夸张地说,没有传感器技术的进步,就没有物联网的繁荣。 据了解, 2017 年以来,全球物联网设备规模、普及率和企业级应用项目呈爆发式增长,物联网解决方案渐趋成熟。全球物联网市场有望在 10 年内实现大规模普及,到 2025 年,市场规模或将成长至 3.9~11.1 万亿美元。如此看来,物联网的飞速发展,为传感器技术发展与应用拓展了充分的想象空间。 在我国现有的 420 多个物联网示范工程项目系统中,均大量使用了各类型的感知技术和传感器产品。因此,物联网技术发展与应用在很大程度上取决于传感器产业的发展。而当前,我国传感器产业发展已经成为物联网发展的瓶颈和短板,严重制约和影响着物联网等信息技术的发展。 在 9 月 6 日举办的 2019 世界物联网博览会中欧物联网无锡峰会上,与会专家们认为,物联网从愿景走向现实,国产传感器任重道远。中科院微电子所副所长陈大鹏表示,我国的传感器产业已经形成从研发、设计、生产到应用的完整产业体系,但总体与国际先进水平尚有差距,高端智能传感器近 80% 依赖进口。 产业基础大而不强,缺乏关键核心技术支撑,也是影响我国高端传感器竞争力弱的原因。 “ 传感器是设计、材料、工艺等多种技术的结合,需要多学科复合型人才”。 来自法国的 Soitec 半导体公司的负责人 Carlos 介绍,目前微型化、智能化、低功耗传感器已是国际潮流,这对 MEMS( 微机电系统 ) 工艺、晶圆级封装、软件算法等的软硬件集成能力要求更高,目前包括中国在内的各个国家都在潜心研究,推动技术进步。 虽然有差距,但我们正在奋力追赶。作为国家传感网创新示范区核心区,无锡高新区正努力探索解决智能传感器难题。该区把智能传感器列为重点支持的方向之一,并建立微纳园,汇集物联网上下游资源,致力于解决传感器产业的材料、工艺、设计等难题,已聚集 300 多家传感器及相关企业。 麦肯锡报告指出,到 2025 年,物联网带来的经济效益将在 2.7 万亿到 6.2 万亿美元之间,其中传感器作为物联网技术最重要的数据采集入口,可以毫不夸张地说,未来物联网有多大的市场,传感器就能有多大的作为。 据统计, 2017 年,我国传感器市场规模超过 1800 亿元,增速达 24.1% 。未来 5 年,我国传感器市场的年复合增长率将达到 30% 左右,要实现这样的增长速度,传感器企业任重道远。
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新闻“5G将拉动中国数字经济增长”读后感
jyx123321 2019-8-28 16:53
今天仔细阅读了科学网新闻《 15.2 万亿! 5G 将拉动中国数字经济增长》,深感振奋! (网页 http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/8/429904.shtm ) 如果以仿生学描述的话,以 5G (超大带宽和超低延时)作为神经信号传输技术,以工业互联网(大规模分布式状态传感和传输)作为神经纤维,那么智能检测、智能制造、智慧交通、智慧医疗、智慧城市也就是人工智能的一个个应用场景。 顺势而为,衷心希望我们团队能发挥多年的多学科交叉集成优势和数十件美国、中国授权的直接相关发明专利技术积累,有所作为。 值得欣慰的是,经过持续不懈、众志成城、愈败愈战的艰苦实验,大规模分布式低成本的各种气体传感和传输技术终于取得了突破。 希望能在此基础上,我们团队里的一些老师和同学把液体环境下的特别化学物质分布式传感和信号传输以及药物按需控释技术也能突破,在智慧医疗方面能有所助益。 “ 以人为本” ,窃以为医养健康比智能制造重要得多。
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光纤传感器及其工程应用技术的三件发明专利同日获得授权
jyx123321 2019-7-27 20:41
