关于推荐2014年度国家科学技术奖项目公示. 根据国家奖励办公室的要求，现将有我会推荐的2014 年度国家技术发明奖、科学

关于推荐 2014 年度国家科学技术奖项目公示

根据国家奖励办公室的要求，现将有我会推荐的 2014 年度国家技

术发明奖、科学技术进步奖项目进行公示。

自本公示发布之日起 7 天内为异议期。如有对公示内容有异议

的，请在异议期内提交书面异议材料。

异议应包括异议具体内容和相关事实依据，以单位名义提出异议

的，应写明单位名称、法人、联系人、通信地址、联系电话及传真，

并加盖单位公章；以个人名义提出异议的，应签署本人真实姓名（签

字）、身份证号码、通信地址和联系电话。

不符合上述要求的异议不予受理。

中国机械工业联合会

2014 年 1 月 1６日

2014 年度推荐国家技术发明奖项目

项目名称面向微纳制造过程的关键检测技术、设备及其应用完成人居冰峰、杨克己、陈远流、孙韬、王文、白小龙完成单位浙江大学、江苏中晶光电有限公司

项目简介

微纳制造技术能够为国防、航空航天、新能源等众多领域批量生产高精度传感器、微光学器件、IC、LED

器件、MEMS等系统及零部件，是一个国家现代制造水平的重要标志。微纳制造大多采用超薄材料制造工艺，

器件公称尺寸数百 mm、具有典型三维拓扑微纳结构等特点，其超薄材料特性、跨尺度形貌以及三维制造缺

陷等的测量和控制是微纳制造工艺溯源和质量保障的基础，意义重大。微纳测量核心技术被国外长期封

锁、高端设备对我国严格禁运，因此，研制具有自主知识产权的高端测量技术及设备是现实的迫切需求，更是

提高我国微纳制造源头自主创新能力的必由之路。

本项目在国家自然科学基金、“863”计划及国防预研课题等支持下，突破了面向微纳制造过程的跨尺

度、多参数关键检测技术。取得如下技术发明和创新点：

1、针对跨尺度复杂微纳结构测量失真的难题，发明了预测控制的宏/微驱动及双倾互补测量技术，形成跨

尺度测量能力；发明了高一致性、大长-径比探针批量定制方法以及微弱信号调理技术，能够测量最大500×500

mm、最小线宽20 nm、深-宽比100:1的三维形貌，实现了微纳结构的“精密定形”；

2、针对超薄材料测量信号混叠的难题，提出了高频超声自动聚焦算法，发明了二维反射系数谱拟合定征

技术，对最小厚度为20µm的薄层材料的杨氏模量、密度、声速、衰减、厚度等六个物理、几何参量同时非接

触测量，效率提高3倍、误差±5%以内，实现了超薄材料特性的“精确定征”；

3、针对成品器件内、外部缺陷辨识率低的难题，提出自回归模型的高精度信号反卷积分离算法及三维图

像重构技术，单次扫描后完成横向分辨率2.5µm、纵向分辨率5.0 µm的连续70层快速立体视觉成像测量，实

现了三维制造缺陷的“精准定性”。

基于上述技术及关键部件，成功研制出具有自主知识产权的 LR-SPM 1000 型跨尺度形貌测量仪和

ULTRA-SAM 1000 型多参数超声显微测量仪，经用户与国外产品比对使用和浙江省计量科学研究院检测，总

体技术指标达到并超过国际同类产品先进水平。本项目已授权发明专利 28 件，实用新型 7 件，软件著作权 2

件，SCI检索重要论文32篇，他引346次。经中国机械工业联合会和中国机械工程学会联合鉴定：“整体技术

水平达到国际先进，主要技术创新点有自主知识产权，属国际领先，所开发的两套设备为国内外首创”，2013

年获中国机械工业科学技术奖（技术发明奖）一等奖。

新技术及设备已应用于蓝宝石切片、研磨、抛光等全加工周期中，形成全新加工工艺，效率提高2倍，废

品率下降30%，可量化经济效益3.0亿元，并成功应用于我国军用微光夜视仪关键光学部件测量、某型远程预

警雷达系统关键器件预检和分选、新一代航空复合材料的无损检测以及金刚石超精密切削零部件的在线检测

等，并且为Canon公司、飞思卡尔半导体、日本、澳大利亚的大学等提供国际测量服务，社会效益明显。

“质高、面广、效果显著”是高档测量技术的共同特征，项目实现了微纳制造过程的精密“定形、定征、

定性”，改变了过去终点监测的模式，使微纳加工全过程定量检测成为现实，这将革新 IC制造、MEMS、微光

学器件切削加工、微模具激光/聚焦能束加工等微纳制造产业，随着技术推广及产业化的深入，必将产生更显

著的经济和社会效益。完成人情况

姓名居冰峰技术职称教授排名 1 工作单位浙江大学

对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：

主持本项目，确定技术发明的总体研究思路与技术路线，总体负责、组织完成核心技术攻关。在技

术发明点一(微纳结构的“精密定形”技术),技术发明点二(超薄材料特性的“精确定征”技术),技术发

明点三(三维制造缺陷的“精准定性”技术)三个方面都有创造性贡献。主要的发明创新包括: 发明了预

测控制的宏/微驱动及双倾互补测量技术、二维反射系数谱拟合定征技术等。

参见专利：1、2、3、4、5、10

曾获国家科技奖励情况：无。

姓名杨克己技术职称教授排名 2 工作单位浙江大学


主要在技术发明点二(超薄材料特性的“精确定征”技术), 技术发明点三(三维制造缺陷的“精准

定性”技术)等方面有创造性贡献。具体创新发明包括：发明了多模式相控阵驱动方法及驱动电源，能

够程控驱动阵列排布的聚焦探头，摈弃了传统的低响应机械扫描机构，获得高效、精确的电扫描测量能

力。

参见专利：9。


姓名陈远流技术职称博士生排名 3 工作单位浙江大学


主要在技术发明点一(微纳结构的“精密定形”技术)有创造性贡献。具体创新发明包括：发明了多

传感互校正技术，建立了相关误差补偿模型，通过多传感器换位技术，消除螺旋扫描过程中倾斜误差、偏摆误差

等，实现了跨尺度、快速原位精密测量。

参见专利：1

曾获国家科技奖励情况：无。姓名孙韬技术职称高级工程师排名 4

工作单位江苏中晶光电有限公司


主要在技术发明点二(超薄材料特性的“精确定征”技术)。具体创新发明包括：在分析微纳制造全

周期的材料的多层、多维度的信息基础上，建立了实时材料特性数据库，并依据材料特性数据库研制出精磨和精

抛新设备，形成高效、低耗的新加工工艺。

参见专利：8


姓名王文技术职称教授排名 5 工作单位浙江大学


主要在技术发明点一(微纳结构的“精密定形”技术,技术发明点三(三维制造缺陷的“精准定性”

技术)等方面都有创造性贡献。主要的发明创新包括: 发明了宏微驱动平台及其控制算法、定位检测系

统，实现了跨尺度测量能力，结合新测量方法，实现跨尺度、多参数测量能力。

参加专利：6、7


姓名白小龙技术职称博士生排名 6 工作单位浙江大学


主要在技术发明点二(微纳结构的“精密定形”技术),技术发明点三(三维制造缺陷的“精准定性”

技术)等方面都有创造性贡献。主要的发明创新包括: 发明了超声自动聚焦技术，实现了超薄材料的层

间成像，发明了双轴联动扫描技术，检测效率提高近25%。

参加专利：2、3、10


曾获科技奖励情况

获奖项目名称获奖

时间奖项名称

奖励

等级主要获奖人授奖单位

面向微制造过程的跨尺

度、多参数测量技术及

设备 2013

中国机械工业科

学技术奖（发明

奖）一等

居冰峰、杨克己、袁巨

龙、陈远流、白小龙、

孙安玉等

中国机械工业联

合会、中国机械

工程学会

微纳加工过程的超精密

检测技术、设备及其应

用 2013

高等学校科学研

究优秀成果奖

（科学技术）技

术发明奖

二等居冰峰、杨克己、葛耀

峥、雷勇、袁巨龙、陈

远流、白小龙等教育部

主要知识产权证明目录（不超过 10件）

知识产权

类别

知识产权具体名

称

国家

（地区）授权号

授权

日期证书编号权利人发明人

发明专利

用于大幅度微纳

结构的扫描探针

测量系统及其方

法

中国 ZL201210204638.8

2013-11-27 1312827 浙江大

学

居冰峰、陈远

流、张威、朱

吴乐、姜燕

发明专利一种扫描超声波

显微镜自动对焦

方法中国 ZL201010

520433.1 2012-7-4 994389 浙江大

学居冰峰、白小

龙、吴蕾

发明专利

一种扫描超声波

显微镜同时进行

多层扫描成像的

方法

中国 ZL201110246410.0

2013-4-17 1177958 浙江大

学

居冰峰、白小

龙、姜燕、陈

剑

发明专利

用于扫描隧道显

微镜的纯钨材质

微纳探针制备控

制系统

中国 ZL200810062984.0

2010-6-9 638113 浙江大

学

居冰峰、杨运

海、陈烨、高

阵雨等

发明专利用于扫描探针显

微镜的螺旋式扫

描方法中国 ZL200810

062982.1 2010-9-8 670228 浙江大

学居冰峰、伏明

明、金伟峰

发明专利微动定位平台改

变行程范围的装

置中国 ZL201210

147581.2 2013-10-10 1286469 浙江大

学王文、贺瑶、

卢科青

发明专利

基于平面电容的

X-Y-θ 位移直接

解耦测量装置及

方法

中国 ZL201010104174.4

2011-4-27 769182 浙江大

学

余建平、王文、

朱珠、文耀华、

陈子辰

实用新型全方位宝石抛光

机中国 ZL201220162133.5

2012-12-12 654723

江苏中

晶光电

有限公

司

孙韬

发明专利基于相控阵技术

的多模式微驱动

力源中国 ZL200910

099520.1 2011-1-5 724216 浙江大

学

贾坤、杨克己、

吴佳杰、邵泉

钢

发明专利

一种基于双轴联

动的扫描超声波

显微镜快速扫描

方法

中国 ZL201210042624.0

2013-12-25 2264659 浙江大

学

居冰峰、白小

龙、孙安玉、

张威、姜燕、

吴蕾ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸ项目名称冶金特种大功率电源系统关键技术与装备及其应用完成人项目简介特殊钢、超薄铜箔的质量，对提高机械、舰船、电子等制造业的水平具有非常重要的作用。冶金特种

大功率电源是生产特殊钢和超薄铜箔的关键装备，其性能直接影响产品的品质。由于国外技术封锁，

冶金特种大功率电源技术一直是我国特殊钢、超薄铜箔制造中难以逾越的瓶颈。且随着特殊钢连铸板

坯宽度和品质及超薄铜箔均匀性要求的提高，国外电源技术在大电流快速换相、多电源同频同相控制、

大电流均流输出等方面仍面临难题，亟待突破。在国家“863”计划等支持下，历经八年刻苦攻关，项目突破了特殊钢和铜箔冶炼特种电源系统结构、控

制方法、装备研制等关键技术难题。发明点如下： 1、针对特殊钢冶炼电磁搅拌电源中大电流快速换相的国际难题，发明了两相电源系统及大电流快速

跟踪控制方法，实现了 1400A 的电流换相时间<1s（国外≥2s），使得连铸钢水电磁搅拌次数增加了 10%，

研制出我国首台兆瓦级特殊钢冶炼电磁搅拌电源装备，使我国生产的特殊钢的等轴晶率提高到 50%以

上（引进装备仅为 30%），连铸钢坯合金元素分布均匀、杂质少，成品率提高了 5%。 2、针对宽厚板连铸生产要求多辊同步、高密度磁场电磁搅拌的难题，发明了多电源输入侧并联环流抑

制方法，提出了多电源输出电流的同频同相控制和磁场定向控制技术，实现了高密度磁场电磁搅拌、

多辊连铸设备之间搅拌磁场的同步。研制出宽厚板高密度磁场多辊搅拌电源成套装备，电磁搅拌力提

高 120%，使我国高品质宽厚板连铸宽度达 2500mm（引进装备仅为 1700mm）。 3、针对大电流铜箔冶炼电源单机容量小、并联均流误差大的难题，发明了全范围零电压软开关 DC/DC电源系统，功率器件电压应力降低 30%，单机电源电流突破 5kA；发明了阻抗匹配自动均流控制方法，

解决了多电源静动态并联均流难题。研制出我国首台 50kA 大电流电源系统，与进口电源相比，均流

误差由 3%减少到 0.2%，效率由 76%提高到 88%，生产的铜箔质量大幅提高。 4、针对大功率电源装备中强电磁干扰及动态抑制的难题，国际上首创了混沌 PWM 抑制电磁干扰的

方法和电路，电源装备可靠性显著提高。本项目获发明专利 23 项、软件著作权 13 项，发表论文被 SCI 收录 53 篇，EI 收录 252 篇，他引 2279次，同行专家鉴定为：填补了国内空白，整体技术达到国际先进水平，混沌 PWM 抑制电磁干扰技术

居于国际领先水平。IEEE 电力电子学会主席 Don.F.D.Tan 教授等国内外知名学者给予了高度评价。成

果获中国机械工业科学技术一等奖、湖南省技术发明一等奖等。针对特殊钢方圆坯、板坯电磁搅拌及超薄铜箔冶炼的需求，成功研制出三个系列 15 种电源装备，产品

已累计销售 18.48 亿元，新增利税 3.78 亿元，并应用于宝钢、首钢、安铜、江铜等大中型企业中，市

场占有率达 70%，显著提高了我国特殊钢和铜箔制造业的国际竞争力；电源装备生产的特殊钢已应用

到三峡大坝船闸、“鸟巢”、舰船、高速列车轮轨等重大工程中，实现了冶金特种大功率电源系统技术

和装备的跨越，为国民经济和国防建设做出了突出贡献。完成人情况

姓名罗安技术职称正高级排名第 1

工作单位湖南大学


对本项目技术创造性贡献：主持本项目研究开发，负责项目整体技术方案的研究，研制出冶金大功率

特种电源系列装备，并进行产品产业化推广。对项目主要技术发明中的第 1、2、3 项技术发明做出了

创造性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的 60%。旁证材料：发明专利、实用

新型专利、软件著作权【附件 1、2、4、5、6、7】；科技成果鉴定【附件 11、13】；发表的论文【附件

42、43】。

曾获国家科技奖励情况：

“电能质量先进控制方法与装备及其工程应用”获 2006 年国家科学技术进步二等奖，排名第 1，证书

编号：2006-J-217-2-05-R01。 “大型企业综合电气节能关键技术及应用”获 2010 年国家科学技术进步二等奖，排名第 1，证书编号：2010-J-217-2-04-R01 姓名张波技术职称正高级排名第 2

工作单位华南理工大学


对本项目技术创造性贡献：主要负责大电流高频开关电源技术与装备、电磁干扰抑制方法方面的研究，

研制出大电流铜箔冶炼电源系列装备。对项目主要技术发明中的第 1、3、4 项技术发明做出了创造性

贡献，在本项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的 70%。旁证材料：发明专利、实用新型专

利、软件著作权【附件 3、4、6、7、8】；科技成果鉴定【附件 14】；发表的论文【附件 42-45】。


姓名马伏军技术职称初级排名第 3



对本项目技术创造性贡献：重点开展了特殊钢冶炼两相电源与大电流铜箔冶炼电源系统拓扑结构、控

制方法和装备研制方面的研究与推广工作。对项目主要技术发明中的第 1、2、3 项技术发明做出了创

造性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的 90%。旁证材料：发明专利、实用新

型专利、软件著作权【附件 1、4、5、6、7】；科技成果鉴定【附件 11、13】；发表的论文【附件 42、43】。


姓名陈燕东技术职称中级排名第 4


对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：对本项目技术创造性贡献：重点开展了特殊钢冶炼两相电源与大电流铜箔冶炼电源系统拓扑结构、控

制方法和装备研制方面的研究与推广工作。对项目主要技术发明中的第 1、2、3 项技术发明做出了创

造性贡献，在本项目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的 80%。旁证材料：发明专利、软件著

作权【附件 2、4、5、6、7】；科技成果鉴定【附件 11、13】；发表的论文【附件 42】。


姓名欧阳红林技术职称正高级排名第 5



对本项目技术创造性贡献：重点开展了特殊钢冶炼两相电源系统结构、控制方法和装备研制方面的研

究，并进行产品产业化推广。对项目主要技术发明中的第 1、2 项技术发明做出了创造性贡献，在本项

目研究工作中投入的工作量占本人工作总量的 70%。旁证材料：实用新型专利、软件著作权【附件 4、5】；科技成果鉴定【附件 11、12】；发表的论文【附件 42、43】。


“大型企业综合电气节能关键技术及应用”获 2010 年国家科学技术进步二等奖，排名第 9，证书编号：

2010-J-217-2-04-R09。

姓名李爱武技术职称正高级排名第 6

工作单位湖南中科电气股份有限公司


对本项目技术创造性贡献：主要开展了特殊钢冶炼两相电源装备研制方面的研究工作，并负责进行电

源产品产业化推广。对项目主要技术发明中的第 1、2 项技术发明做出了创造性贡献，在本项目研究工

作中投入的工作量占本人工作总量的 60%。旁证材料：发明专利、实用新型专利【附件 4、5】；科技

成果鉴定【附件 11、12】。



获奖项目名称获奖时间奖项名称奖励等级主要获奖人授奖单位

冶金特种大功率

电力电子变换电

源拓扑与控制方

法及应用

2013.10.2

5

中国机械工

业科学技术

奖

一等

罗安、陈燕东、欧

阳红林、马伏军、

章兢等


合会，中国机械

工程学会

电力电子混合和

混杂系统先进控

制方法及应用

2013.01.1

1

湖南省技术

发明奖一等

罗安、帅智康、王

卫安、吴传平、章

兢等

湖南省人民政府

主要知识产权证明目录

知识产

权类别

知识产权

具体名称

国家


授权日

期

证书编

号权利人发明人

发明专

利权

两相逆变电

源系统及其

综合控制方

法

中国 ZL201110209751.0

2012-09-26

1049072

湖南大

学

罗安;吴传平;

孙运宾;马伏

军;王晓

发明专

利权

一种兼具快

速无功支撑

的多变流器

并联环流抑

制方法

中国 ZL201310112739.7

2013-12-11

1317609

湖南大

学

罗安;陈燕东;

彭自强;周乐

明;周洁

发明专

利权

基于 LLC 串

联谐振的低

电压应力单

级 AC-DC 变

换器

中国 ZL200910036833.2

2011-03-16 748528 华南理

工大学

张波;肖文勋;

张桂东

发明专

利权

利用 PWM 芯

片混沌抑制

开关变换器

EMI 的方法

和电路

中国 ZL201010115985.4

2013-01-16

1122883

华南理

工大学张波;王学梅

发明专

利权

一种三相功

率变流器的

综合控制方

法

中国 ZL 201310133773.2

2014-01-08

1332271

湖南大

学

马伏军;罗安;

肖华根;刘月

华;金国彬

发明专

利权

基于同步参

考电压的多

台 PWM 变流

器并联运行

控制方法

中国 ZL201310125375.6

2014-01-03 已授权湖南大

学

罗安;肖华根;

王逸超;马伏

军;陈燕东

发明专

利权

大功率高效

用能型高频

开关电源的

综合控制方

法

中国 ZL201110163686.2

2012-06-27 983653 湖南大

学

罗安;马伏军;

王逸超;帅智

康;吴敬兵

发明专

利权

大功率简化

型电解电镀中国

ZL201110163651.9

2012-12-19

1103553

湖南大

学

罗安;马伏军;

