辽宁省科技创新.docx

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辽宁省科技创新

2013年辽宁省科技创新

重大专项项目申报指南

一、指南说明

辽宁省科技创新重大专项是根据《中共辽宁省委辽宁省人民政府关于加快推进科技创新的若干意见》（2012年9月21日）的要求设置的，实施的重点领域为高端装备制造业。

重大专项旨在提升我省自主创新能力，加快推进经济结构调整和发展方式转变。

五年内，力争在高端装备制造领域取得重大突破，掌握一批核心关键技术，开发一批国内领先、国际先进、市场占有率高的重大高端装备产品，增强企业核心竞争力，促进产学研合作，提高核心部件配套，完善产业链，对我省经济社会发展起重大支撑和引领作用。

重大专项以企业为主体，鼓励企业与我省高校、科研院所和“两院十校”等与我省签订战略合作协议的单位加强产学研合作，开展多学科、跨单位联合攻关。

结合我省经济、社会发展需求，根据我省高端装备制造业发展实际，2013年重大专项凝练了7个专项，20个重点项目。

二、指南内容

专项1：

智能化数控机床

项目1、智能化高速车削中心及生产线成套设备

研究内容：

针对盘（轴）类零件生产线的特点，研究高速车削中心智能化关键技术；高速车削中心的精细化设计技术；盘（轴）类零件高效加工工艺技术与生产线集成优化技术；研制出合格的基于智能化高速车削中心的盘（轴）类零件生产线。

考核内容：

（1）开发出3台以上高速车削中心及相关设备组成的盘（轴）类零件生产线智能化成套装备。

（2）生产线具有刀具状态监测、故障预警与诊断、智能主轴组、工件在线检测、生产线监测技术等七项智能技术，其中高速车削中心的参数为：

主轴加工直径200-400mm，加工长度500-1500mm，主轴转速4000-6000rpm，快移速度大于等于50m/min；现场验收。

（3）生产线智能化、主轴组智能化、高速车削中心的高速进给系统机电耦合优化设计、高速车削中心结构轻量化设计等技术形成10项软件著作权、5个数据库和3项以上发明专利，并在考核产品中得到应用。

项目2、面向汽车行业的智能化加工中心及生产线成套设备

研究内容：

以汽车关键零件大批量加工要求为牵引，研究适应生产线要求的整机结构构型与方案设计；高速大扭矩直驱回转工作台设计；热误差分析与控制技术；动刚度分析与抑振技术；加工中心关键零部件低应力制造与装配工艺研究；高效物料输送系统研究与应用；生产线智能化集成控制与监测技术。

考核内容：

（1）卧式加工中心考核指标：

工作台宽度500mm及以下规格：

主轴最高转速≥15000rpm，快移速度≥75m/min，定位精度≤0.008mm，重复定位精度≤0.004mm，换刀时间≤4.2s，机床可靠性指标MTBF达到1500小时。

工作台宽度630mm及以上规格：

主轴最高转速≥10000rpm，快移速度≥60m/min，定位精度≤0.008mm，重复定位精度≤0.004mm，换刀时间（CtoC）≤5.6s，机床可靠性指标MTBF达到1500小时。

（2）汽车关键零件加工生产线考核指标：

生产线由3台或3台以上卧式加工中心新产品组成，关键工序CPK值达到1.67以上。

（3）生产线集成控制、混流（轮番）生产计划、装配工艺优化等技术形成2项软件著作权和5项以上发明专利，并在考核产品中得到应用。

项目3、智能化五轴系列立式车铣复合加工中心

研究内容：

五轴立式车铣复合加工中心设计技术；人造理石床身制造及导轨复印技术；机床动态特性分析及机床进给系统机电耦合优化控制技术；车铣复合电主轴研制；双功能AC车铣转台设计与制造技术；激光尺反馈技术研究与应用；三维切削仿真和三维防碰撞技术；热变形分析及综合误差补偿技术。

考核内容：

（1）采用人造理石材料床身，联动轴数≥5。

φ800mm规格的交换工作台承重≥1400kg，φ400mm规格的交换工作台承重≥200kg。

铣削主轴最高转速≥12000r/min，扭矩≥80Nm。

φ800mm规格的车削模式下直驱C轴最高转速≥500r/min，4800mm规格的车削模式下直驱C轴最高转速≥1000r/min。

快移速度（X/Y/Z轴）≥60m/min，加速度≥1g；定位精度X/Y/Z轴≤5μm，AC轴≤5角秒。

具有刀具在线测量与工件在线测量能力。

装备本省研发制造的数控系统，具有3维切削仿真和3维防碰撞功能，具有温度误差和空间误差补偿功能，采用激光尺作为位移反馈系统（分辨率1nm）。

机床MTBF达到1500小时。

（2）申报软件著作权2项，申报发明专利5项，并在考核产品中得到应用。

专项2：

智能型工业机器人

项目1：

智能型搬运与加工机器人

研究内容:

面向汽车及零部件、数控机床等典型行业，开展智能型搬运与加工机器人力控制、视觉伺服、三维测量与建模、最优路径规划、远程智能监控、多传感器融合、优化设计以及可靠性等一系列共性关键技术研究；完成搬运、打磨、抛光等6种智能型工业机器人系列产品开发；构建工业机器人研发、测试及验证创新平台，实现智能型工业机器人在汽车及零部件自动化生产线、数控加工自动化生产线等示范应用。

考核内容:

（1）研制4～6自由度且负载能力范围为6～500kg的6种智能型搬运与加工机器人，完成智能型工业机器人系列化批量化生产、示范性应用，产业化推广应用达到300台套。

（2）6种智能型搬运与加工机器人主要技术指标如下：

6轴6kg机器人：

负载能力6kg，重复精度±0.06mm；6轴50kg机器人：

负载能力50kg，重复精度±0.25mm；6轴210kg机器人：

负载能力210kg，重复精度±0.3mm；6轴500kg机器人：

负载能力500kg，重复精度±0.5mm；4轴160kg码垛机器人：

负载能力160kg，重复精度±0.5mm；4轴300kg码垛机器人：

负载能力300kg，重复精度±0.5mm。

完成智能型工业机器人的定型设计、产品的性能及可靠性测试。

（3）具有现场总线通讯和以太网通讯功能，采用视觉导引、力控制等先进技术，并形成6项专利技术或专有技术。

专项3：

重大能源装备

项目1、6-8MW大型海上风力发电机齿轮箱

研究内容：

针对6-8兆瓦大型风电机组齿轮箱产品特点，研究低速大扭矩风机齿轮箱的高可靠性与轻量化设计技术；研究大型零部件与高精度复杂曲面的高效加工、装配与试验检测等关键技术，掌握大型高精度行星齿轮箱整体制造技术，研制国际领先的6-8兆瓦大型风机齿轮箱产品，形成小批量生产能力。

考核内容：

（1）完成2台6-8MW大功率风电齿轮箱产品样机和相应功率的风电齿轮箱产品测试试验台,应用样机和试验台现场验收，并有实际用户定货应用。

（2）大功率风电齿轮箱技术参数为输入转速10-14rpm，输出1200-1400rpm，功率不小于6MW，效率97.5,平衡温升45度,均载系数1.3,在额定工况时声功率最大值小于110dB,最大振动小于6mm/s,润滑油清洁度均满足ISO4406标准要求。

试验台通过试验测试验证，其主要测量内容符合风电产品认证要求。

（3）大功率风电齿轮箱功率分流构型设计与结构轻量化设计等技术形成6项软件著作权和3项发明专利，大功率风电齿轮箱制造技术和试验与检测技术形成3项软件著作权和3个数据库，并在考核产品中得到应用。

项目2、7MW海上风电机组电控系统一体化关键技术研究及产业化

研究内容：

7MW海上风电机组复杂工况、非线性建模与动态特性分析；带载荷测量装置的独立变桨机构及减小风轮不对称载荷变桨控制技术研究；主动偏航驱动机构与柔性控制策略研究；考虑多种因素的海上风电机组全工况多目标智能控制策略研究；具备故障穿越功能的多电平四象限变流装置及其控制策略研究；集成独立变桨、柔性偏航控制、双冗余控制器、传动链健康检测与故障预警、机组远程诊断支持的分布式控制系统。

考核内容：

（1）开发出7MW风电机组主控系统、变流系统、变桨系统、偏航系统及远程监控系统。

（2）模块化分布式系统；电动式，独立变桨系统；四象限，功率因数-0.9-+0.9，具备LVRT功能的变流器；系统响应时间小于10ms；多核CPU，热备份，可配置IO的控制器；CAN数据接口；数据采集频率5KHz，时基误差小于1微妙，虚拟专用以太网实现实时远程监控。