我们课题组在 2016 年 10 月上旬陆续申请了《一种玻璃纤维 / 环氧树脂复合材料基片式光纤光栅传感器》、《应用于厢式滤板的外贴式光纤光栅传感器、检测系统与方法》、《一种基于光纤光栅传感器的主动激励式压滤机滤板健康检测系统》等发明专利。其中,《一种玻璃纤维 / 环氧树脂复合材料基片式光纤光栅传感器》属于光纤光栅传感器设计方面的内容,不涉及具体的传感器应用技术;《应用于厢式滤板的外贴式光纤光栅传感器、检测系统与方法》和《一种基于光纤光栅传感器的主动激励式压滤机滤板健康检测系统》则属于本课题组所发明的光纤光栅传感器的具体产业应用技术,本意是借助该应用案例公开本课题组所发明的光纤光栅传感器在工程力学结构中的应用技术特征,以公开技术换取法律上的技术保护。这三件专利都经历了四轮实质性审查和相应的答辩,终于在 7 月 24 日(历时两年九个月)同时获得了授权。这也是本人作为发明人的第 57-59 件授权发明专利。 在经历了第四轮艰苦的答辩之后,我曾有感而发,写了一篇科学网博文《材料科学技术和人工智能技术协同增效的案例》,可见网页链接: http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=spaceuid=99553do=blogid=1186044 摘录当时的想法如下:“这里的“本申请” 是本课题组在 2016 年 10 月 10 日申请的发明专利 “ 应用于厢式滤板的外贴式光纤光栅传感器、检测系统与方法” ,已经做了四次实质性审查和答辩,引用的对比文件已经有 6 个(包含了英文的国际期刊论文和英文的被公开的澳大利亚国防科技报告),这些材料加起来有 200 多页了,在此反复审查和答辩的过程中使得我对材料科学技术和人工智能技术协同增效的理解深刻了很多很多! ” 不经历风雨怎能见彩虹?经历了四轮极其严苛的审查,在和国内外期刊论文、公开的澳大利亚国防科技报告、国内外学位论文等做了方方面面的技术特征对比之后,写出了有说服力的答辩报告,一方面保护了本课题组发明的智能传感器及其智能检测技术,不枉材料学院和控制学院多名教授、副教授以及近十名博硕士研究生两年多的反复试验和探索,另一方面也使得我们团队的材料科学技术和人工智能技术协同增效能力得到了长进,是值得高兴的事。
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由人民日报文章-光纤变神经 大地能感知-引申出来的技术评论
jyx123321 2019-4-1 09:38
昨天在微信朋友圈转发了科学网首页置顶的《人民日报》文章 “ 光纤变 “ 神经 ” 大地能感知” http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/3/424715.shtm 。立即有我们学校技术转移中心的 L 老师留言 “ 贾老师,他这技术和您的很相似吧!” 我再次学习了这篇人民日报文章,反思自己的工作,回复如下 “ L 主任,感谢指导!我们课题组的技术和这个国家科技进步一等奖的技术的确相似!只是大家的应用对象和关注的问题不同 : 他们做岩石地质的监测和评估,而我们做纤维复合材料工程结构件的智能检测和健康状态评估,是立足于复合材料工程结构件设计 – 制造 – 使役变形 – 损伤破坏的多物理场有限元模拟的,再辅以内植 / 表贴的分布式光纤布拉格光栅传感技术。对于各向异性纤维复合材料工程结构而言,我们认为如果不以其制造 – 使役 – 损伤破坏的精确多场有限元模拟为模式识别手段而仅靠标样的实验数据去做人工神经网络的数据挖掘,实际上是根本行不通的。这恰好发挥了我们课题组 16 年的持续积累技术优势(当然要感谢国家的强力持续资助)! ” 不同于金属材料、无机非金属材料、高分子材料等常规的各向同性均质材料,连续纤维复合材料是典型的材料 - 结构一体化的,即 “ 材料即结构、结构即材料” 。