谢宁;张寅;王

高频开关电

源及其控制

方法

刚

发明专

利权

一种电化学

高频开关电

源效率的预

测方法

中国 ZL201110255930.8

2013-07-24

1239893

华南理

工大学

张波;张桂东;

肖文勋;何文

志;段振涛

发明专

利权

一种适用于

大电流输出

电化学工业

电源的输出

滤波电路

中国 ZL201110082217.8

2013-05-08

1191574

华南理

工大学

张波;段振涛;

张桂东;肖文

勋;何文志

ＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸＸ

项目名称基于强激光冲击波效应的非传统制造技术与工程应用完成人张永康，邹世坤，鲁金忠，巩水利，姜银方，薛伟

项目简介重大装备关键零件的疲劳破坏造成大量产品及重大装备过早报废，并导致灾难性事故，更是制约我

国飞机、航空发动机寿命和安全性的主要原因之一，是我国航空工业亟待解决的核心问题。机械喷丸、

冷挤压等传统技术已不能满足制造新型航空发动机和新一代飞机的疲劳寿命要求。基于强激光冲击波效

应的非传统制造技术具有局部精确处理一致性好、表面粗糙度小、残余压应力层深、疲劳寿命长等优点，

可以达到传统技术无法满足的强化效果，在航空航天、核工业等领域具有广阔应用前景。在国家自然基金重点项目、863、国家科技攻关等资助下，本项目以航空发动机整体叶盘、叶片、飞

机结构件等为切入点，经过十多年研究，着重解决了疲劳寿命短、变形量大、强化质量一致性差和激光

器热损伤等难题，系统掌握了激光冲击波非传统制造的共性关键技术，并成功应用于航空发动机、飞机

的国家重大工程中。主要发明点如下： 1 发明了方形光斑激光冲击波强化技术，发现了晶粒细化、纳米化规律和微观强化机制，解决了大

面积搭接残余压应力层一致性差和疲劳寿命短的难题； 2 发明了复杂结构件薄壁表面激光冲击波强化技术，建立了激光冲击波薄板变形理论，提出了变形和

精度控制方法，解决了光束可达性差和强化变形大的难题。 3 发明了激光冲击波强化质量在线监控技术，研制了两类激光强化装备并实现了稳定运行，建成了

我国第一条整体叶盘激光冲击波强化生产线，解决了激光器热损伤和强化质量一致性差的难题。经权威机构检测和用户使用表明，航空发动机直径 1 米的风扇钛合金整体叶盘叶片弯曲变形≤0.2

mm、疲劳寿命提高 5.6 倍以上、根部残余压应力为 100-300 MPa 深 0.9-1.2 mm、表层形成了纳米晶、表

面粗糙度≤0.4μm；疲劳寿命、变形量、整形镜功率阈值等核心技术指标优于国际先进水平。经同行专家鉴定：“首次研发了激光冲击强化圆形光斑向方形光斑转换技术，在晶粒细化机制方面具

有突破和创新，总体技术水平达到国际先进”。成果在沈阳黎明航空发动机、西安航空动力等航空发动机

设计与制造的龙头企业中得到应用与推广，产生了显著的经济和社会效益。授权发明专利 25 件，软件著作权 1 项。出版专著 2 部。发表主要论文 70 篇，其中 SCI/EI 收录 40/26

篇。制定国家航空行业标准 6 项。中航集团公司沈阳发动机设计所评价：“对叶片边缘创新性地采用方形光斑进行激光冲击波强化，制

定的航空工业标准已经成为我们激光冲击强化设计的依据”。国际著名疲劳断裂专家英国民航管理局主席

Irving 等人在论文中大幅引用本项目研究成果，美国科技媒体 Vertical News 对本项目报道 12 次。项目成果获江苏省和中国机械工业科学技术奖一等奖各 1 项，使我国成为世界上第二个有能力进行整

体叶盘激光冲击波强化的国家, 满足了国家重大工程的需要，显著推动了行业科技进步，对提升国家核心

竞争力和国防能力具有重要意义。

完成人情况姓名张永康技术职称教授排名 1

对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：投入工作量占本人工作量的 70％发现了激光冲击金属晶粒细化机制，建立了强化效果监测方法，发明了多项激光冲击波非传统制造

工艺与技术。对创新点 1、2 和 3 做出了突出贡献。旁证材料：以第 1 发明人获授权发明专利 8 件，以第一作者出版英文和中文专著各 1 部，发表 SCI

收录论文 11 篇。曾获国家科技奖励情况： 1. 2009 年，科技进步奖，二等，节能环保型球团链篦机关键制造技术及应用，排名第三，证书号：2009－J－216-2-02-R3 2. 2011 年，科技进步奖，一等奖，深海高稳性圆筒型钻探平台的关键设计与制造技术，排名第 2，证书

号：2011－J-216-1-01-R02 姓名邹世坤技术职称研究员排名 2

对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：投入工作量占本人工作量的 70％开展了整体叶盘工艺研究，研制了 YAG 和钕玻璃两个不同系列的航空发动机叶片和整体叶盘的激

光冲击波强化成套装备；发明了六轴联动姿态控制的隐蔽面激光冲击波强化技术。对创新点 2 和 3 做出

了突出贡献。旁证材料：授权发明专利 2 件，第一作者发表 SCI 收录论文 3 篇。

曾获国家科技奖励情况：无姓名鲁金忠技术职称副教授排名 3

对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：投入工作量占本人工作量的 70％发现了激光冲击面心立方金属晶粒细化机制，发明了轻合金激光冲击波颗粒植入改性等新技术。对

创新点 1 和 2 做出了突出贡献。旁证材料：获授权发明专利 3 件，副主编出版 Springer 英文专著 1 部，第一作者和通讯作者发表

SCI 收录论文 14 篇，其中 Acta Materialia 刊物 2 篇。曾获国家科技奖励情况：无

姓名巩水利技术职称研究员排名 4 对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：

投入工作量占本人工作量的 50％开展了激光冲击波强化工艺和检测研究，对创新点 2 和 3 做出了突出贡献。旁证材料：论文 4 篇。第 1 发明人申请发明专利 2 件：一种用于激光冲击波强化效果的在线检测方

法和装置，申请号：201310040851.4（实质性审查通过）；一种激光冲击波处理飞机发动机叶片的光斑组

合工艺及装置，申请号：201310040844.4（实质性审查通过）。曾获国家科技奖励情况：无

姓名姜银方技术职称教授排名 5 对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：

投入工作量占本人工作量的 50％提出了激光冲击半模成形精度控制理论、技术及表征方法，以及激光冲击小孔强化基本理论与技术。

对创新点 1 和 2 做出了突出贡献。旁证材料：授权发明专利 9 件，发表 SCI 收录论文 1 篇。

曾获国家科技奖励情况：无姓名薛伟技术职称教授排名 6

对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：投入工作量占本人工作量 50％开展了激光冲击波强化残余应力、强化工艺、激光加工过程中等离子体温度测量研究，对创新点 2

和 3 做出了突出贡献。旁证材料：发表论文 3 篇，以第一发明人申请国际发明专利 2 件：一种飞机叶片榫槽底部平面激光

冲击强化方法和装置， PCT/CN2013/085743（实质性审查通过）；一种隐藏面激光冲击强化方法和装置， PCT/CN2013/085750（实质性审查通过）。曾获国家科技奖励情况：无



基于强激光冲击波效

应的非传统制造技术

及工程应用 2013.10.25

中国机械

工业科学

技术奖一等奖张永康 ,邹世坤 ,鲁金

忠,巩水利,戴峰泽等

中国机械工业

联合会 , 中国

机械工程学会关键零部件激光非传

统制造控性控形技术

与装备 2013.12 江苏省科

学技术奖一等奖张永康 ,鲁金忠 ,邹世

坤,姜银方,罗开玉等江苏省政府

主要知识产权证明目录（不超过 10 件）

知识产

权类别知识产权具体

名称

国家


授权


发明专

利

一种基于激光冲

击波技术的复杂

表面强化的方法

和装置

中国 ZL200910213599.6

2011-09-14

第 840999号

江苏大学顾永玉, 张永康, 鲁金忠, 任旭东, 张朝阳, 叶云霞

发明专

利

基于冲击波波形

特征的激光冲击

强化在线检测方

法和装置

中国 ZL200910024714.5

2012-05-23

第 953688号

江苏大学张永康, 秦海永, 李杨, 周立春, 张朝阳

发明专

利

一种紧固孔激光

冲击强化的方法

和装置中国

ZL201010510712.X

2012-08-15

第

1022327号

江苏大学姜银方, 钱晓明, 张永康, 管海兵, 张朝阳, 李志飞

发明专

利一种激光束整形

五分透镜中国

ZL200810089032.8

2010-12-18

第 711858号

中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所

曹子文, 邹世坤

发明专

利一种小孔强化方

法中国

ZL 2011104487

51.6

2013-07-17

第 1238639号

江苏大学姜银方黄宇井然张永康张青来黄立伟郭振宁姜文帆

发明专

利

一种基于激光冲

击波效应的板材

双面精密成形方

法及装置

中国 ZL200810019757.X

2011-01-05

第 725371号

江苏大学姜银方, 张永康, 姚红兵, 叶云霞, 任旭东, 石朝阳

发明专

利一种孔结构的激

光冲击处理方法中国

ZL200710143348.6

2010-03-03

第 602667号

中国航空工业第一集团公司北京航空制造工程研究所

邹世坤, 曹子文

发明专

利

通过光偏转对激光冲击强化进行质量评估的装置和方法

中国 ZL201010176102.0

2011-11-16

第 862621号

江苏大学张永康, 王飞, 姚红兵, 孟春梅, 程丽娟, 鲁金忠, 张朝阳

发明专

利一种新型高功率板条激光器系统中国

ZL200810156432.6

2009-09-02

第 897929号

江苏大学姚红兵, 张永康, 李国杰, 叶霞

发明专

利

一种激光冲击波

辅助离子渗入金

属基体的方法中国

ZL200910263063.5

2012-02-22

第 911667号

江苏大学

鲁金忠, 罗开玉, 张朝阳, 张永康, 姜银方, 钟俊伟, 管海兵, 钱晓明

2014 年度推荐国家科学技术进步奖项目项目名称气动系统节能关键技术及设备研究与应用完成人蔡茂林，石岩，许未晴，杜丙同，李晶，杨青辰，王东明，范子川，刘冲，虞启辉，

