項(xiàng)目公示（單位提名）

一、項(xiàng)目名稱：面向數(shù)智化柔性制造的智能物流關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

二、提名獎(jiǎng)種：福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)

三、提名單位：中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所

四、項(xiàng)目簡(jiǎn)介：

　　具備動(dòng)態(tài)響應(yīng)、智能協(xié)同和實(shí)時(shí)優(yōu)化能力的數(shù)智化柔性制造是智能制造發(fā)展趨勢(shì)。但傳統(tǒng)廠區(qū)物流難以適配其超柔性、高動(dòng)態(tài)生產(chǎn)特征，面臨高動(dòng)態(tài)擾動(dòng)場(chǎng)景下物流機(jī)器人（AGV）的全域精準(zhǔn)定位感知失效痛點(diǎn)、高曲窄通道場(chǎng)景下運(yùn)動(dòng)控制穩(wěn)定性與魯棒性瓶頸、多目標(biāo)耦合約束下生產(chǎn)-物流協(xié)同決策滯后難題以及跨工序異構(gòu)條件下物流裝備全流程集成管控需求。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，項(xiàng)目組開展了面向數(shù)智化柔性制造的智能物流關(guān)鍵技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新，主要?jiǎng)?chuàng)新如下：

1、首創(chuàng)基于環(huán)境抗擾建模與精準(zhǔn)解析解的高性能磁定位方法，并基于多模態(tài)融合解決高動(dòng)態(tài)擾動(dòng)場(chǎng)景下定位失效與全域精準(zhǔn)感知痛點(diǎn)。①針對(duì)磁定位的魯棒性瓶頸，建立地磁場(chǎng)非線性時(shí)空特性模型，實(shí)現(xiàn)局部環(huán)境磁場(chǎng)動(dòng)態(tài)自適應(yīng)建模與實(shí)時(shí)標(biāo)定；②面向AGV位姿獲取的實(shí)時(shí)性需求，推導(dǎo)出磁偶極子模型降維優(yōu)化的精確解析解和輕量化網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)識(shí)別方法，可在低成本嵌入式處理器部署；③針對(duì)AGV定位裝配的高精度和大區(qū)域難題，提出基于傳感機(jī)理特性約束與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)狀態(tài)估計(jì)的多模態(tài)融合環(huán)境感知方法。實(shí)現(xiàn)了替代二維碼和傳統(tǒng)磁導(dǎo)航的新型磁導(dǎo)航方法，從而解決行業(yè)痛點(diǎn)。

2、首創(chuàng)基于5G云網(wǎng)端協(xié)同和人機(jī)共融的AGV實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃與運(yùn)動(dòng)控制方法，突破受限于調(diào)度通信時(shí)延的AGV運(yùn)動(dòng)控制魯棒性瓶頸。①針對(duì)動(dòng)態(tài)密集環(huán)境下AGV路徑規(guī)劃效率全局最優(yōu)問題，提出基于環(huán)境感知的自適應(yīng)融合路徑規(guī)劃方法；②針對(duì)廠區(qū)動(dòng)態(tài)密集人機(jī)混行場(chǎng)景下動(dòng)態(tài)避障協(xié)同優(yōu)化難題，提出基于改進(jìn)社會(huì)力模型的多約束自適應(yīng)反饋運(yùn)動(dòng)控制算法。

3、研發(fā)基于認(rèn)知驅(qū)動(dòng)的云-邊-端自主協(xié)同調(diào)度與決策技術(shù)，克服多目標(biāo)耦合約束下調(diào)度效率低的難題。①針對(duì)動(dòng)態(tài)生產(chǎn)環(huán)境中多要素調(diào)度效率低問題，提出認(rèn)知驅(qū)動(dòng)型調(diào)度引擎與“人機(jī)物法環(huán)”可視化數(shù)據(jù)語義模型集成技術(shù)；③針對(duì)大規(guī)模分布式集群負(fù)載不均問題，提出高效集群數(shù)據(jù)調(diào)度優(yōu)化方法以提升物流協(xié)同調(diào)度的負(fù)載均衡度和資源利用率。