因此,连续纤维复合材料结构件的设计 – 制造 – 使役变形 – 损伤破坏是不能通过小尺寸标样的类似设计 – 制造 – 使役变形 – 损伤破坏来做代换的,毕竟,做的小尺寸标样在本质上就已经不再是连续纤维复合材料结构件的材料了;既然材料不同了、力学约束和承载状态也不同了,用小尺寸标样获得的实验数据(包含用人工神经网络技术建立的传感器直接检测数据和损伤类型 / 程度 / 健康状态的模糊数学模型)是不能用于连续纤维复合材料结构件的损伤类型 / 程度 / 健康状态评估的。 昨天下午我们课题组的智能检测和健康评估头脑风暴会上, ZJY 准博士(已经通过了博士学位论文预答辩)说,连续纤维复合材料有一系列的标准,也规定了一系列的标准试样,如何看待这件事,能对我们解决实际工程结构问题有什么启发?我的观点是:标准化是为了建立在严格规定条件下的材料数据的重复性和可比性,假如我们在分析实际工程结构件的问题时,某一个局部细节的条件严格符合相关标准或者准则所规定的条件,这时就可以用这个标准或者准则下的结果或者结论。但是,对于一个在线服役的连续纤维复合材料结构件,如何能实时地获知某一个局部细节的条件、如何判断这一局部细节的条件是否严格符合相关标准或者准则所规定的条件,通常条件下是做不到的,因此就无法利用小尺寸标样的实验数据去评估这个实际工程结构件的损伤类型及程度和健康状态,即缺乏类似于软件自动运行中的调用判据以致于根本就不能调用精心准备的各个子程序。 因此,在昨天下午的组会后,我给课题组同学在微信群留言:感谢王老师和同学们的头脑风暴活动!我们要瞄准社会经济发展的真实急迫需求,发挥好我们的特色和优势,有的放矢,在很好创造社会经济价值的过程中成就我们自己!也唯有如此,才能使得我们得到更大的发展和进步,从而更好地造福社会!我们将加强和我校人工智能研究所团队的合作,强化我们的学科交叉和系统集成能力。现在,人工智能的博士被疯抢,起薪 80 万元,其根本原因是符合社会经济发展的急迫需求,人尽其才,才尽其用。否则,不能发挥真正专业价值和特长且很好创造经济效益的博士,求职坎坷,待遇低下,与人工智能和智能制造专业形成天壤之别!
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课题组成果简介---基片式光纤光栅传感器及智能检测系统
jyx123321 2018-10-17 11:46
按照学校技术转移中心刘主任的建议,写了本课题组的一个成果简介,用于校地合作中的技术转移活动。也把其内容放在这里,抛砖引玉,集思广益,推动相关技术进步和产业应用 。 光纤传感技术是新兴的、多学科交叉的高科技。光纤光栅以其质量轻、体积小、灵敏度高、耐腐蚀、抗电磁干扰等优点在航空航天、大型土木工程结构的健康检测方面得到广泛应用。 普通单模光纤的纤芯直径约为10微米,抗剪切能力差,在实际的恶劣环境中容易折断。山东大学新材料和智能检测团队设计的传感器采用玻璃纤维 / 环氧树脂复合材料层合板作为基板,干态玻璃纤维布作为覆盖层,采用真空辅助灌注液态环氧树脂的方法将光纤光栅封装于底部的玻璃纤维复合材料基板与上层的玻璃纤维布之间。同时,通过优化制造工艺使得传感器的层间界面强度以及粘接性能得到显著改善,实现了光纤光栅传感器对被测结构件温度与应变的精确测量。实验结果表明:传感器温度响应的相对重复性误差仅为 1.87% ,线性拟合度为 0.99998 ,应变灵敏度系数为 0.05514 nm/kg ,温度灵敏度系数为 0.02357nm / ℃ ,是裸光纤光栅传感器温度灵敏度系数的 2.4 倍。该团队集成了分布式传感、结构力学有限元模拟、人工神经网络技术,构建了智能检测系统,已经或正在应用于航空航天、轨道交通、环保装备、共享电动汽车、智慧城市管廊等产业。 该新产品不但有效解决了金属和聚合物基片式光纤光栅传感器存在的缺陷,而且有效解决了传统的复合材料基片式光纤光栅传感器的封装材料过厚、界面强度低、性能不稳定等带来的传感器应变传递损耗大、测试精度及测试重复性差等问题,将推动大规模、分布式、低成本传感器的应用以及高可靠、低成本、智能检测系统的普及。
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