盖玉收,许启跃，黄亮，张业明，高学全

完成单位北京航空航天大学，北京爱社时代科技发展有限公司，

东北大学设计研究（有限公司），中国化学工业桂林工程有限公司项目简介

水、电、气的供给是所有生产制造的基本保障，同时也是制造过程中的主要能耗。而我国气动

系统在 2012 年用电量超过 3000 亿度，相当于东北三省用电总量，占全国总用电的 6%，且每年仍以

约 7%的速度递增。然而，我国原有的工厂规划与设计均以满足产能为设计基准，气动系统节能技术

和设备严重缺失，从而造成了气动系统能源浪费，导致系统能源有效利用率不到 60%！

目前能源问题已成为各国工业发展的瓶颈，1997年京都会议以来，国内外均在寻求可应用于生

产实际的气动系统节能设计技术体系，以降低其能耗。本项目在国家自然基金等项目资助下，历经

十多年科研攻关，成功解决了气动系统能量量化、负载匹配、管网调度、泄漏检测等技术难题，其

主要创新点如下：

1.针对气动系统各点能量损失无法测量的行业难题，揭示了其能量损失机理，首次提出了一种

气动系统的能量量化方法,建立了气动系统能量评价体系，并被多国所采纳，同时形成了国家标准,

奠定了气动系统节能的理论依据。

2.针对供气系统传统单机运行模式下无法动态匹配负载的难题，提出了基于负载扰动观测和功

率非线性规划的多设备智能群控方法，研制出集中控制设备，使空压机、干燥机、循环泵等空卸载

时间降低了 90%以上。

3.传统气动管网多采用单压全通供气方式造成巨大浪费，首次提出了按需供给的“气动智能管

网”调度技术，研发了关键管控设备，构建了管网结构参数在线辨识和流量智能调度系统，实现了

大规模管网多源多压、高效安全供气。

4.针对传统管网用气点众多且泄漏高达 20%-40%的现状，发明了泄漏点及管网非介入式流量检

测技术，并研制出相应检测仪器，有效解决了现场泄漏难以定位、定量的难题。

5.针对冶金、化工、造船等行业的主要高耗气设备，研发了一系列专用用气管控关键产品，降

低了该类设备用气能耗 40%以上。

本项目构建了技术精细、手段全面和节能显著的完整的气动系统节能设计技术体系。经专家鉴

定“该成果在理论和技术上有多项创新，成果达到国内领先、国际先进水平，节能率高达 30%，投

资回收期一年左右，对于提高我国制造业中压缩空气系统的能效，推动我国工业节减排具有重要意

义”。

该成果已推广到冶金、化工、造船、航空航天等行业的 200余家大型制造企业，累计实现节电

18亿度以上，近三年创造直接经济效益过亿万元，间接经济效益约 10亿元，取得了显著的经济和

社会效益。

本项目获发明专利 8 项、实用新型专利 37 项、软件著作权 7 件、发表论文 133 篇（SCI：11，

EI：46）、专著 3部。获中国机械工业科学技术一等奖，中国液压液力气动密封行业技术进步奖一等

奖，被列入行业“十二五”重点推广节能技术。本项目在世界上率先将其成果应用于生产实践中，

极大的提升我国在该领域的世界地位，为我国制造业的节能减排与设备升级提供了有力的技术支撑

和保障。

完成人情况姓名蔡茂林技术职称正高级排名 1

工作单位北京航空航天大学

对本项目技术创造性贡献（不超过 200字）：

创新点（1）：提出了气动系统的能量量化方法【附件 11】

创新点（2）：提出了多设备智能群控方法【附件 10】

创新点（3）：提出了一种压力和流量恒定输出回路

创新点（4）：提出了并联接入式泄漏量测量方法【附件 1】

创新点（5）：提出了一种多级压力输出的控制回路

该项目占本人的工作量约 80%左右

代表性论文 133篇，其中 SCI检索 11 篇

获授权发明专利 4项、实用新型专利 15项【附件 27-31】


姓名石岩技术职称中级排名 2



创新点（3）：研究了复杂管网结构与流量、压力的变化机理，提出了一种管网结构辨识方法；

提出了压缩空气系统智能管网，发明了一种大流量高效气体增压结构。

创新点（4）：参与研究了压缩空气非介入式管道流量测量方法、并联接入式泄漏量测量方法、

超声波直射与反射的气体泄漏检测方法。

该项目占本人的工作量约80%左右。

代表性论文 14篇，其中 SCI 检索 4篇，授权专利 1项【附件 27，32】。


姓名许未晴技术职称中级排名 3



创新点（2.1）：参与研究了压力与流量耦合的用气量动态计算模型及其气动系统流量估算算法的设

计。

创新点（4.3）：参与研究了非介入式管道流量测量方法及其信号处理方法。

创新点（5.3）：提出了基于气动脉宽调制的机械式气体脉冲发生机构【附件 34】，设计了气动脉冲

发生装置。

本项目投入工作量占本人总工作量的 80%。

代表性论文 7篇，其中 SCI检索 1篇【附件 31-32】。


姓名杜丙同技术职称中级排名 4

工作单位北京爱社时代科技发展有限公司


创新点（2）：研发了空压机群智能控制系统，开发了空压机多协议自动转化的通信接口。

创新点（3）：参与研发恒压恒流供气节能技术，设计了气动管网恒压恒流单元。

创新点（4）：参与开发了非介入式管道气体流量测量技术，参与开发了基于超声波的气体泄

漏检测仪及其信号处理算法。

该项目工作量占本人工作量90%左右。

获得授权实用新型专利 3项，软件著作权 4项【附件 27，29】。


姓名李晶技术职称其它排名 5

工作单位北京爱社时代科技发展有限公司


创新点（2）：参与研制了供气系统多设备智能群控制柜软硬件系统。

创新点（3）：参与研制了大流量气体增压器。

创新点（4）：参与非介入式管道气体流量计的软硬件开发，以及并联接入式气体泄漏量检测

仪开发。

创新点（5）：参与多级压力输出设备的控制装置和脉冲式节能喷嘴装置开发。

该项目工作量占本人工作量的60%左右。

获得授权发明专利 1项，实用新型 13 项，软件著作权 4项【附件 27，29】。


姓名杨青辰技术职称正高级排名 6

工作单位东北大学设计研究院（有限公司）


创新点（3.2）：提出了分区集气式铝电解槽的输气管网设计方法。

创新点（5.2）：参与设计了电解铝打壳气缸多级压力输出的控制回路。

通过如下项目将该技术在电解铝行业推广：哈萨克斯坦 28万吨碳素厂、印度果阿-沧州煅后石油焦

项目、大唐国际再生资源（电解、氧化铝、炭素）。

该项目占本人的工作量约 60%左右。

获得授权发明专利 1项，授权实用新型专利 2项【附件 28】。


姓名王东明技术职称正高级排名 7

工作单位中国化学工业桂林工程有限公司


创新点(5.1)：设计了橡胶挤出机头的两段驱动装置，主驱动工作在工作行程，副驱动工作在空载

行程，可实现削减空气消耗量 50%左右的节能效果。

通过如下项目将该技术在轮胎行业等化工行业中的推广：SSGJ-416/936 双锥双螺杆挤出压片机组

研制；新型冷喂料排气挤出机研制。


获得授权发明专利 2项，获得授权实用新型专利 5项【附件 28】。


姓名范子川技术职称其它排名 8



创新点（2.1）：参与研究了气动系统压力估算算法的设计。

创新点（4.3）：建立了全新的非介入式管道气体流量测量理论，并提出基于管道温度场动态

热特性的外捆式测量技术。搭建了相关实验测试平台，进行了基于温度场测量的流量计量方法的可

行性验证。


代表性论文3篇，其中SCI检索2篇。

获得授权发明专利 1项，授权实用新型专利 2项【附件 27，32】。


姓名刘冲技术职称其它排名 9



创新点（2）：参与研发了空压机群智能控制系统，提出了基于压力与流量反馈的双环控制方

法，设计了基于等微增率的空压机流量分配算法。

创新点（3.3）：参与开发了恒压恒流供气节能技术，设计了具有收缩扩张特征的喷管作为恒

流装置，流量波动幅度小于5%。


代表性论文 3篇，获得授权实用新型 1项【附件 27，32】。


姓名虞启辉技术职称其它排名 10



创新点（3.3）：参与了大流量增压柜的机构设计并开发了气动自动压力报警功能以及远程控

制功能，开发了智能流量控制单元。

创新点（5）：发明了一种电控式的打壳分压供气控制回路，以及电解铝打壳多功能控制系统，

实现了打壳压力和打壳时间的精确控制。

该项目占本人的工作量的80%左右。

代表性论文 2篇，获得授权实用新型专利 6项【附件 27-28，32】。


姓名盖玉收技术职称其它排名 11



创新点（3）：提出基于管网中的阀门开启、闭合的状态与流动状态参数的对应关系，解析管

网结构的方法；提出了复杂管网的智能调度策略，对管道各阀门节点进行流量控制，实现局部负载

扰动节点的压力和流量稳定。研制了一种适用于大型管路的调节阀，实现多分支复杂管网的流量调

度。


获得授权实用新型专利 7项【附件 27】。


姓名许启跃技术职称其它排名 12



创新点（3）：参与研究了超声波直射与反射信号的解耦算法，反射信号过滤算法，实现了工

业现场压缩空气泄漏超声信号检测应用中反射干扰信号的辨识。

创新点（5）：参与研制了基于系统数学模型的节气装置的控制器，设计了利用拉瓦尔管的恒

流控制逻辑，实现了大型压缩空气供气管路恒压恒流单元的控制。


代表性论文 1篇【附件 32】。


姓名黄亮技术职称中级排名 13

工作单位中国民航科学技术研究院


创新点（2）：参与研究了气动系统负载估算方法以及空压机群节能运行方法。

创新点（4）：提出了并联接入式的气体泄漏量测量的温度补偿的方法；研制泄漏检测仪工程

样机；提出了基于压力波传播的管路气体流速测量方法，采用基于样条插值的时延估计算法提高测

量精度，研制原理样机。


代表性论文 4篇【附件 31-32】。


姓名张业明技术职称中级排名 14

工作单位河南理工大学


创新点（2）：提出一种基于空压机加卸载优先队列的控制方法，根据空压机运行效率、累计

运行时间、设定优先等级等因素进行综合评价，得到加卸载优先队列。完成了整个监控系统三层构

架的设计，完成上位机监控管理系统软件编写。


代表性论文 5篇，其中 SCI1篇【附件 31】。


姓名高学全技术职称正高级排名 15

工作单位东北大学设计研究院（有限公司）


创新点（2）：研制了用于电解铝行业的离心式空压机与螺杆式空压机组合配置的供气系统，研制了

空压机、干燥机、循环泵等多设备控制装置。

通过如下项目将该技术在冶金行业中的推广应用：新疆从和一期年产 9 万吨电解；田东氧化铝厂

100 万吨氧化铝；广铝氧化铝厂 100 万吨氧化铝；兆丰二期 70 万吨氧化铝（技改）；柳林一期 70

万吨氧化铝。


获得授权实用新型专利 1项【附件 28】。


主要完成单位情况完成单位北京航空航天大学排名 1

创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600字）：

北京航空航天大学在国家自然科学基金【附件 14】支持下，侧重理论研究方面，重点开展了

如下创新工作：

创新点（1）：提出了一种气动系统的能量量化理论及方法【附件 11】，得出了气动系统能量量

化指标——气动功率，提出了基于气动系统状态参数的能量损失分析方法，形成了一套被多国采用

的能量评价体系【附件 37】，并立项制定为我国 GB国家标准【附件 7】。

创新点（2）：提出了基于供气系统压力与流量耦合的用气量动态计算方法，提出了基于负载扰

动辨识和功率非线性规划的多设备智能群控方法【附件 10】。

创新点（3）：提出了一种基于流量、压力测量的管网结构辨识方法和流量智能调度方法【附件

12】，发明了一种利用膨胀能的大流量高效气体增压结构【附件 33】。

创新点（4）：提出基于超声波直射与反射的气体泄漏检测方法，提出了基于基准流量的并联接

入式泄漏量测量方法；提出了基于压力波的非介入式管道流量测量方法【附件 31】。

创新点（5）：提出了一种主副两段驱动式气缸；提出了一种多级压力输出的控制回路；提出了

一种脉冲式节能喷嘴装置【附件 34】。

发表文章共 133篇，其中 SCI检索 11篇，EI检索 55篇【附件 30-32】。

授权发明专利共 1项，授权实用新型 15项【附件 27-29】。

完成单位北京爱社时代科技发展有限公司排名 2


北京爱社时代科技发展有限公司是一家致力于工业节能领域的高新技术企业。面向各行各业

用气企业，提供节能诊断服务、技术方案及施工方案制定、节能设备研制及生产、节能改造施工

及管理、合同能源管理等业务。在本项目中侧重产品研发、项目推广及工程实施，重点开展了如

下的创新工作：

创新点（1）：制定了一整套基于气动功率评价体系的节能系统设计方法和业务流程【附件 4-6，

8,9】。

创新点（2）：研制了空压机群专家控制系统的软硬件，向市场推出了智航、睿航、慧航三个

系列产品【附件 2-3】。

创新点（3）：研制了基于膨胀能利用的大流量高效气体增压装置；研制了管网恒压恒流单元。

创新点（4）：研制了智能气体泄漏点扫描枪；研制了智能气体泄漏量检测仪等泄漏检测产品

【附件 38】。

创新点（5）：研制了主副两段驱动式气缸；研制了两级压力输出的节气回路。

将上述技术在如下公司推广：

宜宾环球格拉斯玻璃制造公司、上海汇众汽车制造有限公司、山西大唐国际云冈热电有限责

任公司、四川金路树脂有限公司、滨州盟威戴卡轮毂有限公司、南方青岛四方机车车辆股份有限

公司、杭州四通化纤有限公司、宁波星箭航天机械有限公司、上海江南长兴造船有限责任公司、

格芙兰、浙江三元纺织有限公司【附件 15-22，39-45】。

授权发明专利共 1项，授权实用新型 12项，获得软件著作权 7项【附件 2-3】。

完成单位东北大学设计研究院（有限公司）排名 3


在气动系统有多年的设计和应用经验，主要表现在广泛应用于冶金行业的铝电解槽的供气系

统、输气管网以及末端用气设备。在本项目中侧重项目推广及工程实施，重点开展了如下的创新工

作：

创新点（2）：参与研制了用于电解铝行业的离心式空压机与螺杆式空压机组合配置的供气系统，

以离心式空压机满足稳定的基本空气负荷，以螺杆式空压机作为备用空压机，当用气负荷波动较大，

超出了离心机的调节范围时，停一台离心式空压机，启动螺杆式空压机满足较大负荷波动时的需要；

研制了空压机、干燥机、循环泵等多设备控制装置。

创新点（3.2）：提出了一种新的分区集气式铝电解槽的输气管网设计方法。针对目前铝电解槽

烟气收集技术存在的不足之处，研制了一种分区集气式铝电解槽的集气系统，达到提高集气效率的

目的，减小气体流经输气管网的损失。

创新点（5.2）：参与研制了电解铝打壳气缸多级压力输出的控制回路，减少非工作工况下的供

气压力以降低气体泄漏量。

将上述技术在如下项目中推广：哈萨克斯坦 28万吨碳素厂；印度果阿-沧州煅后石油焦项目；

大唐国际再生资源（电解、氧化铝、炭素）；同德年产 140万吨氧化铝；青海万象电解；新疆从和

一期年产 9 万吨电解；田东氧化铝厂 100 万吨氧化铝；广铝氧化铝厂 100 万吨氧化铝；兆丰二期

70万吨氧化铝（技改）；柳林一期 70 万吨氧化铝。

授权发明专利 1项，授权实用新型 4项【附件 28】。

完成单位中国化学工业桂林工程有限公司排名 4


在众多大中型轮胎工厂工程项目中根据气动系统的使用情况，重点研制了橡胶挤出工艺相关

的气动系统，在本项目中侧重项目推广及工程实施，重点开展了如下的创新工作：

创新点（5.1）：研制了橡胶挤出机头的两段驱动装置，主驱动工作在工作行程，副驱动工作在

空载行程，可实现削减空气消耗量 50%左右的节能效果。

通过以下项目对此技术推广及应用：

自 2005 年以来，通过杭州朝阳橡胶有限公司历次全钢子午胎生产项目（年产 600万套），在

气动系统设计过程中，运用节能技术使轮胎耗能由 4.1kwh/条胎降低到 2.9kwh/条胎，降低能耗约

29%。

2010年在贵州轮胎股份有限公司年产 110万条全钢载重子午胎项目中运用气动系统节能技

术，降低能耗约 16%。

2012年在广州华南橡胶轮胎有限公司气动系统节能改造项目中充分运用此项技术，使整个工

厂的用气减少了 21%。

2013年在双钱集团(江苏)轮胎有限公司最终检验高压空气改造项目中运用此项技术，使硫化

检测工段的用气量减少 12%。

在 2012 年及 2013 年进行工程设计的中策橡胶（建德）有限公司新安江分公司迁扩建项目、

杭州中策清泉有限公司年产 500万条全钢载重子午胎项目、中策橡胶（金坛）有限公司江苏金坛

轮胎生产基地项目（一期工程）金坛项目以及韩泰轮胎有限公司重庆工厂 PCR增设项目，整体能

耗降低 30%以上。

授权发明专利 2项，授权实用新型 5项【附件 28】。



气动系统节能关

键技术的研究及

应用

2013.10

中国机械工

业科学技术

奖

一等奖

蔡茂林,石岩,许未

晴,杜丙同,范子川

等



工程学会

宽幅胶片挤出压

延生产线研制 2012 科技进步奖二等奖

邓文忠,程一祥,江建平,潘家芳,陈忆琳等

中国石油和化学

工业联合会

四复合橡胶挤出

机组系列产品研

制

2009 科学进步奖二等奖邓文忠、江建平、贺红兵、黄发国、李立镇等


工业协会

内衬层双挤出法

生产线研制 2008 科学进步奖一等奖

吴志勇、张锡成、顾远辉、贺红兵、沈建农等


工业协会


知识

产权

类别

知识产权具体名称

国

家

（

地

区）

授权号授权


发明

专利

导入基准流量的智能

气体泄漏检测仪

中

国

ZL

20071012001

2.8

2010

.02.

17

CN100590

406C 蔡茂林蔡茂林

发明

专利

一种压缩空气系统用

气量的估算方法

中

国

ZL

20111035231

2.5

2013

.11.

13

CN102564

500A

北京爱社时

代科技发展

有限公司

孔德文

李晶

软件

著作

权

ECOSO睿航空压机群

节能管控系统软件

V3.0

中

国

2012SR10399

2

2012

.09.

27

软著登字

第

0477428

号

北京爱社时

代科技发展

有限公司

发明

专利

一种利用压力波传播

的气体管道流量计

中

国

ZL

20081022483

2.6

2011

.03.

02

CN

10149859

5A

蔡茂林蔡茂林

发明

专利

一种可根据在线压力

进行刻度调节的气体

浮子流量计

中

国

ZL

20081023988

8.9

2010

.8.2

5

CN

10147690

9A

蔡茂林蔡茂林

发明

专利

一种可抗环境温度干

扰的管外捆绑式热脉

冲气体流量计

中

国

ZL

20121000318

7.1

2013

.11.

27

CN

10253888

6A

北京航空航

天大学

范子川，蔡

茂林

发明

专利

一种铝电解预焙槽的

排风方法及装置

中

国

ZL

20051004724

4.6

2009

.2.1

1

CN

1763254A

东北大学设

计研究院（有

限公司）

董慧，马成

贵，吕定

雄，马绍

先，杨青

辰，毛继

红，王兴

明，杨再明

发明

专利四复合橡胶挤出机头

中

国

ZL

20081010743

9.9

2010

.8.1

1

CN

10145624

9A

中国化学工

业桂林工程

有限公司

邓文忠，黄

发国，程一

祥，江建

平，王东明

软件

著作

权

ECOSO LT泄漏检测软

件 V1.0

中

国

2010SR03042

0

2010

.01.

29

软著登字

第

0218693

号

北京爱社时

代科技发展

有限公司

软件

著作

权

ECOSO空压机专用控制

单元软件 V 2.0

中

国

2012SR07672

0

2012

.5.2

4

软著登字

第

0444756

号

北京爱社时

代科技发展

有限公司


项目名称再制造关键技术及产业化

完成人徐滨士,朱胜,张伟,邢忠,史佩京,姚巨坤,王德前,于鹤龙,董丽虹,胡振峰,梁秀兵,董

世运,魏世丞,许一,罗建明

完成单位中国人民解放军装甲兵工程学院,中国重汽集团济南复强动力有限公司

项目简介

再制造是将废旧产品恢复到其质量特性不低于原有新品的先进制造和绿色制造，再制造成本节

约 50%，节材和节能 60%，环境污染减少 70%，是实现节能减排的重要技术途径。欧美采用 “尺寸

修理和换件法” 为主的再制造模式再制造率低，综合效益较差。本项目针对制约我国再制造产业发

展的急需关键技术进行攻关，在再制造“工程模式及规划－成形加工技术实现－毛坯质量控制及全

域质量保证－产业化应用推广”等方面取得了重大进展，突破面向循环寿命的再制造设计、表面和

体积损伤的再制造控形控性、再制造毛坯检测与评估等关键技术瓶颈，系统构建了再制造技术体系，

推广形成了具有中国特色的再制造产业，主要创新成果如下：

1.在国内外率先提出了以“尺寸恢复和性能提升”为特征的再制造概念内涵与产业模式，提出

了基于再制造的产品循环寿命周期理论及设计目标模型，建立了再制造设计规划方法及其再制造性

定量化评价方法，创建了再制造工程学科。

2.揭示了再制造过程中“服役要求-理化性能-组织结构-材料工艺”的多维度反演规律，突破了

再制造表面/界面重构与体积结构离散堆积控形控性的技术瓶颈，发明了多尺度损伤形貌恢复或性能

升级的系列化再制造材料、工艺和设备，研发了面向原位再制造的金属微损伤自修复和微裂纹自愈

合技术，建立了优质高效的集约化再制造成形加工技术群。

3. 突破了再制造零件表面匹配性在线检测与内在多模损伤无损主动感知的技术瓶颈，发现了磁

记忆信号表征裂纹扩展速率的规律，建立了再制造毛坯疲劳损伤评估模型，发明了毛坯损伤的磁记

忆/多功能涡流综合检测等多种无损检测方法与装置，提供了零件再制造寿命的科学预判手段。

4. 研发了系列高效率规模生产的自动化再制造设备，开发了面向再制造精益生产的逆向物流和

生产管理信息系统，提出了基于标准、认证、生产的再制造产品质量检测与管理方法，建立了汽车、

矿山设备、重载车辆和大型工业装备等行业的典型产品再制造产业化生产示范线，通过了国家再制

造产业试点单位的应用考核，推动了我国再制造产业技术进步。

本项目成果使发动机零部件的再制造率提升了 20%。经同行专家鉴定，“总体技术达到国际先进

水平，汽车发动机零部件再制造技术居国际领先。”项目规划了再制造技术 2030 年前中长期发展路

线图，促进将再制造列入《中华人民共和国循环经济促进法》和国家战略性新兴产业，国家领导人

对提交的再制造咨询报告做出重要批示，促成了《关于推进再制造产业发展的意见》等国家政策的

出台，为循环经济发展提供了重要技术支撑。

项目获省部级科技进步一等奖 1项，获发明专利 15项，制订国家标准 5项，出版专著 5部。该成果

已经在多个重点行业领域推广应用，在国际再制造领域具有显著影响力。近 3 年，仅 7 家企业的再

制造项目统计表明，累计创造直接经济效益 11.4 亿元，间接经济效益 50 亿元，并在节能减排、资

源回收、环境保护等方面取得了显著的社会效益。完成人情况

姓名徐滨士技术职称教授排名 1

工作单位装甲兵工程学院


在国内率先提出了再制造的概念内涵，创立了以"尺寸恢复与性能提升法"为特点的中国特色再制造理

念和模式，创建并发展了再制造工程学科，系统构建了再制造工程体系，主持研发了多项再制造关键

技术与材料及设备，推动了产业化应用，提升了再制造率。对项目主要科技创新中的第 1、2、3、4项创新均做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 80%，获国家授权专利 4 项，出版

专著 3 部。


1)电刷镀技术及其推广应用，国家科技进步一等奖，第 4 名，1985，85-TG-1-014-4；2)坦克履带板材

料－ZGMn8CrMo 研究，国家技术发明二等奖，第 1 名，2003，2003-F-245-2-01-R01；3)军用装备机

械零部件纳米颗粒复合延寿技术，国家技术发明二等奖，第 1 名，2009，2009-F-24501-2-01-R01；4)高效能超音速等离子喷涂技术开发与应用，国家科技进步二等奖，第 1 名，2003，2003-J-216-2-05-R01；5)热喷涂技术开发、推广、应用，国家科技进步二等奖，第 4 名，1985，85-TG-2-067-4；6)有色、贵

金属和合金等新型电刷镀溶液系列（66 种）的研究与应用，国家科技进步二等奖，第 7 名，1988，化

-2-002-07；7)电弧喷涂防腐技术在我军主战装备的应用，国家科技进步三等奖，第 1 名，1998，97-3-007-01。

姓名朱胜技术职称教授排名 2



研究提出了再制造的关键技术体系，协助建立了以"尺寸恢复和性能提升"为特征的再制造模式，建立

了再制造性定量化评价方法，构建了再制造设计理论体系，发展了再制造工程学科；研发了基于机器

人的 GMAW 熔敷成形技术平台并发明了两种集约化熔覆成形材料。对项目主要科技创新中的第 1、2、4 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 75%，获国家授权专利 2 项，出版

专著 2 部。


高效能超音速等离子喷涂技术开发与应用，国家科技进步二等奖，第 5 名，2003，2003-J-216-2-05-R05 姓名张伟技术职称教授排名 3



参与了再制造学科的创建，负责了再制造系列国家标准的起草和多项国家发改委、工信部咨询论证报

告的编制工作，促进了多项再制造国家政策出台，推动了再制造技术的产业化应用。面向原位再制造

的金属微损伤自修复和微裂纹自愈合技术，突破了微胶囊自愈合材料制备技术瓶颈。对项目主要科技

创新中的第 2、4 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 75%，获国家授权

专利 2 项。


装备零件快速智能电弧喷涂抢修技术及其应用 . 2011 年国家技术发明二等奖 .第 8 名，2011-J-24501-2-07-R08

姓名邢忠技术职称工程师排名 4

工作单位中国重型汽车集团有限公司


完成项目应用实施过程中进度计划的编制和实施督察，拟定完成关键技术研究与应用的技术指标、研

究路线和应用示范，在关键技术的应用示范中创建了中国特色的汽车零部件再制造应用示范工程，提

升产业影响力，进行纳米电刷镀技术、高速电弧喷涂技术的应用研究工作，将再制造产品的旧件利用

率提高到了 90%。对项目主要科技创新中的第 4 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人

工作总量的 70%。


姓名史佩京技术职称副研究员排名 5



参加了再制造系列国家标准的制定工作，参与了国家发改委、工信部等咨询论证项目的编制工作，协

助论证再制造列入《中华人民共和国循环经济促进法》、国家战略性新兴产业，促进了《关于推进再制

造产业发展的意见》等国家政策出台。对项目主要科技创新中的第 1、4 项创新做出主要贡献，在本项

目中投入工作量占本人工作总量的 70%。



姓名姚巨坤技术职称副教授排名 6



研究建立了再制造性指标体系和定量化再制造性设计方法，提出了再制造的工程规划设计和升级技术

方法，协助构建了再制造设计理论，建立了再制造升级理论与技术体系，制订了再制造规划设计技术

路线图，完善了再制造工程。对项目主要科技创新中的第 1 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工