4、研發(fā)基于稀疏異質(zhì)特征優(yōu)選策略與混合智能驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性運(yùn)維技術(shù)，滿足跨工序異構(gòu)條件下物流裝備全流程集成管控需求。①針對(duì)物流裝備數(shù)據(jù)異構(gòu)性問題，提出跨層次預(yù)測(cè)性故障診斷方法；②針對(duì)運(yùn)維場(chǎng)景動(dòng)態(tài)性與模型泛化性難題，提出數(shù)據(jù)-機(jī)理聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的自適應(yīng)運(yùn)維方法。形成了集成于5G智慧工廠的物流裝備健康狀態(tài)評(píng)估及預(yù)測(cè)性運(yùn)維方法，有效解決被動(dòng)運(yùn)維隱患以提升物流運(yùn)轉(zhuǎn)效率和生產(chǎn)效率。

獲專利授權(quán)52件（發(fā)明專利26項(xiàng)、PCT 2件）、軟件著作權(quán)19項(xiàng)，發(fā)表SCI/EI論文18篇（ESI高被引1篇）。項(xiàng)目成果已在中國移動(dòng)、寧德時(shí)代、安踏體育等龍頭企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用推廣，累計(jì)產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益21億元，助力福建省創(chuàng)新發(fā)展動(dòng)力電池集群和現(xiàn)代體育產(chǎn)品集群這兩大世界級(jí)先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)集群。

五、主要完成單位及其貢獻(xiàn)：

1、中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所，第一完成單位。作為本項(xiàng)目牽頭單位和主要承擔(dān)單位，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所在多個(gè)創(chuàng)新平臺(tái)及產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目的支持下，聯(lián)合上下游企業(yè)，通過面向數(shù)智制造的全域智聯(lián)物流生態(tài)系統(tǒng)的研究及其應(yīng)用，在面向高效輕重載物流機(jī)器人的磁導(dǎo)航技術(shù)、基于跨模態(tài)數(shù)據(jù)融合的智能物流協(xié)同優(yōu)化技術(shù)、覆蓋生產(chǎn)全流程的5G+全域物流集成技術(shù)等方面取得了多項(xiàng)理論與關(guān)鍵技術(shù)突破，形成了數(shù)字化柔性制造產(chǎn)業(yè)協(xié)同的新范式，形成了一系列的創(chuàng)新成果，其理論方法與技術(shù)成果對(duì)福建省新能源及紡織鞋服產(chǎn)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了良好的解決方案，為智能物流和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展提供了有效的技術(shù)支撐，為本項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)1-4作出了主要貢獻(xiàn)。

2、中國移動(dòng)通信集團(tuán)福建有限公司，第二完成單位。中國移動(dòng)通信集團(tuán)福建有限公司作為本項(xiàng)目的關(guān)鍵參與方，面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)，利用其5G技術(shù)優(yōu)勢(shì)，研究工業(yè)場(chǎng)景的市場(chǎng)和需求，參與項(xiàng)目的總體設(shè)計(jì)和方案制定，對(duì)本項(xiàng)目主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)3、4作出了突出貢獻(xiàn)。同時(shí)積極聯(lián)合福建優(yōu)勢(shì)企業(yè)，進(jìn)行本項(xiàng)目技術(shù)的測(cè)試和驗(yàn)證，結(jié)合智能物流與5G+工業(yè)專網(wǎng)，開展對(duì)福海糧油、潯興、安踏等工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)過程的系統(tǒng)、設(shè)備搭建和部署，并將項(xiàng)目能力融入中國移動(dòng)工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)能力體系，推動(dòng)項(xiàng)目的規(guī)模變現(xiàn)。

3、福建中科蘭劍智能裝備科技有限公司，第三完成單位。福建中科蘭劍智能裝備科技有限公司基于項(xiàng)目中開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，專注于新能源智能物流系統(tǒng)的研制與生產(chǎn)。從2015年服務(wù)“寧德時(shí)代”至今，是國內(nèi)較早進(jìn)入鋰電行業(yè)的智能物流裝備服務(wù)商，其打造的鋰電池“廠倉一體”柔性工業(yè)物流解決方案行業(yè)領(lǐng)先。通過新能源智慧工廠應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)踐，福建中科蘭劍智能裝備科技有限公司不僅為本課題的創(chuàng)新點(diǎn)1、2、3提供了有力的技術(shù)支持和設(shè)備供應(yīng)，而且為整個(gè)新能源產(chǎn)業(yè)的智能化升級(jí)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型做出了顯著貢獻(xiàn)。

4、哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳），第四完成單位。哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）由哈工大與深圳市政府合作共建的本碩博培養(yǎng)體系齊全的高水平