作量占本人工作总量的 75%，撰写专著 2 部，获国家授权专利 2 项。


姓名王德前技术职称高级工程师排名 7

工作单位中国重汽集团济南复强动力有限公司


组织开展了自动化再制造关键技术及设备在发动机再制造生产中的应用，提高了发动机缸体、曲轴、

连杆的生产效率和质量，进行了再制造的行业化推广应用。对项目主要科技创新中的第 4 项创新做出

主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 50%。


姓名于鹤龙技术职称助理研究员排名 8



开展了再制造拆解和清洗机理研究，提出了面向再制造的可拆解性设计原则，开发了典型零部件再制

造绿色清洗工艺与装备，突破了无损拆解和绿色清洗的关键技术瓶颈，实现了再制造拆解无损化和清

洗的绿色化，负责制定了面向 2030 年再制造高效拆解和绿色清洗技术发展路线图。对项目主要科技创

新中的第 2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 65%。


姓名董丽虹技术职称助理研究员排名 9



建立了基于应力集中的再制造毛坯疲劳损伤评估模型，研发了适用于发动机无损检测的数字超声检测、

多功能涡流/磁记忆综合检测技术设备，实现了废旧零部件能否再制造的科学判定依据。对项目主要科

技创新中的第 3 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 70%。


姓名胡振峰技术职称助理研究员排名 10



发明了自动化电刷镀再制造设备，参与了纳米颗粒复合电刷镀镀液成分设计和优化、纳米电刷镀层的

性能评价中做了深入研究工作，参与了纳米电刷镀技术的推广应用研究。对项目主要科技创新中的第

2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 60%。


姓名梁秀兵技术职称研究员排名 11



设计了再制造自动化智能高速电弧喷涂系统，开发了再制造专用耐磨损喷涂丝，并在企业进行了推广

应用。对项目主要科技创新中的第 2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的

50%。



姓名董世运技术职称研究员排名 12



创新了纳米电刷镀再制造工艺方法，应用纳米颗粒复合电刷镀技术解决了飞机发动机压气机涡轮叶片、

发动机连杆等装备关键零件的维修和再制造难题；共同研制了自动化纳米电刷镀技术及其设备系统。

对项目主要科技创新中的第 2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 50%。


军用装备机械零部件纳米颗粒复合延寿技术，国家技术发明二等奖，第 2 名， 2009，2009-F-24501-2-01-R02；


姓名魏世丞技术职称研究员排名 13



负责喷涂防腐涂层技术的推广应用工作和高温防腐蚀涂层材料的研究开发工作，并进行了推广应用。

对项目主要科技创新中的第 2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 50%。



姓名许一技术职称副研究员排名 14



开发了具有原位自修复功能的微纳米润滑材料，解决了其在润滑油脂中的分散稳定难题，阐明了其对

摩擦表面的强化及修复机理，实现了装备运行过程中的原位动态自修复。对项目主要科技创新中的第

2 项创新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 50%。


军用装备机械零部件纳米颗粒复合延寿技术，国家技术发明二等奖，第 3 名， 2009，2009-F-24501-2-01-R03

姓名罗建明技术职称工程师排名 15

工作单位中国重汽集团济南复强动力有限公司


进行了纳米电刷镀技术、高速电弧喷涂技术的应用研究工作，协助具体完成了再制造关键技术的产业

化生产应用，负责实施过程中进度节点的实施督察，在关键技术的应用示范中协助创建了中国特色的

汽车零部件再制造应用示范工程，积极进行关键技术的应用推广。对项目主要科技创新中的第 4 项创

新做出主要贡献，在本项目中投入工作量占本人工作总量的 50%。


主要完成单位情况完成单位装甲兵工程学院排名 1


1.院科学技术委员会对项目组提出的总体方案、采用的技术路线及研究计划进行了审查，并提出了具

体修改意见，为项目研究奠定了基础。

2.在项目研制过程中，学院提供了大量的仪器设备，科研主管部门经常了解项目的进展情况，协调有

关事宜，对出现的技术难题，及时组织有关专家给予必要的指导和帮助，从而保证了项目的顺利完成。

3.积极做好科技成果的推广应用工作，为解决再制造关键技术及产业化中的难题做出了较大贡献。

完成单位中国重汽集团济南复强动力有限公司排名 2


1、协助开发了发动机零部件裂纹快速综合检测设备；便携式零部件快速现场寿命评估装置；连杆自动

化纳米电刷镀装置；缸体自动化纳米电刷镀装置；发动机曲轴快速机器人智能电弧喷涂再制造系统；

凸轮轴机械化微弧等离子再制造系统；气门微弧等离子再制造系统等 8 套关键设备。实现了再制造工

艺过程向自动化、批量化、标准化等流水线方式的转变，改变了再制造工艺以手工操作为主，效率低

下的产业化生产难题。

2、公司承担了项目的主要技术研究和应用示范工作，进行了再制造性评价、再制造零部件寿命评估技

术、纳米复合表面制备与成形一体化再制造技术、零部件快速成形数字化再制造技术、装备运行中的

摩擦副损伤原位再制造技术、装备再制造质量控制与检测技术等再制造关键技术的应用研究工作，建

立了发动机再制造生产示范线，提高了旧件利用率，降低了生产成本。



再制造关键技术

及产业化 2013.11

中国机械工

业科学技术

奖

一等奖徐滨士、朱胜、张

伟、邢忠、史佩京



工程学会


知识产权

类别知识产权具体名称

国家


授权


国家发明

专利

等离子熔覆快速成形

铁基合金粉末材料中国

ZL200910

241851.4

2011

.09 843051

装甲兵

工程学

院

徐滨士，吕

耀辉，向永

华

国家发明

专利

渗碳类重载齿类件齿

面激光熔覆粉末材料

及修复方法

中国 ZL200710

119899.9

2009

.11 567160

装甲兵

工程学

院

徐滨士，董

世运，马运

哲

国防发明

专利

一种应用于堆焊再制

造快速成形的高强度

金属芯焊丝

中国 ZL201010

047725.8

2012

.10 12649

装甲兵

工程学

院

朱胜，李

超，姚巨坤

国防发明

专利

一种金属表面强化减

摩自修复剂及其制备

方法

中国 ZL200810

076277.7

2011

.05 7334

装甲兵

工程学

院

徐滨士，许

一，史佩

京，王晓

丽，于鹤龙

国防发明

专利

用于防腐涂层微裂纹

自修复的酯类芯材微

胶囊的制备方法

中国 ZL200610

120511.2

2011

.02 6330

装甲兵

工程学

院

张伟，辛

毅，张纾，

徐滨士

国家发明

专利

发动机缸体全自动立

式电刷镀设备中国

ZL201010

103228.5

2011

.04 768409

装甲兵

工程学

院

徐滨士，胡

振峰，汪笑

鹤，杨华

国家发明

专利

内孔类零部件电刷镀

用镀笔中国

ZL200910

077204.4

2012

.03 925515

装甲兵

工程学

院

徐滨士，胡

振峰，董世

运，汪笑鹤

国防发明

专利

旧缸体缸筒内壁表面

缺陷的自动化涡流/

磁记忆检测装置

中国 ZL201010

272384.4

2011

.12 883815

装甲兵

工程学

院

徐滨士，董

世运，董丽

虹，石常亮

国家发明

专利

利用异变磁信号检测

铁磁材料疲劳裂纹扩

展的方法

中国 ZL200710

120384.0

2009

.12 583381

装甲兵

工程学

院

徐滨士，董

世运，董丽

虹，王丹

国家发明

专利

利用铁磁材料表面

杂散磁场信号检测

疲劳损伤的方法

中国 ZL200710

175255.1

2009

.12 583556

装甲兵

工程学

院

徐滨士，董

世运，董丽

虹，王丹


项目名称料层粉碎关键装备开发与应用完成人王继生，郝兵，张路明，张光宇，李济顺，黄敏，王素玲，王亚强，苗军克，丁建华，

李建功，罗国富，简海峰，李聪杰，夏莹完成单位中信重工机械股份有限公司，河南科技大学，洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任

公司，郑州轻工业学院项目简介

大型立式辊磨机和高压辊磨机是实现料层粉碎技术的关键核心装备，是国际公认最先进、节能

的破碎工艺装备，可高效实现物料的细碎处理，是国家战略性新兴产业发展规划中节能环保领域的

重点发展产品。此前我国在料层粉碎关键装备研究方面处于起步阶段，在设计理论、实验技术、制造技术、核

心件寿命、可靠性等方面与国外存在较大差距，导致国内粉碎领域只能大量采用破碎加球磨的

高能耗工艺和设备，使得破碎粉磨能耗占矿物加工工艺系统总能耗的 70%，吨矿石的生产成本和能

耗比国外高 30%～40%，严重制约了我国矿山及冶金行业绿色、可持续发展。项目历时十年技术攻关，取得了关键技术突破，开发的大型立式辊磨机和高压辊磨机使系统能

耗、投资、运行成本、金属磨耗等工艺指标比传统工艺下降 20%以上，真正实现了多碎少磨，主要

技术创新如下： 1、发明了具有组合轴承承载结构及箱型机架型式的新型粉碎辊磨机，实现了超高比压运行，显著提

高了产品细粒级含量；发明复合堆焊柱钉辊面，大幅提高了辊面寿命；开发了集液压安全联轴器、

滚珠联轴器和行星减速器一体的传动装置，实现了过载保护；发明了料流调节装置，提高了设备稳

定性。 2、发明的一体式选粉技术，解决了辊磨过程中多场耦合工况下的振动冲击、能耗高等问题，提高了

选粉效率；发明的轴承轴向卸荷技术、物料分选磨盘技术、六行星功率分流技术，提高了立式辊磨

机轴承及磨盘寿命和减速器承载能力。 3、建立了粉碎装备实验系统和选型数据库，首创了基于物料特性的粉碎工艺参数计算模型，解决了

粉碎工艺流程的准确选型难题，实现了资源节约和高效利用 4、发明的辊套及辊轴专用热处理工艺，保证了辊套表面高硬度、芯部高韧性及辊轴优良的机械性能；

研制了高硬度辊面柱钉镶嵌工艺技术，保证了加工效率和质量，提高了辊面耐磨性；发明的六分流

转架加工方法，解决了高精度、多孔系减速器加工难题，实现了高密度减速机的国产化。经国家矿山机械质检中心检测，本项目所有指标均符合国家标准要求。专家鉴定：“系统整体达到国

际先进水平，综合节能 30～50%，产能提高 30～50 %，减少介质损耗 20～30 %，辊面寿命达到 8000小时以上。”

本项目获得发明专利 9 项、实用新型专利 28 项，软件著作权 5 项，形成行业标准 4 项，发表论

文 33 篇，出版专著 1 部，鉴定成果 5 项，部分成果获中国机械工业科学技术一等奖。本项目研发的料层粉碎系列装备已在金属矿山、冶金、建材等行业推广应用，并且出口到澳大

利亚、俄罗斯等十几个国家，累计 505 台套，近三年实现产值 22.1 亿元、利税 7.73 亿元，为用户年

节电 99.28 亿度、节约钢材 40220 吨，经济效益和社会效益显著。本项目成果有力推动了我国重型

装备制造业发展，使我国众多已废弃的贫杂矿和金属冶炼废渣得到开发应用，对促进矿山及冶金行

业高效、节能和绿色发展有重大意义。完成人情况姓名王继生技术职称教高排名 1 工作单位中信重工机械股份有限公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：项目总负责人，主持论证项目的可行性和制定总体方案，主持制定项目关键技术研究及实施方案，

对申报项目中第 1、2、3 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工

作总量的 60%，获国家授权发明专利 1 项，实用新型专利 2 项，发表论文 1 篇，出版专著《粉碎与

辊压机》。曾获国家科技奖励情况： “大型矿山提升装备关键技术及应用”获得国家科技进步二等奖，排名第二，证书号：2010-J-252-2-03-R02 “水泥窑纯低温余热发电成套工艺技术及装备”获国家科学技术进步二等奖，排名第四，证书号：2012-J-216-2-02-R04 姓名郝兵技术职称高级工程师排名 2 工作单位中信重工机械股份有限公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责执行项目可行性论证，执行项目总体方案的全面制定和实施，执行项目关键技术研究方案，对

申报项目中第 2、3、4 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作

总量的 70%，获国家授权发明专利 1项，实用新型专利 12项，发表论文 1篇。曾获国家科技奖励情况：姓名张路明技术职称教高排名 3 工作单位中信重工机械股份有限公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：

主持矿渣立磨项目可行性论证，策划项目方案，负责系统工艺和设备总体设计、参数计算及组织实

施等全面工作，负责设备安装和调试指导，成功开发出大型矿渣立磨及粉磨工艺系统，对申报项目

中第 1、3、4 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的

70%，获国家授权发明专利 1项，实用新型专利 3项，发表论文 4 篇。编制国家行业标准 2项。曾获国家科技奖励情况：《复杂地层特大型竖井钻机及成井工艺关键技术》获得国家科技进步二等奖，排名第六，证书号：2009-J-237-2-01-R06 姓名张光宇技术职称高级工程师排名 4 工作单位中信重工机械股份有限公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：主持高压辊磨机项目方案，负责系统工艺和设备总体设计，完成具体施工设计和关键技术攻关，总

体协调各功能机构关键技术的实施，对申报项目中第 2、3、4 项技术创新作出了创造性贡献，在本

项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 70%，获国家授权发明专利 1 项，实用新型专利 12项，发表论文 3 篇。曾获国家科技奖励情况：姓名李济顺技术职称教授排名 5 工作单位河南科技大学对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责高压辊磨机关键技术攻关，负责执行高压辊磨关键技术研究方案，协调各功能机构关键技术的

实施，对申报项目中第 2、3 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本

人工作总量的 60%，发表论文 1篇。曾获国家科技奖励情况：姓名黄敏技术职称高级工程师排名 6 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨项目可行性论证，策划项目方案，制定矿渣立磨关键部件技术方案，主持参与多项专

利设计，编制技术文件，现场负责设备安装、调试指导，对申报项目中第 1、4 项技术创新作出了

创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 80%，获国家授权发明专利 1 项，

实用新型专利 2 项，发表论文 2 篇，编制国家行业标准 1 项。曾获国家科技奖励情况：姓名王素玲技术职称高级工程师排名 7 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责高压辊磨机项目方案、具体施工设计和关键技术攻关，总体协调各功能机构关键技术的实施，

掌控高压辊磨项目的设计质量和进程，对申报项目中第 2、3、4 项技术创新作出了创造性贡献，在

本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 80%，获国家授权发明专利 1 项，实用新型专利

11 项，发表论文 3 篇。曾获国家科技奖励情况：姓名王亚强技术职称工程师排名 8 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责高压辊磨机项目具体设计和关键技术攻关，总体协调各功能机构关键技术的实施，高压辊磨项

目现场调试及问题处理工作，对申报项目中第 2、3 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发

工作中投入的工作占本人工作总量的 80%，获国家授权发明专利 1项，实用新型专利 10项，发表

论文 3篇。曾获国家科技奖励情况：姓名苗军克技术职称工程师排名 9 工作单位中信重工机械股份有限公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨设备制造过程中生产服务工作，现场负责设备的安装、调试指导及技术服务，对申报

项目中第 1、4 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的

80%，获国家授权发明专利 1项，实用新型专利 2项，发表论文 1篇。

曾获国家科技奖励情况：姓名丁建华技术职称工程师排名 10 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责高压辊磨机项目具体设计和关键技术的实施，高压辊磨项目现场安装、调试指导，对申报项目

中第 2、3 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 60%，

获国家授权发明专利 1项，实用新型专利 4项，发表论文 1篇。曾获国家科技奖励情况：姓名李建功技术职称高级工程师排名 11 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨工艺系统开发设计工作，现场负责设备的安装、调试指导及技术服务，对申报项目中

第 1、3 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 80%，

发表论文 3 篇。曾获国家科技奖励情况：姓名罗国富技术职称教授排名 12 工作单位郑州轻工业学院对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨产品模块划分和优化配置设计，优化了物理与服务模块的功能结构划分，提高了磨盘、

磨辊等核心部件的通用性，对申报项目中第 1 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中

投入的工作占本人工作总量的 70%，发表论文 12 篇，出版专著 2 部。曾获国家科技奖励情况：姓名简海峰技术职称工程师排名 13 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨和高压辊磨机电气系统设计工作，现场负责设备的安装、调试指导及技术服务，对申

报项目中第 1、2 项技术创新作出了创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量

的 80%，获国家授权发明专利 1项，发表论文 1篇。曾获国家科技奖励情况：姓名李聪杰技术职称工程师排名 14 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责高压辊磨机项目具体部件设计和关键技术的实施，对申报项目中第 2、3 项技术创新作出了创

造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 60%，获国家授权发明专利 1 项，实

用新型专利 8 项，发表论文 3 篇。曾获国家科技奖励情况：姓名夏莹技术职称高级工程师排名 15 工作单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：负责矿渣立磨机械部件设计工作，设备制造工程中技术服务，对申报项目中第 1 项技术创新作出了

创造性贡献，在本项目研发工作中投入的工作占本人工作总量的 80%，获国家授权发明专利 1项，

实用新型专利 5项，发表论文 5篇。曾获国家科技奖励情况：

主要完成单位情况完成单位中信重工机械股份有限公司排名 1 创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600 字）：作为本项目的主要完成单位，为保证该项目顺利实施，成立了公司重点项目组，组织并完成关键设备

研制、加工技术研究。建立了完整的产品质量保证体系，主持论证了项目的可行性研究，组织合作单

位完成了项目总体方案的制定及实施。建立高压辊磨系统试验台以及与之配套的粉磨系统共有技术研究，通过试验获取设计用最佳工艺参

数。同时结合分级和磨机系统，对辊磨后物料进行功指数分析，并进行工艺系统研究。完成单位河南科技大学排名 2

创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600 字）：作为本项目的主要研究单位，完成了项目的前期调研，参与了项目的总体思路和技术方案研究，并与

合作单位共同进行关键技术攻关，承担了高压辊磨机关键结构计算分析等研究工作。完成单位洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司排名 3 创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600 字）：作为本项目的主要研究与设计单位，为了保证该项目顺利研制成功，组建了以院长为组长的重点科研

领导小组，在技术上、组织上给与项目组最大支持，并协调科研与制造的有序进行。对项目涉及的关

键技术、技术难点和创新点进行了研究攻关，建立了中国矿物种类最全的物料特性、设备参数、运行

数据数据库，发明了 DUCS 选型技术，开发的高压辊磨系统装备和矿渣立磨系统装备，解决了矿物破

碎领域有史以来的高能耗、低效率的重大技术难题，改变了传统的技术路线和方法。完成单位郑州轻工业学院排名 4 创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600 字）：作为本项目的主要协助单位，为了保证该项目顺利研制成功，提出了产品模块划分方法和优化配置设

计方法，采用面向服务的模块化划分方法对料层粉碎装备进行数字化开发，优化了其物理与服务模块，

采用面向服务的模块配置设计方法支持系统服务的配置和模块升级。曾获科技奖励情况


料层粉碎技术与

关键装备研究 2013-10-25 科学技术奖一等奖王继生，郝兵，张

路明



工程学会矿用高压辊磨机

工艺及设备技术

研究 2012-05-01 科学技术进

步奖一等奖王继生，郝兵，张

光宇洛阳市人民政府

年产 120 万吨矿

渣立磨及粉碎工

艺系统 2012-07-26 科学技术进

步奖一等奖张路明，黄敏，苗

军克洛阳市人民政府

LGMS4624矿渣立

磨 2010年科学技术进

步奖一等奖张路明，黄敏，孙

力文洛阳市人民政府

主要知识产权证明目录（不超过 10 件）知识产

权类别


称

国家

（地区）授权号授权日期证书编号权利人发明人

发明一种水泥原料、

水泥熟料和矿渣

立式辊磨机的选

粉机

中国 ZL200810049627

.0

2012.1.2

5

903243 中信重

工

张廷龙

实用新

型

一种新型的高压

粉碎辊磨机

中国 ZL200520000746

.9

2006.5.2

4

784108 中信重

工

王继生

发明大型立磨减速器

功率六分流转架

加工方法

中国 ZL201010208295

.3

2012.7.1

8

1006755 中信重

工

刘成

发明细粉状物料在垂

直向下密封输送

时增强其密实度

的方法

中国 ZL201010611917

.7

2012.10.

17

1064023 中信重

工

王继生

发明一种 42CrMo4磨

辊轴的双液淬火

热处理方法

中国 ZL201010136764

.5

2011.9.2

8

845022 中信重

工

于慎君

发明一种大型辊压机

挤压辊锻造的工

艺方法

中国 ZL200610106956

.5

2009.7.8 520637 中信重

工

史宇麟

发明一种免除轴承受

轴向载荷的方法

中国 ZL200710054512

.6

2009.12.

30

585675 中信重

工

黄小平

及平面摩擦付结

构

发明一种矿渣立磨的

磨盘

中国 ZL201010615330

.3

2013.10.

30

1294343 中信重

工

夏莹

计算机

软件著

作权

中信重工立式磨

机控制系统

V1.0

中国 2010SR026862 2010.6.4 软注登字第

0215135号

中信重

工

计算机

软件著

作权

中信重工金属矿

山用高压辊磨机

控制软件 V1.0

中国 2010SR026885 2013.12.

17

软注登字第

0653709号

中信重

工


项目名称高端重载齿轮传动装置关键技术及产业化完成人刘建国, 秦大同, 王长路, 刘伟辉, 朱才朝, 何爱民, 刘忠明, 李华斌, 袁包钢, 石万

凯, 傅雪川, 李志忠, 王朝阳, 林超, 张元国完成单位南京高速齿轮制造有限公司, 重庆大学, 郑州机械研究所, 杭州前进齿轮箱集团股份

有限公司项目简介

齿轮传动装置是重要的机械基础件，其技术水平决定了整机装备的性能。高端重载齿轮传动装置是制约我

国相关装备发展的瓶颈，被列入国家中长期发展纲要优先发展主题。兆瓦级风电齿轮箱、大型船舶主推进齿轮

箱和海洋平台特大模数齿轮齿条传动装置是典型的高端重载齿轮传动装置，存在可靠性低、寿命短、功率密度

低、振动和噪声大等共性问题，核心技术没有自主知识产权，技术和市场被国外垄断。项目在国家科技支撑等计划资助下，由国内工业齿轮行业综合实力最强的4家单位组成产学研团队联合攻

关，在重载齿轮传动创新设计、振动噪声抑制、高效高精度制造、性能评价等方面取得了重大突破，解决了设

计制造关键技术难题。主要创新成果包括： 1、提出传动构型、齿面改形改性和结构拓扑参数优化的齿轮传动设计方法，解决了高承载能力和高可靠

性与轻量化不能兼顾的矛盾，实现了大型重载齿轮传动装置的高功率密度设计。 2、提出了变工况变载荷服役条件下传动参数与结构耦合的动力学分析、振动噪声预估与控制方法，揭示

了工况参数对传动系统振动噪声的影响规律，有效抑制了重载齿轮传动装置的振动噪声。 3、提出了大模数齿轮的数控滚铣复合和高效磨削技术，解决了大型齿轮高效加工与齿面易出现磨削烧伤、

裂纹的矛盾；开发了薄壁齿轮感应淬火成套技术，攻克了大型薄壁内齿圈热处理畸变大、合格率低的难题。 4、提出齿轮传动系统性能与加速疲劳可靠性试验和评价方法，实现了在试验台上模拟服役工况对性能和

疲劳寿命的快速评价，形成了变工况大型重载齿轮箱性能试验规范和评价体系。在攻克设计制造关键技术难题的基础上，开发了 1~6MW 系列风电齿轮箱、1~10MW 系列船用齿轮箱、

40~135mm 特大模数齿轮齿条传动装置，共三大类 40 余种规格的高端重载齿轮传动产品，并在项目完成单位

建成了风电齿轮箱世界最大、船用齿轮箱亚洲最大的产业化基地。产品通过了德、美、法、日、英等国的国际专业认证。第三方检测表明，产品主要性能指标达到国际先进

水平。风电齿轮箱批量销往GE、NORDEX、REPOWER、FUJI等国际著名公司和华锐、国电、东汽等国内主

要主机企业，国内市场占有率约70%；船用齿轮箱批量销往欧美等国和国内约20个省市，国内市场占有率60%以上。2011至2013年实现直接销售收入139.7亿元，利润17.8亿元，出口创汇6.42亿美元。

项目获权发明专利 15 项，在国内外期刊上发表 SCI/EI 等论文 50 余篇，制订国家标准 7 项，行业标准 4项，获省部级科技进步一等奖 2 项。专家鉴定认为：“在综合技术方面居国内领先、国际先进水平”，“取得多

项创新，经济社会效益巨大”。项目实施成效特别显著：打破了欧美等发达国家的技术垄断，彻底改变了高端重载齿轮传动装置依赖进口

的局面，由项目实施前兆瓦级风电齿轮箱100%依赖进口，大型船用齿轮箱和特大模数齿轮齿条90%被国外垄

断，到全面替代进口，再到批量出口欧美等发达国家。项目促进了齿轮行业的技术进步，支撑了我国风电机组、

大型船舶、海洋平台等高端装备的升级和发展。完成人情况

姓名刘建国技术职称高级工程师排名 1

工作单位南京高速齿轮制造有限公司


提出了大模数齿轮的数控复合高效加工方法和成套工艺，解决了大型齿轮的高品质高效加工问题；开发了内

齿圈感应淬火工艺，实现了大型薄壁内齿圈热处理变形有效控制。负责风电齿轮箱的传动方案审定及批量化

相关技术。作为国家科技支撑计划课题组长，组织协调项目实施。


姓名秦大同技术职称教授排名 2

工作单位重庆大学


提出了变风速/变载荷下兆瓦级风电齿轮箱基于整机耦合柔性多体动力学的动力学性能、轻量化与可靠性设计

及评价方法；提出了风电齿轮箱振动噪声分析、轮齿修形、动力学结构优化的方法。是国家科技支撑计划课

题副组长。


1) “基于新型工程复合材料的高效传动系统关键技术及产业化”获2004年度国家科技进步二等奖，第2获奖人。姓名王长路技术职称研究员排名 3

工作单位郑州机械研究所


作为国家科技支撑计划子课题负责人，组织完成了特大模数齿轮齿条传动装置研发方案制定、产品开发及产

业化生产；参与完成风电齿轮箱设计方案审定及齿轮精度检测、齿轮承载能力及热功率计算等相关国家标准

制订。


姓名刘伟辉技术职称教授级高工排名 4

工作单位杭州前进齿轮箱集团股份有限公司


负责大功率船用齿轮箱和小夹角齿轮箱的传动方案审定及批量化相关技术，主持完成了大型硬齿面齿轮的高

效加工工艺和大型箱体的高精度制造。负责风电齿轮箱国家标准的制订。是国家科技支撑计划课题杭州前进

齿轮箱集团股份有限公司承担任务的负责人。


姓名朱才朝技术职称教授排名 5



提出了具有倒车顺车布置的船用齿轮箱传动结构，开发了热弹流耦合轮齿修形、传动系统动载荷与轻量化参

数优化等技术，完成了重载齿轮箱的轻量化设计。


姓名何爱民技术职称高级工程师排名 6



负责了多级功率分流与柔性均载的风电齿轮箱传动参数优化，完成大功率风电齿轮箱的结构设计。


姓名刘忠明技术职称研究员排名 7



完成特大模数齿轮齿条传动特性及承载能力影响因素分析；对国内外风电齿轮箱的设计制造技术进行了研究，

参与风电齿轮箱制造技术方案制定及大模数齿轮齿条等相关国家标准的制定。


姓名李华斌技术职称工程师排名 8



承担大型重载船用齿轮箱的总体设计、相关零部件的参数优化及结构分析。


姓名袁包钢技术职称高级工程师排名 9



提出了功率分流与柔性均载的风电齿轮箱传动方案，开发了兆瓦级风电齿轮箱润滑自适应技术。


姓名石万凯技术职称教授排名 10



开发了重载齿轮齿面物理化学改性技术，提出大功率风电齿轮箱加速疲劳寿命试验方法。


姓名傅雪川技术职称高级工程师排名 11



完成特大模数齿轮齿条精密切割技术研究及产品开发工作。


姓名李志忠技术职称高级工程师排名 12



提出了小倾角双向输出船用齿轮箱的结构方案，完成传动参数的设计和结构优化。


姓名王朝阳技术职称高级工程师排名 13


对本项目技术创造性贡献（不超过 200 字）：完成了功率分流与柔性均载的风电齿轮箱设计，承担了大

功率风电齿轮箱承载能力及可靠性分析。


姓名林超技术职称教授排名 14



提出了船用齿轮箱的变齿厚齿轮线接触的几何设计方法，完成了船用齿轮箱的可靠性优化。


姓名张元国技术职称研究员排名 15



完成特大模数齿轮齿条等相关国家标准的制订和报批工作。


主要完成单位情况完成单位南京高速齿轮制造有限公司排名 1

创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600 字）：

提出了功率分流与柔性均载的风电齿轮箱传动方案，完成了 1-6MW系列大功率风电齿轮箱的结构与

参数设计；开展了大功率重载齿轮箱的热分析及齿面胶合失效分析研究；开发了兆瓦级风电齿轮箱

润滑自适应技术和润滑系统；进行了大功率风电齿轮箱承载能力及可靠性分析；开发了兆瓦级风电

齿轮箱成套制造关键工艺技术，解决了大功率风电齿轮高效高品质制造的关键技术难题；获权发明

专利 2 项，制订了风电齿轮箱设计制造的相关规范，建成了 3~16 兆瓦系列风电齿轮箱试验系统，

形成了年产 7000台兆瓦级风电齿轮箱批量生产的能力。

研发的 1~6 兆瓦风电齿轮箱已通过了德国 GL、美国 ABS等多家国际专业机构的认证，自 2009年以

来已生产销售 23062台，产品已出口到 GE、NORDEX、REPOWER、FUJI等国际著名公司，并销售到华

锐、国电、东汽等国内大型企业，其中国内市场占有率为70%。南高齿已成为全球第一大风电齿轮箱

生产企业。

本项目实施所取得的成果彻底打破了我国兆瓦级风电齿轮箱依靠进口的局面，为我国兆瓦级风力发

电机的国产化提供了重要的支撑。

完成单位重庆大学排名 2


开展了高端重载齿轮传动装置关键技术的研究，完成了大型重载齿轮箱高功率密度设计、承载能力及可

靠性分析、振动与噪声综合控制技术等方面的研究，取得的研究成果有：（1）提出了功率分流与均载、变齿厚齿轮传动形式，开发了齿面物理化学改性、热弹流耦合轮齿修形、传动

系统动载荷及可靠性优化等技术，应用于大功率风电齿轮箱和大型船用齿轮箱的轻量化设计；（2）提出了齿轮箱的动态优化和振动噪声分析方法与技术，应用于兆瓦级风电齿轮箱和大型船用齿轮箱的振

动噪声抑制；（3）提出了变载荷工况下基于整机柔性多体动力学的兆瓦级风电齿轮箱动态可靠性评价方法与技术，应用于

兆瓦级风电齿轮箱的动态性能评估与优化；（4）提出了基于 LDD载荷谱和时序载荷谱的齿轮箱加速疲劳试验评价方法，用于兆瓦级风电齿轮箱和大型

船用齿轮箱的疲劳寿命试验评价。发表 SCI/EI等论文 40余篇，授权发明专利 6项。

完成单位郑州机械研究所排名 3


对特大模数齿轮齿条传动装置的设计分析计算、热处理工艺、精度标准等进行了系统研究。通过大

量的试验，优化了特大模数齿条高精度数控火焰切割成形技术及工艺参数，掌握了模数 50mm 至

135mm 的齿轮齿条的成套设计制造技术，形成了特大模数齿轮齿条传动装置国产化基地。自主开发

生产的特大模数齿轮齿条已应用于中海油服（渤海、胜利、南海）等石油钻井平台的升降系统中，替代了进

口。

分析了国内外风电齿轮箱在方案设计、承载能力分析、齿轮热处理及等方面存在主要问题，提出大功率风电

齿轮箱设计制造的指导建议；开发了风电齿轮箱的设计软件，参与了大功率风电齿轮箱的方案设计与结构分

析；制订的齿轮国家标准及规范，有效地指导了高端重载齿轮传动装置的设计与制造，同时在行业中得到广

泛推广，促进了齿轮行业的技术进步，提升了我国在大功率齿轮箱的设计制造技术水平。

发表论文9篇，授权发明专利1项，制订6项国家标。

完成单位杭州前进齿轮箱集团股份有限公司排名 4


开发了船用齿轮箱传动系统与整机匹配的相关技术，提出了大功率船用齿轮箱的传动方案，完成了

齿轮箱零部件的参数设计、结构分析及优化。提出了船用齿轮箱用波形对偶摩擦片的结构形式及加

工工艺，研制了湿式铜基粉末冶金摩擦片。开发了重载船用齿轮箱硬齿面齿轮制造及精度保证技术、

大型齿轮箱体加工技术，制订了大型重载船用齿轮箱设计制造的相关规范，建成了大功率船用齿轮

箱试验系统，形成了年产 3000台大型重载船用齿轮箱批量生产的能力。

研发的 1~10 兆瓦系列船用齿轮箱已通过了美国ABS、法国BV、日本NK、英国LR、意大利RINA 等

国际专业认证，所生产的大型船用齿轮箱产品已销往国内约20个省市和东南亚及台湾地区，国内市场占

有率60%以上。杭州前进齿轮箱集团股份有限公司已成为亚洲第一大船用齿轮箱生产销售企业。获权发明专利 6项、制定国家和行业技术标准 5项、企业产品标准 1项。



风电、船用高端

齿轮传动系统关

键研究及产业化

2013.10 中国机械工

业技术奖一等奖

刘建国, 秦大同,

王长路, 刘伟辉,

朱才朝, 等



工程学会


知识产权

类别

知识产权

具体名称

国家


授权


发明专利混合驱动

型风力发

电机增速

齿轮箱

中国 ZL200710

191373.1

2007

.12.

17

517800 南京高

速齿轮

制造有

限公司

袁包钢、陈晓

爱、王朝阳、

傅阳

发明专利具小夹角

并能双向

输出的三

轴三齿轮

传动装置

中国 ZL200910

096836.5

2009

.03.

13

杭州前

进齿轮

箱集团

股份有

限公司

陈钟奇、翁燕

祥、贾继华、

李志忠

发明专利加工大模

数齿轮的

数控复合

铣齿滚齿

机及其应

用

中国 ZL201110

166979.6

2013

.01.

23

南京高

速齿轮

制造有

限公司

刘建国、丁伟、

吴峰、赵文涛、

束长林

发明专利船用齿轮

箱

中国 ZL200710

092962.4

2007

.11.

09

重庆大

学

朱才朝、王海

霞、张磊、程

莎莉

发明专利小倾角传

动齿轮箱

中国 ZL200810

070212.1

2008

.08.

29

重庆大

学

朱才朝、张磊、

王海霞

发明专利单输入双

输出行星

减速器

中国 ZL200610

054486.2

2006

.07.

26

重庆大

学

朱才朝、王家

序、徐杰

论文 Flexible

Multibody

Dynamic

Modeling

of A

Horizonta

l Wind

Turbine

Drivetrai

n System

ASME

Journal

of

Mechanic

al Design

Vol.

131(

11)

2009

.11

重庆大

学

秦大同、王建

宏、林竹进

论文 Dynamic

analysis

of

horizonta

l axis

wind

turbine by

thin-wall

ed beam

theory

ASME

Journal

of

Sound and

Vibratio

n

Vol.

329(

17)

2010

.6

重庆大

学

王建宏、秦大

同、林竹进

论文 Accelerat

ed Fatigue

Test for

Wind

Turbine

Gearbox

VDI-Beri

chte

Vol.

2108

-1

2010

.10

重庆大

学

石万凯、徐戊

矫、李国云

论文风力发电

齿轮箱设

计制造技

术

中国中国机械

通用零部

件工业年

鉴

2006

.12

郑州机

械研究

所

刘忠明、王长

路

http://kjoa.cqu.edu.cn/papermanage/teacherjournal.do?act=showViewJournal&paperid=95068











项目名称柴油机尾气净化关键技术与应用完成人卢冠忠、臧志成、朱剑明、郭耘、刘军、赵闯、张志刚、郭杨龙、叶峻、朱磊、丁乾坤、

龙雪缪、夏少华、朱明健、朱增赞完成单位无锡市凯龙汽车设备制造有限公司、华东理工大学、中国第一汽车股份有限公司无锡油泵

油嘴研究所、江苏蓝烽新材料科技有限公司、江苏大学、上海应用技术学院项目简介

柴油机在机动车、非道路机械、船舶等领域已广泛应用。统计表明，以氧化氮(NOx)和颗粒物(PM)为特征

的柴油机尾气污染物排放，是引起城市空气质量恶化和雾霾天气的主要原因之一。柴油机技术虽已有长

足进步，但不能满足现有的排放标准，必须开发出高效、经济的尾气后处理净化技术，以消除柴油机尾

气中 NOx 和 PM 等污染物对大气造成的严重污染。本项目的研发涉及发动机、催化剂工程、电子控制、机械加工等领域，在国家 973 等项目的资助下，完

成了具有自主知识产权的柴油机尾气净化整体技术的开发，具有如下创新点： 1、高精度、高可靠性 NOx 催化还原(SCR)系统尿素喷射控制技术 (1) 设计了双反馈电路和多级滤波控制策略, 解决了传统尿素喷射量控制稳定性低、电机易卡死等难题，

使尿素的稳态和瞬态喷射精度提高 1 倍；(2) 设计了三级故障诊断控制和失效容错闭环保护电路，解决了

电机驱动电流难以兼顾多种工况，发热量大等难题，显著提升了电控单元的可靠性。 2、高效尾气净化催化剂的制备技术 (1) 发明了大尺寸陶瓷载体常温植皮和热风加湿技术，解决了成品率低、能耗高等问题；发明了铈锆储放

氧材料、高温稳定复合氧化铝的结构和形貌控制技术，使储氧性能和稳定性明显提高。(2) 通过对 SCR催化剂的优化设计，使 NOx 净化率>90%，劣化率<10%；利用稀土的催化作用明显降低了氧化型催化剂

中贵金属用量；开发的催化型颗粒物捕集器，对碳烟的被动再生效率>95%。(3) 开发了"真空涂覆－负压

抽提"催化剂制备技术，解决了大尺寸整体式催化剂制备中一致性差的难题。 3、高效 SCR 系统流场分布与控制技术 (1) 采用多重气液混合模式和高精度电火花打孔喷嘴，解决了尿素溶液雾化质量低的难题，喷雾平均粒径

优于博世和 Emitec；采用反推力单向阀结构，有效防止并化解泵内尿素结晶的难题；(2) 通过对管路、喷

射位置和角度及混合流场等的优化设计，解决了转化器内混合不均匀及尿素结晶等难题，并可防止氨的

泄漏。 4、整机匹配与工程化应用技术 (1) 对发动机台架进行了尿素喷射量稳态和瞬态精度的优化标定，实现了各工况下 NOx 净化和氨泄漏量

的稳定控制；实现系统故障诊断、识别与处理，通过国家汽车质量监督检测中心 OBD 系统的验证；(2) 建立了在高温、高原和高寒条件下的整车匹配标定方法，突破了国外供应商标定技术封锁，独立完成了 SCR后处理电控单元技术规范的制定。本项目经中国机械工业联合会鉴定，总体水平达到国际先进，获中国机械工业科技进步一等奖和上海市

发明一等奖。形成了柴油机尾气净化完整产业链，获授权专利 34 项(发明专利 17 项，含美国专利 1 项)，发表论文 28 篇。已与多个发动机厂家的 35 个系列发动机和 21 家整车厂分别完成了环保公告和整车公告，

可满足国 IV、国 V 排放标准，市场占有率超过 50%。完成销售 6.38 亿，利税近 1.9 亿；带动上柴、玉柴

等主机厂间接经济效益 15 亿，节约外汇 180 亿；每年直接减少 NOx 排放 12.5 万吨。形成了行业标准 8项（公示），打破了国外公司的技术垄断，促进了柴油机尾气净化技术的进步和发展。

完成人情况姓名卢冠忠技术职称教授排名第一

工作单位华东理工大学，上海应用技术学院


项目负责人之一，主要负责研究和开发催化剂用关键涂层材料、大尺寸陶瓷载体的制备技术，NOx 选

择性催化还原（SCR）催化剂、柴油氧化催化剂（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）等制备技术，

主持其规模化生产方案的研究，部分参与柴油发动机 SCR 排气后处理系统技术方案的确定和高效催化

转换器的设计工作，累计申报相关的发明专利 28 项。


获国家科技技术进步二等奖 1项

姓名臧志成技术职称高级工程师排名第二

工作单位无锡市凯龙汽车设备制造有限公司


项目负责人之一，主要负责柴油发动机 SCR 排气后处理系统的机械泵电路及机械部分的开发。主持进

行 SCR 后处理车载试验研究，组织进行 SCR 后处理系统规模化生产的组织，参与 SCR 后处理系统中

光学传感器的研制与开发。2012 年主持进行全国内燃机标准化技术委员会的柴油机 SCR 行业 8 项行

业标准制定工作。在创新点 1、3、4 作出了很大的努力，为规范 SCR 生产、制造、检验、运输、销售、

维修等方面做出了卓越贡献。累计申报专利 22 项，发表论文 5 篇。


姓名朱剑明技术职称高级工程师排名第三

工作单位中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所


负责项目策划、项目组织管理与协调，负责技术路线和技术发展方向，技术方案的确立和技术文件的

批准，担当 SCR 喷射系统项目评审专家组组长，解决了 SCR 喷射系统开发过程中急需的样品、加工

试制以及测试设备中遇到的突出困难，在创新点 1 和 4 方面投入大量精力，推动了十余项国家发明专

利的申报，三十多项技术文件的审核与批准，极大地推动了项目的进展。


姓名郭耘技术职称研究员排名第四

工作单位华东理工大学


主要负责研究和开发柴油机尾气净化催化剂，包括催化剂制备的关键涂层材料、NOx 选择性催化还原

（SCR）催化剂、柴油氧化催化剂（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）等的制备技术，参与了大

尺寸陶瓷载体和整体式催化剂的制备技术以及催化剂与整车匹配等方面的研究，申报相关的发明专利

21 项。为创新点 2、4 作出了极大的贡献。曾获国家科技奖励情况：

获国家科技技术进步二等奖 1项

姓名刘军技术职称工程师排名第五

工作单位江苏大学


项目副组长，负责 SCR 尿素喷射系统、电控系统总体设计开发，有效解决了 SCR 喷射系统的稳定性

问题，攻克了电控系统精确性难以保证的难题，在项目过程中负责对技术文件校对、审核，在创新点

1 中，作出了很大的贡献。获国家专利 3项，公开发表论文 30余篇。


姓名赵闯技术职称工程师排名第六



负责项目 SCR 系统整体项目的整体技术开发，催化转化器开发、试验工作，并编写先关技术文件，在

项目的各环节中，负责协调对接工作，为创新点 1、2、3、4 都有重要的贡献。累计申报专利计 15 项，

获得授权 7 项。参与发表论文 5 篇。

曾获国家科技奖励情况：中国机械工业科学技术奖一等奖。

姓名张志刚技术职称高级工程师排名第七

工作单位江苏蓝烽新材料科技有限公司


主要负责研究和开发柴油车尾气净化催化剂的制备技术与工业化技术，包括 NOx 选择性催化还原

（SCR）催化剂、柴油氧化催化剂（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）等，研究和开发了大尺寸

陶瓷载体和整体式催化剂的制备技术及产业化技术，参与了柴油车尾气净化催化剂与整车匹配等方面

的研究，在创新点 2 和 4 上作了很大的工作，申报相关的发明专利 20 项。


获国家科技技术进步二等奖 1 项，国家发明三等奖 1 项

姓名郭杨龙技术职称教授排名第八

工作单位华东理工大学


主要研究和开发柴油车尾气净化催化剂的制备技术，包括 NOx 选择性催化还原（SCR）催化剂、柴油

氧化催化剂（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）等，参与了大尺寸陶瓷载体和整体式催化剂的

姓名朱增赞技术职称工程师排名第十五



主要研究和开发柴油车尾气净化催化剂的制备技术与工业化技术，包括 NOx 选择性催化还原（SCR）催化剂、催化型颗粒物捕集器（CDPF）和大尺寸陶瓷载体等，参与了柴油车尾气净化催化剂与整车匹

配等方面的研究，申报相关的发明专利 8 项。


主要完成单位情况完成单位无锡市凯龙汽车设备制造有限公司排名第一

制备技术等方面的工作，在创新点 2 上作了很大的工作，申报相关的发明专利 16 项。


姓名叶峻技术职称高级工程师排名第九



全面负责本项目的产业化发展，负责项目的具体应用，制定项目产业化流程，制定整体生产方案，在

实施生产的过程中，负责统筹协调工作，并且对生产工艺的确定和实施中的工艺更新，有着极大的贡

献，在创新点 4 上有着极大的贡献。实现了项目产品产业化。


姓名朱磊技术职称工程师排名第十



负责电控系统总体设计开发，电路设计及控制策略改进，发动机台架试验验证、改进，以及系统标定

等工作，在创新点 1 和 4 作了很大的贡献，同时负责技术文件编撰、和审核，发表相关论文 5 篇。


姓名丁乾坤技术职称工程师排名第十一



负责项目 SCR 系统各零部件开发、整车试验验证工作，参与产业化进程，负责计划制定、计划跟踪等

事宜,对生产工艺的确定和实施中的工艺改进作了很多工作，为项目实现产业化花费了很大的精力。在

创新点 4 上作出了极大的贡献。


姓名缪雪龙技术职称教授级高工排名第十二



全面负责本项目的技术工作，负责项目立项，制定项目研究路线，制定整体设计方案、依照 SCR 喷射

计量系统的产品开发流程，审核里程碑节点内容，指导并编写大部分技术文件，对技术文件进行编审，

在创新点 1 和 4 上有着杰出的成绩。


姓名夏少华技术职称高级工程师排名第十三



协助项目管理、参与项目技术指导、进行总体技术方案的设计和审定、依照 SCR 喷射计量系统的产品

开发流程，完成里程碑节点内容，指导并编写大部分技术文件，对技术文件进行修改。拥有三项发明

和三项实用新型专利。


姓名朱明健技术职称工程师排名第十四



依照 SCR 喷射计量系统的开发流程，进行所有零部件的功能开发，完成技术图纸设计，编写相应的技

术文件，根据专家组意见，尤其在编写完成尿素溶液用喷射器的机械行业推荐标准和申请多项 SCR 喷

射系统的专利方面进行了大量工作。已授权一项发明和一项实用新型专利，已受理发明专利六项。曾获国家科技奖励情况：


无锡凯龙作为最早进入中国尾气后处理行业的领军企业，长期以来致力于尾气净化技术的研发和产业化

道路，主要工作： (1) 攻克了 SCR 后处理系统电控单元精确控制的关键技术，实现稳态和瞬态精确计量、智能化故障诊断

管理，自主制订 SCR 电控系统标定试验流程规范。 (2) 攻克了 SCR 尿素喷射技术，通过电机转速反馈、压力自反馈、电控自动补偿，充分保证计量精度；

以电机瞬态电流、快速滤波等控制，实现快速响应；采用空气辅助尿素溶液喷射，多重气液混合模式，

辅以高精度电火花打孔喷嘴，保证尿素溶液雾化完全；反推力单向阀结构，防止并化解泵内部尿素溶液

结晶；具有容置腔的喷嘴结构，适应国内含杂量高的尿素品质。 (3) 实现 SCR 后处理系统先进制造，提出了一种基于数学模型的生产设计，实现 SCR 催化器的整体前置

设计开发，解决应用过程中的尿素结晶、氨泄漏等问题，提高催化转化效率。在上述基础上，与上柴、上菲红、玉柴、潍柴、锡柴等近 35 个系列发动机完成环保公告；与上依红、北

汽福田、三一重工、上海申沃、徐工集团、厦门金龙等近 21 家整车厂完成三高试验并上工信部整车公告，

通过了国家轿车质量监督检验中心、国家汽车监督检验中心、国家机动车产品质量监督检验中心、机械

工业油泵油嘴及内燃机产品质量监督检测中心的检测。同时取得了良好的社会经济效益。

完成单位华东理工大学排名第二


华东理工大学负责柴油机尾气催化净化催化剂的组成设计与制备的研究以及产业化技术的开发，主

要有： (1) 柴油尾气催化净化催化剂关键组成材料的制备技术，包括大尺寸陶瓷载体的制备技术，高性

能储放氧材料的制备技术，高温稳定的氧化铝的制备技术等；(2) 针对柴油机尾气排放的多个污染物，研

究开发了系列催化剂的组成设计技术，包括尿素选择性催化还原（SCR）催化剂、柴油氧化型催化剂

（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）等，显著提高了催化剂的活性、稳定性，可满足上柴、维柴等

多家整机厂的需求； (3) 开发了大尺寸整体式催化剂的均匀制备技术，开发出的"真空涂覆－负压抽提"整体式催化剂的制备技术，一次涂覆量可控，涂层均质、稳定，有效提高了产品的一致性。（4）参与开

发了先进的 SCR 催化转化系统，主要排放指标 NOx 排放值低于国外 40%，使国产柴油车整车排放控制技

术的实用水平达到国Ⅳ、国Ⅴ排放标准，并将应用领域扩大至非道路柴油机以及内河船舶的排放污染控

制。以上技术已在江苏蓝烽新材料科技有限公司等多家生产企业规模化生产，并将出口伊朗国。

完成单位中国第一汽车股份有限公司无锡油泵油嘴研究所排名第三


无锡油泵油嘴研究所建于 1980 年,系原机械工业部直属的行业唯一的归口研究所，1995 年并入中国第一

汽车集团公司。该所主要从事内燃机燃油喷射系统、燃烧系统、进气系统、配气机构、增压技术、代用

燃料、混合动力和内燃机结构强度等方面的研究开发；在发动机高压喷射、增压中冷、燃油系统匹配、

代用燃料、废气再循环、模拟计算、发动机结构强度刚度计算应用以及电控喷射技术等方面，处于国内

领先水平。无锡油泵油嘴研究所现有职工 275 名，其中高级专业技术人员 60 余名，博士（博士后）10 名，硕士 135名，全所 80%的职工具有大学本科以上学历。无锡油泵油嘴研究所已完成科研和产品开发等项目数百项，

其中获国家、部、省科技进步奖的项目有 30 多项，取得国家专利 40 多项，一大批成果已转化为商品或

在行业中被推广应用，产生了很好的经济效益和社会效益。该所与无锡凯龙共同合作开发柴油机尿素喷射系统，设计开发并完成尿素喷射系统的零部件设计、试验

验证、改进及分析，提出并协同凯龙完成尿素喷射系统偶件及零部件的加工工艺、喷射系统标定设备、

标定流程建设，对整个项目起到了极大的推动作用。

完成单位：江苏蓝烽新材料科技有限公司排名第四


(1) 攻克了 SCR 催化剂用大尺寸蜂窝陶瓷载体（直径≥ 266.7mm）的挤压成型、自动烧成和连

续外圆加工关键技术，并开发了常温植皮和加湿干燥技术，使产品合格率提升了 20-30%，生产能耗下降

了 40-50%，形成了工业化生产技术，打破了 NGK、康宁等外资企业的行业垄断，促进了国内柴油机后处

理行业的发展。 (2) 研究开发了轻型柴油车后处理用颗粒物氧化型催化剂（POC）一体涂覆、缠绕、成型技术，开发的产

品整车排放检测达到国 IV 及以上排放标准，并实现了 POC 催化剂的国产化，为国 IV 排放标准的实施提

供科技和产品支撑。 (3) 研究开发了柴油机尾气净化用尿素选择性催化还原氮氧化合物（SCR）催化剂、柴油氧化型催化剂

（DOC）、催化型颗粒物捕集器（CDPF）的涂层配方和制备工艺研究，形成了工业化技术，所生产加工

的系列催化剂经上柴、潍柴、玉柴等厂家的发动机性能试验，均具有很好的催化活性和稳定性。 (4) 设计开发了基于 PLC 控制的自动化柴油机尾气净化催化剂加工生产系统，实现了催化剂的自动配料、

连续制浆、涂层精确控制、和自动热处理生产线以及产品追溯，提高了产品控制的一致性和生产效率，

生产产能达 100 万件。目前柴油机尾气后处理净化用催化剂产品已与上柴、上菲红、一汽道依茨大柴、玉柴、潍柴、锡柴等发

动机厂匹配，并通过了国家轿车质量监督检验中心的检测。柴油机尾气净化催化剂产品的国产化推动了

国 IV 和国 V 排放标准的实施，促进了国内柴油机尾气净化技术的应用和发展。

完成单位江苏大学排名第五


江苏大学是 2001 年 8 月经教育部批准，由原江苏理工大学、镇江医学院、镇江师范专科学校合并组建的

以工科为特色的教学研究型综合性大学。学校学科门类齐全，涵盖工学、理学、医学、管理学、经济学、

法学、文学、历史学、教育学、艺术学等 10 大学科门类。学校占地面积 3045 亩，各类建筑面积 140 余

万平方米。学校现有教职工 4800 余人，专任教师 2500 余人，其中教授 380 余人，特聘两院院士 7 人，

现有全日制在校生 42000 余人，其中研究生 8000 余人，外国留学生 600 余人。该校自 2006 年起与无锡凯龙共同合作开发尿素喷射系统及其喷嘴，并对气辅式计量喷射泵的整体设计、

工艺开发、流体验证做了贡献，形成了自主的尿素喷射技术。

完成单位上海应用技术学院排名第六


上海应用技术学院主要开展了柴油机尾气净化催化剂、涂层关键材料的设计与制备技术等的研究，主要

有： (1) 高性能储放氧材料的结构和形貌制备技术，开发了具有特定组织结构的铈锆固溶体储氧材料的制备技

术，提高了储氧材料的储放氧性能和稳定性； (2) 研究了 NOx 选择性催化还原（SCR）催化剂上的作用机理，以及柴油机尾气中一氧化碳（CO）和碳

氢化合物（HC）等污染物对 SCR 反应的影响规律，为提高 SCR 催化剂的稳定性提供了基础； (3) 参与了尾气净化催化剂和关键涂层材料在复杂条件下的结构和表面性质研究，为尾气净化催化剂的组

成设计与开发提供了基础。

曾获科技奖励情况获奖项目名称获奖时间奖项名称奖励等级主要获奖人授奖单位

柴油机选择性催化

还原关键技术与应

用

2013.10.2

5

机械工业联

合会科学技

术奖

一等奖

臧志成、朱建明、

居钰生、刘军、楼

狄明

中国机械工业联合

会、中国机械工程

学会

汽车尾气三效净化

催化剂 2006年技术发明奖一等奖卢冠忠等上海市人民政府


知识产权类

别

知识产权具体

名称

国家


授权


发明专利用于柴油机排

气后处理的

SCR 尿素喷射

系统

中国 ZL200810178190.0

2012.1.25

900397 无锡油

泵油嘴

研究所

吴君华，朱明健，

孔亮，王晓勇

发明专利 Close Coupled Catalyst for Purification of Exhaust Gas and the Preparation Thereof

美国 US8207078B2

2012-06-26

华东理

工大学卢冠忠，郭耘，

张志刚

发明专利柴油机尾气选

择性催化还原

剂添加量的控

制方法

中国 ZL200910221507.9

2011.9.28

845890 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司

赵闯

发明专利一种用于 NOx选择性催化还

原的整体式催

化剂及其制备

方法

中国 ZL201010566181.6

2012-11-21

1082523 华东理

工大学张志刚;杨青山;卢冠忠;郭耘;詹望成;郭杨龙;王筠松;蔡丽莉

发明专利一种整体式催

化剂活性涂层

的制备方法

中国 ZL 200610117193.4

2009-06-03

504344 华东理

工大学郭耘，卢冠忠，

张志刚，郭杨龙，

王筠松，王艳芹，

刘晓晖，王幸宜发明专利基于 SCR 和

ETR 的商用车

减排节能集成

排气系统

中国 ZL200910035583.0

2013.7.24

1238943 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司

臧志成，赵闯，

陆建丁，刘军

发明专利车辆排气处理

用的空气混合

计量系统

中国 ZL200910028056.7

2012.12.12

1098667 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司

刘军，臧志成

发明专利柴油机 SCR 催

化消声器中国 ZL2009

10182887.X

2011.11.30

869384 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司


陆建丁

发明专利柴油机选择性

催化转化系统

用喷嘴

中国 ZL200910035584.5

2011.6.15

796718 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司


陆建丁，刘军

发明专利尿素喷射阀中国 ZL200910028055.2

2010.11.17

700698 无锡市

凯龙汽

车设备

制造有

限公司

刘军，臧志成


项目名称农林生物质工业化利用收集技术与装备完成人李树君、方宪法、庄会永、董世平、韩增德、杨炳南、景全荣、刘天舒、刘贵林、马

旭、潘小平、杨军太、王志、泮进明、燕晓辉完成单位中国农业机械化科学研究院、国能生物发电集团有限公司、中粮工程装备南皮有限公

司、中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院、华南农业大学、浙江大学项目简介

农林生物质取之不尽、可再生，是重要的能源、饲料和工业等原料。农业投入物的 51%以上转化为

秸秆，我国年产秸秆 7亿多吨、可用林业生物质 3.5亿吨。虽然量大，但种类多、分布散、季节集

中，难收、难运、难储制约综合利用，秸秆焚烧污染环境。解决问题的关键是突破装备制约瓶颈，

建立收储运工程技术体系，实现规模化机械化经济收集。

项目围绕稻麦、玉米、棉花秸秆和能源灌木等生物质，攻克了高效收集、减容增密、标准成型和安

全储用等技术难题，实现了从装备空白到自主制造并出口，支撑生物质产业快速发展。历经 8年创

新与实践，取得如下突破：

1．开创了作物秸秆机械特性试验检测技术和方法规范体系

首次提出了秸秆样本夹持、加载、应力测试和位移精度控制方法，开发了秸秆主要物理特性快速检

测技术与装置，系统研究了秸秆的抗压、抗扭、剪切、揉裂等机械特性及变化规律，创建了秸秆拉

伸与剪切强度、弹性与刚度模量等数据库，提供了研究基础。

2．首创了完备的农林生物质收获、减容和储运技术

首创了棉秆收获技术。仿人工拔取棉秆原理，发明了齿槽夹持斜拉提拔、防缠绕宽幅捡拾与有序输

送、低茬仿形收割与低功耗切断技术，实现了棉秆切割、拔铺捡拾和拔取联合收获。

独创了玉米根茬仿生收获技术。仿生洞穴类动物齿爪结构，发明了玉米根茬挖掘渐进形变碎土和多

指可变指隙脱土分离原理，研制起茬与脱土分离装备，起茬能力强，断根少，含土率低。

突破了禾本秸秆压实减容捆扎技术。首创了高速自动双结打结技术，效率提高 50%。突破了捆型密

度自动调节技术，实现对捆型密度与可靠工作和能耗优化，成捆率≥98%。

创新了林业生物质收获技术。提出了密齿距防冲击劈裂、小切深平滑茬口、大进给瞬时切断的低损

伤切割平茬技术，留茬劈裂率≤4.27%。对大直径木质物料，创制了负荷智能决策调控系统，作业效

率提高 14%，设备动力配置显著降低。

突破了全液压四轮驱动、蟹行与向心转向技术，实现了田间大捆型草捆的便捷装载和狭小储场的高

效码垛。

3．首创了 16 种新产品形成 4类装备体系，创建了 8种机械化收储工艺与装备技术应用模式

棉杆收集，形成适合国情的切割联合收获、拔取铺放与捡拾联合收获、拔取联合收获 3种模式和配

套的 4种新装备；稻麦、玉米等禾本秸秆收集，形成自动捡拾打捆、玉米秸秆调质与根茬起铺收集

3种模式和配套的 8种新装备；形成了能源林、灌木平茬联合收获与场地破碎收集 2种模式和配套

的 3种新装备。田间叉装车支撑了生物质的高效转运。

项目技术获发明专利 7项、实用新型专利 3项；制定行业标准 3项；取得省部级技术成果鉴定 8项、

农业机械推广鉴定 4项；获国家重点新产品 2项；发表论文 121篇（SCI/EI收录 51篇）；获中国机

械工业科学技术一等奖 1项。

近三年累计销售装备 5350台，新增收入 8.55亿元，新增利润 1.32亿元，税收 1.15亿元。支撑 63

座生物质发电厂，惠及 315万农户年增收 33亿元，减少 CO2排放 1500万吨。同时用于饲料生产、

工业加工等秸秆收集，取得了显著的经济社会效益与环境效益。

完成人情况姓名李树君技术职称研究员排名 1

工作单位中国农业机械化科学研究院


项目第一负责人，主持农林生物质工业化利用收获技术装备项目申报、总体方案论证，组织农林生

物质工业化利用收获技术装备生产试验，解决技术难题。对棉秆收获一体化技术、秸秆自动双打结

及捆型密度自动调节技术提出了创造性方案。督促项目进度，组织项目鉴定、验收，编写技术文件。

占本人工作时间 55%。

曾获国家科技奖励情况："马铃薯综合加工技术与成套装备研究开发"2006年获国家科学技术进步

二等奖，第 2完成人（2006-J-216-2-08-R02）

姓名方宪法技术职称研究员排名 2

工作单位中国农业机械化科学研究院


主持项目申报、参加了农林生物质工业化利用收获技术装备关键技术的攻关，制定了产业化生产实

施方案，参与了农林生物质工业化利用收获技术和装备生产试验。督促项目进度，组织项目鉴定、

验收等工作。投入的工作量占本人工作量的 55%。

曾获国家科技奖励情况："马铃薯综合加工技术与成套装备研究开发"2006年获国家科学技术进步

二等奖，第 3完成人（2006-J-216-2-08-R03）。

姓名庄会永技术职称研究员排名 3

工作单位国能生物发电集团有限公司


参加棉花秸秆联合收获技术项目需求提出、创新点设计和项目申报；参加能源林联合收获机项目需

求提出和项目设计、申报，创新思路提出与关键技术设计论证；参与了该项目试验、鉴定；组织了

棉花秸秆联合收获机、能源林联合收获机、伸缩臂叉车、秸秆收集设备项目的应用考核和示范。投

入的工作量占本人工作总量的 65%。


姓名董世平技术职称研究员排名 4

工作单位中国农业机械化科学研究院生物质能工程研究中心


项目主要承担人，参加棉花秸秆收获技术、能源林收获项目申报、总体方案设计、论证，参与对关

键部件和装置进行攻关以及生产试验、鉴定、验收等工作，投入的工作量占本人工作时间 90%。


姓名韩增德技术职称研究员排名 5

工作单位中国农业机械化科学研究院现代农装科技股份有限公司


项目专项负责人，参加棉花秸秆收获技术、能源林收获技术的方案论证、主持棉花秸秆切碎、抛送

部件、能源林底盘部件设计，参与了项目试验、鉴定和生产组织工作，投入的工作量占本人工作总

量的 75%。


姓名杨炳南技术职称研究员排名 6

工作单位中国农业机械化科学研究院科技发展部


参加农林生物质工业化利用收获技术装备项目申报、参与切碎、预压、压缩自动打结一体化技术的

总体方案设计和论证，对关键部件以及捆长自动控制技术提出了合理有效的方案，组织实施打捆机

\棉秆机产业化推广工作。投入的工作量占本人工作量的 55%。


姓名景全荣技术职称研究员排名 7



项目主要承担人，参加打捆技术装备、能源林项目申报、总体方案设计、论证，参与对关键部件和

装置进行攻关以及生产试验、鉴定、验收等工作，投入的工作量占本人工作时间 80%。

曾获国家科技奖励情况："马铃薯综合加工技术与成套装备研究开发"2006年获得国家科学技术进

步二等奖，第 7完成人（2006-J-216-2-08-R07）。

姓名刘天舒技术职称研究员排名 8



专项负责人，主持棉秆收获技术、打捆技术、能源林技术装备项目申报、总体方案设计、论证，组

织对田间自动捡拾秸秆打捆机关键部件和装置进行攻关，参加生产试验、推广项目鉴定、验收等工

作，投入的工作量占本人工作时间 70%。


姓名刘贵林技术职称研究员排名 9

工作单位中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院


分项目负责人，负责 9YFQ-1.9型跨行式方草捆压捆机的总体方案设计、论证，组织对打捆机关键

技术的攻关和产业化，组织生产试验和性能考核。督促项目进度，组织项目鉴定验收。占本人工作

量的 60%。


姓名马旭技术职称教授排名 10

工作单位华南农业大学工程学院


专项负责人，主持玉米根茬收集技术装备项目申报、总体方案设计、论证，组织对田间根茬仿生挖

掘和捡拾收获关键部件和装置进行攻关，参加生产试验、验收等工作，投入的工作量占本人工作时

间 70%。


姓名潘小平技术职称高级工程师排名 11

工作单位河北南皮机械制造有限责任公司


专项负责人，主持秸秆收集打捆技术装备项目申报、总体方案设计、论证，参与关键技术方案制定，

组织实施项目产业化，解决技术难题。占本人工作量的 55%。


姓名杨军太技术职称研究员排名 12



项目主要承担人，参加秸秆收集打捆技术、能源林收获项目申报、总体方案设计、论证，参与对关

键部件和装置进行攻关以及生产试验、鉴定、验收等工作，投入的工作量占本人工作时间 80%。

曾获国家科技奖励情况:

姓名王志技术职称研究员排名 13

工作单位中国农业机械化科学研究院金轮坤天特种车辆有限公司


项目主要承担人，负责伸缩臂叉装车技术项目申报、总体方案设计、论证，参与对关键部件和装置

进行攻关以及生产试验、鉴定、验收等工作，投入的工作量占本人工作时间 80%。


姓名泮进明技术职称副教授排名 14

工作单位浙江大学生物系统工程与食品科学学院


项目主要承担人，负责秸秆机械特性共性技术研究，参加机械特性试验装置技术的方案论证、设计，

参与了项目试验、测试和检测组织工作，投入的工作量占本人工作总量的 70%。


姓名燕晓辉技术职称研究员排名 15



项目主要参加人，参与棉秆收集、秸秆打捆技术、能源林装备总体方案论证，生产试验，项目鉴定、

验收，编写技术文件。占本人工作时间 70%。


主要完成单位情况完成单位中国农业机械化科学研究院排名 1


负责项目先期预研、可行性研究、立项申请、技术方案及总体设计的审查、执行进度安排、经费管

理和全部成果鉴定、验收工作以及负责项目产品试制、产业化建设；对项目进行了全程管理。

针对农林生物质规模化收集技术，在生物质机械特性共性技术的基础上，开展了秸秆调质技术

研究，突破了棉秆整株拔取铺条技术、冠状植株梳理捡拾技术，系统解决棉秆机械化收集难题；突

破了稳定高效自动双打结、捆型密度控制调整共性技术，研制系列捡拾打捆机，整体技术填补了国

内空白；突破叉装车底盘具备四轮驱动、四轮转向、蟹行以及整车调平技术，研制出伸缩臂叉车，

解决田间秸秆捆包装车和码垛难题。项目破解了林业收获装备的技术瓶颈，突破了高大能源林切割

抛送与强制输送式收获技术，无损、平茬冠状能源作物收割技术，喂入智能决策调控技术，开发出

3种林业收获装备能满足能源林收获、能源灌木收获、能源废弃物切碎收集，形成了系列化林业生

物质收获技术装备。

获发明专利 5项、实用新型专利 2项，项目整体技术填补了国内空白，棉秆收获部分技术处于

国际领先水平。利用项目技术开发了 4大类 16种机型，面向全国推广应用了 5350台。项目成果得

到了广泛的推广应用，取得了良好的经济效益、社会效益和环境效益，推动了我国农林生物质工业

化应用收集技术科技进步。

完成单位国能生物发电集团有限公司排名 2


公司是目前国内最大、全球知名的农林生物能源应用企业，目前运行生物质直燃发电项目 32个，

总装机容量超过 1000MW，每年发出绿色电量约 30亿千瓦时，每年收集消耗农林生物质原料 1000

万吨左右，每年实现农民燃料购买费用增收 60亿元人民币。与中国农业机械化科学研究院共同成

立"国能-中农机生物质能工程技术中心"从事生物质规模化收集技术装备研发。

提出了棉花秸秆联合收获机、玉米和小麦秸秆自动捡拾大打捆机、能源林收获机、伸缩臂叉车

技术需求，参与确定相关参数，参与前期预研、立项申请和项目研发支持，技术方案和总体设计审

查、执行进度安排、经费支持和管理，部分成果鉴定、验收工作。负责项目产品在生物质电厂和相

关产业界大规模推广应用，作为产业龙头企业建立了适应中国国情的生物质资源规模化应用经济模

式，创造了行业的国际领先的运行和应用水平，通过规模化的应用产业带动了农林生物质资源成套

收获装备的规模化、标准化发展。

完成单位河北南皮机械制造有限责任公司排名 3


参加了项目先期预研、可行性研究、立项申请工作、组织了分项目的技术方案及总体设计的论证、

研究进度安排、经费管理和验收工作,负责项目产品试制、产业化建设工作。

结合项目开发的系列打捆机产品开展了产品生产工艺技术研究、参与了打捆机研发、关键部件

的研制和工装模具设计，组织打捆机进行生产试验考核和改进工作，为打捆机的开发生产做出了贡

献。

4YF-360 型玉米秸秆小方捆打捆机和 9YDF-130型大方捆打捆机 2007年开始应用，2011-2013

年生产与销售 1024台，新增销售收入 8074万元。

完成单位中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院排名 4


参与了方捆机的总体方案设计、论证，组织对打捆机关键技术的攻关，生产试验和性能考核。进行

生产基地的建设和组织方捆机的产业化生产，建立销售和售后服务网络。负责的系列跨行式方草捆

捡拾压捆机 2007年开始生产销售，2011-2013年生产销售 2572台，新增销售收入 18819万元。

完成单位华南农业大学排名 5


主要负责根茬收获技术的研究。参与项目先期调研、可行性研究、立项申请工作，组织分项目技术

方案及总体设计论证、研究进度安排和验收等工作。

独创了仿生根茬脱土收获技术，在收获根茬时，采用由指状仿生滚和栅板的仿生结构设计，两

者之间相对间隙可根据喂入量进行调整，对根茬的作用具有冲击、碾压、揉搓等多种强力脱土能力，

不沾土、不堵塞，实施自然过程下的强力筛分，提高了收获根茬的质量，最大限度地保证了土壤的

还田，具有多种强力脱土功能，根土分离效果好，解决了根茬与土壤分离的技术难题。采用偏置铲

刀挖掘、双滚捡拾和横向链式输送放铺等机构与技术，实现根茬挖掘、根茬捡拾与根茬条铺放作业。

项目获得发明专利 1项，研制 2种根茬收获设备。

完成单位浙江大学排名 6


主要承担了秸秆机械特性共性技术研究。参与了项目的先期预研、可行性研究、立项申请工作，组

织了分项目的技术方案及总体设计论证、项目进度安排以及验收等工作。

针对我国农作物秸秆特性差异，制约秸秆收获技术及装备研究的共性技术难题以及相关领域基

础数据、基础研究不足的问题，从棉花、玉米、小麦、水稻四类大宗农作物秸秆入手，突破了秸秆

检测应力和位移控制精度关键技术，研究了不同地区、不同种类的秸秆抗压、抗扭、剪切、揉裂、

撕断、缠绕以及储藏品质变化等特性和秸秆机械特性及其与含水率的响应规律，形成了不同种类秸

秆样本机械特性检测的制备技术，利用多功能秸秆机械特性检测装置，获取了典型地区秸秆的拉伸

与剪切强度、弹性模量、刚度模量等主要物性参数，掌握了四类秸秆主要机械特性及其与含水率的

响应规律，获得了基于电容特性与含水率的秸秆水分快速测定技术，开发了秸秆主要物理特性快速

检测技术与装置，为获取基础数据和进行部件运动原理、部件参数等提供了条件。


农林生物质工业化利用

收集技术与装备

2013年 10

月 25日

中国机械工

业科学技术

奖

一等奖

李树君、方宪法、庄

会永、董世平、韩增

德

中国机械

工业联合

会

中国机械

工程学会


知识

产权

类别

知识产权具体

名称国家授权号授权日期

证书

编号权利人发明人

发明

专利

自走式棉秆联

合收割机中国

ZL200810

057215.1

2011.06.

08

7915

92

中国农业机械

化科学研究院

李树君王俊友韩增德

方宪法杨炳南王国新

庄会永李军李玉忠胡

宝鼎景全荣燕晓辉

发明

专利

自走式植物茎

秆捡拾联合收

获机

中国 ZL200810

224943.7

2012.01.

25

9030

36

中国农业机械

化科学研究院

李树君;王俊友;董世平;

王国新;方宪法;杨炳南;

韩增德;景全荣;李军;庄

会永;李玉忠;燕晓辉;胡

宝鼎

发明

专利

过桥输送装置

及包含其的秸

秆收获机

中国 ZL201010

233946.4

2013.05.

01

1188

865

中国农业机械

化科学研究院

邱灶杨;董世平;王锋德;

燕晓辉;陈锋

发明

专利

秸秆收获方法

及秸秆收获机中国

ZL201010

236541.6

2013.05.

01

1188

002

中国农业机械

化科学研究院

董世平;刘天舒;邱灶杨;

王锋德;燕晓辉

发明

专利

秸秆测扭装置中国 ZL201110

262882.5

2013.05.

01

1188

980 浙江大学

于勇；林怡；金伟丰；泮

进明

发明

专利

一种双重振动

深根作物挖掘

机

中国 ZL200910

036948.1

2011.05.

18

7810

01 华南农业大学

马旭;杨传华;杨文武;王

宙斐;王俊发;周海波;廖

醒龙

发明

专利

多功能自走式

灌木平茬收获

机

中国 ZL200910

141462.4

2010.07.

06

8044

46

中国农业机械

化科学研究院

呼和浩特分院

刘志刚;杨世昆;刘贵林;

王全喜;郝兴玉;张宁;王

志军

实用

新型

一种移动式切

碎机中国

ZL201220

450991.X

2013.02.

27

2731

784

中国农业机械

化科学研究院

李树君;邱灶杨;刘天舒;

闫希宇;董世平;李辉

实用

新型

秸秆捆包密度

控制装置及具

有该装置的打

捆机

中国 ZL201120

354500.7

2012.07.

04

2284

889

中国农业机械

化科学研究院

李树君;刘天舒;杨军太;

申文龙;陈锋;尹玲玉

实用

新型

一种伸缩臂叉

装车中国

ZL201020

135518.3

2010.12.

22

1632

083

中国农业机械

化科学研究院

王志;王英锋;闫洪峰;陈

文科;安喜平;聂莹陈超


项目名称大型化工装置用智能化能量回收机组完成人王学军，郑志国，邓德伟，陈艳，梅元平，刘文明，于生力，段亚琼，李凤民，张勇，肖忠

会，郑向一，全红飞，王博珺，王兴伟完成单位沈阳鼓风机集团股份有限公司，沈阳透平机械股份有限公司，大连理工大学

项目简介

我国工业领域余热总资源占其燃料消耗总量的17%～67%，其中可回收利用的部分约占余热总量的六成。高效

回收化工流程中普遍存在的余热、余压资源面临着巨大的挑战，以精对苯二甲酸(PTA)生产为例，能量回收机

组作为生产流程中的核心设备，身兼反应余热能量回收利用和提供工艺空气两大功能，其设计、制造难度巨大。

此前，国内该类机组全部依赖国外进口。

项目组先后设立40余项产学研课题进行联合攻关，在历经十年的艰苦努力、并投入一千余万元制造了国内首

台样机的基础上，终于攻克了大型化工装置用智能化能量回收机组，即大型整体齿轮组装式向心膨胀机+

组装式离心压缩机设计、智能控制、多轴系扭转分析、流道防腐及其与蒸汽轮机综合控制等方面的重大技术难

题，先后为江苏海伦石化有限公司等用户研制了国内最大的新型PTA装置用能量回收机组。

机组通过构建多轴平行轴系（本机组多达9轴），成功实现径向进气、级间加热、单机多转速匹配，把能量回

收膨胀机、工艺空气压缩机及蒸汽轮机集成为一套机组，膨胀机回收能量作为蒸汽轮机的补充动力直接用于驱

动压缩机，而蒸汽轮机是利用装置自身化学反应热产生的低品质副产蒸汽作为工作介质，机组不需要外界再额

外提供能量，成功实现工艺装置内部机组功率平衡。

机组采用多项自主研发的新技术：1) 宽工况下，高效压缩与能量回收的膨胀机、压缩机设计技术：在同等级

效率情况下，保证机组高效低耗运转，实现了能量梯级利用。2) 复杂服役工况下能量回收机组匹配性设

计技术：实现机组自动起停、优化节能智能运行，确保在变工况条件下回收余热能量的高效性。3) 多轴系新

型PTA装置用能量回收机组可靠性分析、保障技术：确保了机组可靠性、运转高效性和技术先进性。4) 机组

流道耐腐蚀、抗冲刷的防护技术：保障机组能够以多相腐蚀介质、长周期平稳可靠运行

机组研制成功并经专家鉴定：整体技术达到国际先进水平。并在大、中型能量回收机组领域全部替代进口。以

PTA领域为例，项目组已为江苏海伦石化等公司研制了12套大型化工装置用智能化能量回收机组，为沈鼓

新增产值 14.3 亿元，新增利税 1.4 亿元，为国家节约设备投资约 7.1 亿元。

获得专利9项，其中：发明2项，实用新型专利7项;公示发明2项;发表论文119篇;制订标准19项。除已成

功应用于PTA领域外，该机组还可广泛应用于乙烯、硝酸、二甲醇、乙二醚、化肥等领域。完成人情况

姓名王学军技术职称教授级高工程排名 1

工作单位沈阳鼓风机集团股份有限公司


1、本项目的主要负责人。负责管线压塑机基本级开发和气动方案优化以及压缩机整体设计、评审、制造、试

验及攻关等。

2、对创新点1、2、3、4有创造性贡献。

3、在该项目研发过程中，投入的工作量占本人工作量的70%以上


先后获得国家科技进步奖、发明奖和省级科技进步奖24项

姓名郑志国技术职称高级工程师排名 2



1、本项目的设计负责人。负责本项目的项目论证，总体技术方案设计及优化等。

2、对创新点1和4有创造性贡献。

3、在该项目研发过程中，投入的工作量占本人工作量的60%以上.


姓名邓德伟技术职称副教授排名 3

工作单位大连理工大学


1、在本项目中负压缩机技术研发、关键技术攻关等。

2、对创新点2、3、4有创造性贡献

3、在该项目研发过程中，投入的工作量占本人工作量的60%以上


姓名陈艳技术职称高级工程师排名 4



该同志全程参与了前期的用户调研、中期的技术谈判和新产品设计以及后期的产品现场指导投运服务，负责

整个PTA空压机组的流程和控制方案的制订和实施，而且带领团队从无到有建立了PTA机组的控制方案、报

价资料及设计的全套图纸，为沈鼓拿下11套大型PTA机组的订单打下坚实的基础。在该项目研发过程中，投

入的工作量占本人工作量的60%以上。


姓名梅元平技术职称教授级高工排名 5



完成年产60万吨PTA压缩机组装置主导设计工作，项目中核心设备 SVK224-4S组装式压缩机产品校对工作，

作为项目主导设计、项目主要参与人，为该项目的技术研发，关键技术攻关做出突出贡献，为拓展组装式空

压机在空分领域、PTA市场做出突出贡献。


姓名刘文明技术职称高级工程师排名 6



工艺气压缩机组PTA装置的核心设备，此机组是第一次对用户的交钥匙工程，是全新型的机型。本人负责PTA

工艺气压缩机组厂房内的整体布置主导设计、设备布置主导设计以及工艺气压缩机的工艺气管路设计、润滑

油管路设计、冷却水管路设计、汽轮机蒸汽管路主导设计工作。工作中部分借鉴国外类似机组设备布置的思

路，合理利用吸收管道工作中受热膨胀的元件，为机组的顺利投产奠定基础。


姓名于生力技术职称教授级高工排名 7



带领团队克服了齿轮及齿轮箱体整体设计方案、齿轮强度分析计算、齿轮轮齿的扭转和弯曲变形分析、轮

齿修形设计计算、齿轮加工、齿轮箱体设计和制造等一系列难题，通过本项目的研究开发，制定了中国第一

份大型组装式齿轮箱设计思路和制造手段，最终能够设计、制造优秀品质的PTA齿轮箱，保证PTA机组传动

系统的先进性与可靠性。


姓名段亚琼技术职称高级工程师排名 8



担任年产60万吨PTA压缩机组装置设计工作，担任本项目与中纺院、杭汽等其他配套厂家的技术协调与

联络工作，并担任项目中核心设备SVK224-4S组装式压缩机主导设计，在项目后期到江苏海伦用户现场指导

用户开车、调试等技术服务等工作。作为该项目装置及压缩机的设计者，为该项目新产品的设计研发，关键

技术，难点技术攻关做出突出贡献。


姓名李凤民技术职称教授级高工排名 9



1、PTA装置空压机组国产化项目组织、协调、管理工作；并组织过多次PTA装置空压机组国产化方案论证。

2、PTA装置空压机组营销工作的负责人，实现了多套产品订单。

3、PTA装置空压机组厂内技术协调、管理工作。


姓名张勇技术职称教授级高工排名 10



负责项目的安装现场调试


姓名肖忠会技术职称教授级高工排名 11



带领力学分析团队负责大型PTA空压机－膨胀机组的关键零部件力学分析与优化、转子横向振动特性分析及

轴系扭转振动分析优化工作。承担产学研项目《组装式压缩机扭振关键技术研发及PTA机组动力特性设计》

和公司级科研项目《PTA组装式压缩机组复杂轴系动力特性研究》及《PTA机组关键零部件力学分析与结构优

化》的技术开发工作。


姓名郑向一技术职称工程师排名 12



对悬臂转子装配关键点设定及控制，悬臂转子平衡精度确定，高速动平衡方案确定，转子装配质量控制，机

组型环间隙测量方案确定。进而达到PTA整体机组的装配效率及质量的提高。其中转子的装配、高速动平衡、

型环装配间隙精确测量及试验验证等先进可靠的新工艺方法为同类型机组的创新工艺。


姓名全红飞技术职称高级工程师排名 13



组织编写PTA安装调试技术方案，并现场指导产品安装、调试。组织编写、审定PTA产品现场试车方案及试

车大纲，填补我公司PTA产品安装、调试、试车工作的技术空白。并现场组织试车、产品投运工作。后期产

品现场性能测试大纲完善及审定、实施工作。


姓名王博珺技术职称工程师排名 14



1、负责研发开发等。

2、在该项目研发过程中，投入的工作量占本人工作量的30%以上。


姓名王兴伟技术职称工程师排名 15



该负责任人从开始PTA的第一台GZ1到PAT的PA2、PA3、PA4、PA5都与设计者、工艺进行技术的沟通和并在

制定装配、试车、性能方案的2.PTA项目上做了大量的技术工作。在该项目研发过程中，投入的工作量占本

人工作量的10%以上。


主要完成单位情况完成单位沈阳鼓风机集团股份有限公司排名 1


沈鼓集团针对大型PTA装置用压缩机核心关键技术进行攻关，完成了全部攻关内容，为研制大型PTA装置用

压缩机产品提供了技术保障。

完成单位沈阳透平机械股份有限公司排名 2


沈阳透平机械股份有限公司针对大型PTA装置用压缩机核心关键技术进行攻关，完成了全部攻关内容，为研

制大型PTA装置用压缩机产品提供了技术保障。

完成单位大连理工大学 3


为了完成该项目的研制任务，大连理工大学与沈鼓集团组成了研发团队，主要负责PTA装置用能量回收机组

腐蚀防护、精密加工等研究工作，解决了喷嘴尾部在运转中易产生腐蚀性气流冲刷造成的蜂窝状腐蚀等技术

难题。


PTA/PIA能量回收

工艺空气压缩机组

2012-09-10

2012-09-10 沈阳市科技

进步奖一等

郑志国、刁全、罗劲

等沈阳市人民政府

大型PTA装置用离

心压缩机组研制 2013-10-25

中国机械工

业科学技术

奖

一等王学军、郑志国、邓

德伟等中国机械联合会


知识产

权类别


称

国家


授权

日期

证书编

号权利人发明人

发明

离心压缩机二元开

槽焊叶轮流道焊接

变形的控制方法

中国 ZL 2008 1

0230325.3

2011

-6-1

5

794046

沈阳鼓风机

集团股份有

限公司

张立、刘向东、

王东辉，魏国

家，吕立博

发明一种大直径三元叶

轮的铣制方法中国

ZL 2009 1

0248694.X

2012

-8-2

9

1033492

沈阳鼓风机

集团股份有

限公司；沈阳

透平机械股

份有限公司

王学军，戴继

双，魏国家，刘

向东，毕海波，

裴立群，雍建华


项目名称高端装备大型薄壁关重构件激光焊接关键技术及应用

完成人肖荣诗、左铁钏、邹江林、吴世凯、武强、杨武雄、张伟、王伟红、张良虎、王智勇、

徐洁洁、陈虹、王旭葆、乔霄峰、周子健

完成单位北京工业大学、蓝星（北京）化工机械有限公司项目简介

高端装备是国家重点发展的战略性新兴产业，关乎国家安全和经济社会发展，代表国家核心竞争

力。以先进材料和大型薄壁整体结构为特征的关键及重要构件对高端装备整体服役性能的提升取到重

要作用。焊接是装备制造的基础工艺，但传统焊接制造技术存在结构变形大、生产效率低、接头性能

差等突出问题，不能满足高端装备高性能、高可靠、长寿命和低成本发展的要求。大型薄壁构件焊接

技术已成为制约我国高端装备发展的技术瓶颈之一。激光焊接是最先进的材料连接技术之一，展现出

巨大的工业应用前景。但是，要将激光焊接的潜在技术优势，转化为高端装备大型薄壁关重构件高质

量、高可靠激光焊接制造的现实技术优势，仍然面临一系列挑战。本项目面向高端装备发展对先进、可靠激光焊接技术的迫切需求，在国家自然科学基金、国家 863

计划等重点、重大项目支持下，历经 15 年努力，突破了大型薄壁构件激光焊接的关键共性技术，解决

了大型薄壁构件激光焊接过程稳定性、质量一致性和可靠性难题，开发出关键功能部件和成套技术装

备，构建了大型薄壁构件激光焊接制造的理论和技术体系，取得以下主要创新成果： 1、首次提出以聚焦特征参数 Kf 作为制造用大功率激光器光束质量的评价标准，建立了基于附加

相移的大功率混合模激光束传输与聚焦理论及激光深熔焊接物理数学模型，解决了大型薄壁构件激光

焊接时激光束大范围传输与聚焦系统优化设计及质量控制难题。 2、揭示了激光焊接光致等离子体的影响机制，发明了辅助电流的激光焊接新方法及等离子体磁控

装置，解决了大型薄壁构件激光焊接过程稳定性难题。 3、研制开发出超音速横向气帘装置和小型化激光焊接局部保护喷嘴装置，发明了随焊压紧与焦点

自动跟踪技术，开发出系列化集成激光焊接加工头，解决了大型薄壁构件激光焊接质量可靠性难题。 4、发明了离子膜电解槽激光焊接方法，开发出成套技术装备，在国际上率先实现了离子膜电解槽

激光焊接精密制造。与市场上同类型产品相比，槽间电压降低 1%以上，维护周期延长 10%以上，离

子膜使用寿命延长 15%以上。相关研究成果获中国机械工业科学技术一等奖 1 项，北京市科技进步二等奖 1 项，获授权国家发

明专利 4 项、实用新型专利 3 项、软件著作权 3 件，以第一起草单位制定国家标准 2 件，出版学术专

著 4 部，发表学术论文 70 余篇。项目成果成功应用于轻量化免涂装地铁列车（与国外技术相比，激光

功率降低 17.6%，焊接速度提高 12.5~18.2%，焊缝及外观质量显著改善）、国防尖端武器装备、高效

节能型离子膜电解槽、国际大科学工程热核聚变实验堆（ITER 计划）等高端装备的大型关重构件激光

焊接制造，显著提升了我国高端装备制造的自主创新能力和技术水平。近三年直接经济效益 6.12 亿元，

经济与社会效益显著。经中国机械工业联合会组织同行专家鉴定：项目成果整体达到国际先进水平，

其中轻量化免涂装旅客列车及离子膜电解槽激光焊接技术处于国际领先水平。完成人情况

姓名肖荣诗技术职称教授排名 1 工作单位北京工业大学


项目技术总负责人，负责项目组织、协调、管理和实施，提出了项目总体科学技术目标和技术路

线，参与并指导项目组研究人员开展研究及应用推广工作，揭示了激光焊接光致等离子体的影响机制，

发明了采用辅助电流的激光焊接方法及光致等离子体磁控装置，提出了实现随焊压紧与焦点自动跟踪

的新思路，发明了离子膜电解槽激光焊接方法。对创新成果 2-4 有重要贡献，投入该项目技术研发工

作量占本人总工作量的 60%。支撑材料见专利 1-7，专著 2-4，代表论文 6-10。

曾获国家科技奖励情况：无

姓名左铁钏技术职称教授排名 2 工作单位北京工业大学


项目学术负责人，对项目总体研究思路及应用推广工作进行指导，提出了以聚焦特征参数 Kf 作为

制造用高功率激光器光束质量的评价标准，主持起草了 GB/T24664-2009、GB/T27666-2011 国家标准；

指导建立了基于附加相移的大功率混合模激光束传输与聚焦理论及激光深熔焊接物理数学模型，对创

新成果 1、2 有重要贡献，投入该项目技术研发工作量占本人总工作量的 30%。支撑材料见专利 3，国

家标准 1-2，专著 1-2，代表论文 1-5。


姓名邹江林技术职称无排名 3

工作单位北京工业大学


对比研究了 CO2 激光、光纤激光焊接的行为特点，分析了激光焊接光致等离子体形貌、电子温度、

浓度等特性及光致等离子体对入射激光的吸收、折射、散射效应，揭示了光纤激光焊接等离子体对激

光焊接过程的影响机制，提出光纤激光焊接等离子体的控制方法，参与完成免涂装不锈钢列车车体激

光焊接工艺技术开发，对创新成果2有重要贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的85%。


姓名吴世凯技术职称助研排名 4 工作单位北京工业大学


采用气体动力学原理，理论计算了对非对称类拉阀尔超音速横向气帘腔体的曲线方程，设计开发

出横向气帘超音速喷嘴装置；作为技术骨干参与完成了免涂装不锈钢列车车体、高性能离子膜电解槽、

国际大科学工程热核聚变实验堆（ITER 计划）CC 线圈盒激光焊接工艺技术开发及应用推广，对创新

成果 3、4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 60%。支撑材料专利 7。


姓名武强技术职称助研排名 5 工作单位北京工业大学


发明了适用于激光焊接随焊压紧与焦点自动跟踪技术，研制开发出系列化集成激光焊接加工头，

作为技术骨干完成离子膜电解槽激光焊接成套技术装备的开发及应用推广工作，对创新成果 3、4 做出

贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 60%。支撑材料见专利 1、2、5。


姓名杨武雄技术职称助研排名 6 工作单位北京工业大学


开发了钛合金激光焊接开放式局部保护喷嘴装置和钛合金激光焊接工艺，研制出国际大科学工程

热核聚变实验堆（ITER 计划）CC 线圈盒激光焊接工作头，参与离子膜电解槽激光焊接工艺技术的开

发及应用推广工作，承担完成了航空航天大型钛合金构件型号产品的激光焊接生产任务。对创新成果 3、4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 60%。支撑材料见专利 1、2、5、6。


姓名张伟技术职称高级工程师排名 7

工作单位蓝星（北京）化工机械有限公司


项目合作单位技术负责人，负责项目协作单位的技术开发、协调、管理和实施，提出了离子膜电

解槽激光焊接制造的构想，直接推动了激光焊接制造的高性能离子膜电解槽的应用，对创新成果 4 做

出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 30%。支撑材料见专利 1、5。


姓名王伟红技术职称教授级高工排名 8 工作单位蓝星（北京）化工机械有限公司


参与完成离子膜电解槽激光焊接成套技术装置的开发，提出了离子膜电解槽激光焊接结构优化方

案并负责实施，对创新成果 4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 30%。支撑

材料见专利 1、5。


姓名张良虎技术职称教授级高工排名 9 工作单位蓝星（北京）化工机械有限公司


参与完成离子膜电解槽激光焊接方法及成套技术装置的开发，负责完成离子膜电解槽激光焊接制

造的生产工艺优化，对创新成果 4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 30%。

支撑材料见专利 1、5。


姓名王智勇技术职称研究员排名 10 工作单位北京工业大学


提出了基于附加相移的大功率混合模激光光束传输与聚焦理论，揭示出激光束大范围传输时焦点

漂移规律，对创新成果 1 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 20%。支撑材料

见代表论文 1、3-5。


姓名徐洁洁技术职称工程师排名 11 工作单位北京工业大学


协助完成了离子膜电解槽激光焊接工艺开发及优化，参与完成了项目成果的工业化应用，对创新

成果 4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 60%。


姓名陈虹技术职称助研排名 12 工作单位北京工业大学


参与完成制造用高功率激光器光束质量的评价、国家标准 GB/T24664-2009、GB/T27666-2011 的起

草、以及光束质量对焊接质量影响规律的研究，对创新成果 1 做出贡献，投入该项目技术研发的工作

量占本人总工作量的 30%。支撑材料见国家标准 1-2。


姓名王旭葆技术职称副研究员排名 13 工作单位北京工业大学


参与完成制造用高功率激光器光束质量的评价及国家标准 GB/T24664-2009、GB/T27666-2011 的起

草，对创新成果 1 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 20%。支撑材料见国家

标准 1-2。


姓名乔霄峰技术职称工程师排名 14 工作单位蓝星（北京）化工机械有限公司


参与完成了离子膜电解槽激光焊接制造工业化应用技术开发工作，负责离子膜电解槽激光焊接生

产，对创新成果 4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 60%。曾获国家科技奖励情况：

无

姓名周子健技术职称教授级高工排名 15 工作单位蓝星（北京）化工机械有限公司


参与完成了离子膜电解槽激光焊接制造成套技术装备的立项论证、离子膜电解槽激光焊接制造工

业化生产与应用推广，对创新成果 4 做出贡献，投入该项目技术研发的工作量占本人总工作量的 30%。


主要完成单位情况完成单位北京工业大学排名 1 创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600字）：

提出了以激光束聚焦特征参数 Kf 作为制造用激光器光束质量的统一评价标准和基于附加相移

的大功率混合模激光光束传输与聚焦理论；建立了综合考虑激光光束参数、激光聚焦参数、材料参

数、加工工艺参数的激光深熔焊接物理数学模型；揭示了激光焊接光致等离子体的影响机制；发明

了采用辅助电流的激光焊接新方法及光致等离子体磁控装置；开发出激光焊接聚焦系统保护、熔池

和高温焊缝局部保护喷嘴装置；发明了激光焊接随焊压紧与焦点自动跟踪技术；针对不同应用象，

开发出一系列激光焊接工作头；发明了离子膜电解槽激光焊接方法，并开发出成套技术装备；并将

项目成果推广应用于免涂装轻量化不锈钢列车、国防尖端武器、高性能离子膜电解槽、国际大科学

工程热核聚变实验堆（ITER 计划）等高端装备大型关重构件以及奥运“鸟巢”主火炬燃气系统、

“大红旗”轿车覆盖件等构件的高效、高质量生产制造。

完成单位蓝星（北京）化工机械有限公司排名 2 创新推广贡献、推广应用情况（不超过 600字）：

在调研、分析国内外离膜电解槽焊接生产技术现状及存在问题的基础上，创造性地提出了离子

膜电解槽激光焊接制造的技术构想，协助完成了离子膜电解槽激光焊接方法、成套技术装备的研究

开发，承担完成了激光焊接离子膜电解槽的结构优化、成套技术装备的工程应用及激光焊接制造的

高性能离子膜电解槽装置在氯碱行业的推广示范应用。



大型薄壁关键构

件激光焊接关键

技术及应用 2013 年

中国机械工

业科学技术

奖一等

肖荣诗、左铁钏、

邹江林、吴世凯、

武强

中国机械工业联合

会，中国机械工程学

会

大功率激光三维

制造技术 2001 年北京市科学

技术进步奖二等左铁钏、肖荣诗、

王智勇、鲍勇、

陈铠北京市人民政府

七、主要知识产权证明目录（不超过 10件）

知识产

权类别

知识产权具

体名称

国家

（地

区）

授权号授权


国家发

明专利

离子膜电解

槽电极激光

焊接方法及

装置

中国 ZL200710099944.9

2009.05.27

502263

北京工业

大学；蓝

星（北京）

化工机械

有限公司

肖荣诗；张伟；

武强；杨武雄；

刘继东；张良

虎；刘学民

国家发

明专利一种激光焊

接工作头中国 ZL200710063087.7

2009.08.19

540260 北京工业

大学肖荣诗；武强；

杨武雄

国家发

明专利

采用辅助电

流的激光焊

接方法及辅

助设备

中国 ZL01118729.8

2004.02.25

144760 北京工业

大学肖荣诗；左铁

钏

国家发

明专利

一种磁场辅

助激光焊接

装置中国 ZL2004101

01556.6

2007.03.07

312136 北京工业

大学肖荣诗；金培

友；汪辉松

实用新

型专利

离子膜电解

槽电极激光

焊接装置中国 ZL2007201

49413.1

2008.11.26

1137032

北京工业

大学；蓝

星（北京）

化工机械

有限公司

肖荣诗；张伟；

武强；杨武雄；

刘继东；张良

虎；刘学民

实用新

型专利一种激光焊

接保护装置中国 ZL200620001012.7

2007.05.30

906134 北京工业

大学肖荣诗；曹娜；

杨武雄；陈铠

实用新

型专利

一种激光焊

接超音速横

向气帘装置中国 ZL2004201

18096.3

2006.04.26

776215 北京工业

大学

肖荣诗；曹娜；

吴世凯；张正

伟

计算机

软件著

作权

激光焊接与

切割专家系

统中国 2001SR072

9

2001.03.13

0007662 北京工业

大学

计算机

软件著

作权

激光焊接等

离子体图像

处理软件中国 2011SRBJ1

814

2011.03.11

BJ33935 北京工业

大学

计算机

软件著

作权

钛合金激光

焊接焊缝预

测软件中国 2011SRBJ1

694

2011.03.07

BJ33815 北京工业

大学

Documents

关于推荐2014年度国家科学技术奖项目公示. 根据国家奖励办公室的要求，现将有我会推荐的2014 年度国家技 术发明奖、科学

关于推荐2014年度国家科学技术奖项目公示. 根据国家奖励办公室的要求，现将有我会推荐的2014 年度国家技术发明奖、科学