（3）风电机组主控系统、变流系统、变桨系统、偏航系统及远程监控系统等技术形成5项软件著作权和发明专利，并在考核产品中得到应用。

项目3、5MW及以上大功率风力发电机组配套轴承

研究内容：

针对大功率风机轴承的长寿命、高承载能力和高刚度的要求，研究轴承寿命以及额定负荷计算方法；大载荷及交变载荷共同作用下风电主轴轴承刚度分析技术；轴承结构设计与优化技术；特大型一体式实体保持架设计与加工技术；大型圆锥滚子母线形状控制技术；轴承材料及其热处理技术；轴承试验装置及试验技术。

考核内容：

（1）开发出5MW及以上风机主轴轴承，5MW及以上风机偏航轴承，5MW及以上风机变桨轴承，用于风机主机厂相关机型。

（2）轴承设计寿命20年，5MW风机主轴轴承额定动载荷≥16000kN；5MW风机偏航轴承承受最大倾覆力矩≥17400kN·m、最大轴向力≥5800kN，启动摩擦力矩≤22kN·m；5MW风机变桨轴承承受最大倾覆力矩≥20300kN·m、最大轴向力≥1280kN，启动摩擦力矩≤18kN·m；现场验收。

（3）轴承结构设计与优化、特大型一体式实体保持架设计与加工、大型圆锥滚子母线形状控制、轴承材料及其热处理、轴承试验装置及试验等技术形成3项软件著作权、2项以上发明专利，并在考核产品中得到应用。

项目4、风电并网用兆瓦级全钒液流储能电池

研究内容：

利用自制膜组装出30kW以上大功率标准液流储能电池堆、整合的标准储能模块/单元，研究兆瓦级储能电池/电站系统的结构设计、集成与制造技术；兆瓦级液流储能电池系统控制、管理、远程监控和安全保护技术的软硬件开发；基于液流电池储能系统的发电、储能、电能转换与用电等多体系的系统耦合及综合能量管理控制技术。

考核指标：

（1）建立兆瓦级全钒或其它新型液流储能电池在风电场中的应用示范装置,形成液流电池用离子传导隔膜、钒电解质溶液、电极双极板的连续化生产线。

（2）液流储能电池在60-120mA/cm2电流密度下测试，达到库仑效率≥96%，能量效率≥80%，循环寿命≥10000次；离子传导膜产能15,000m2/年；电解液使用温度：

-5-50℃，能量密度>25Wh/L，产能300MWh/年；双极板幅宽≥60cm，电阻率≤0.15Ωcm，厚度≤1mm，弯曲强度≥40MPa，腐蚀电流密度<1uA/cm2，产能30,000m2/年。

（3）围绕液流储能电池用离子传导隔膜工业化、高功率密度电堆生产、集装箱式液流电池组合化系统生产等技术形成3个工艺包、10项发明专利,并在产品中应用。

项目5、10万等级空气装置用压缩机组

研究内容：

大毂比高效离心压缩段及高效离心增压机设计；共轴轴流段与离心段总成设计优化及变工况性能预报；复杂流动环境下大尺度叶轮、导叶可靠性与失效分析；考虑连接效应的多轴转子系统弯扭振动分析与稳定性评定；地震灾害对大型机组结构完整性、可运行性和密闭性影响分析；多场耦合作用下大型机组噪声预测与控制；超高转速窄流道闭式叶轮的形、性调控；有腐蚀性气液固多相流耦合作用下的流道表面强化；大功率、大尺度、高马赫数模型级试验台。

考核内容：

（1）完成1台10万等级空分装置用全新高效、高可靠性、轴流-离心式压缩机组产品制造；完成大功率、大尺度、高马赫数模型级试测试验台制造。

（2）压缩机技术指标为:

输入转速3400r/min，轴功率43500kW，进口流量526000Nm3/h，流量范围75%-105%，进口温度28.4℃，进口压力0.881Bar（A），出口压力5.78Bar（A），整机多变效率88%-90%，最大振动小于25μm；试验台主要测量指标包括：

功率：

2000kW,调速方式：

变频,叶轮直径：

400-450mm,试验转速：

7000-14000rpm,试验介质：

CO2。

（3）形成17项以上技术标准（企业标准15项、行业标准2项）、2项以上发明专利，产品性能达到到国内领先、国际先进水平，填补国内空白。

项目6、特高压1000kV发电机升压变压器

研究内容：

1000kV变压器绝缘设计；变压器多场耦合仿真；变压器结构与强度设计；变压器关键制造技术；特高压1000kV发电机升压变压器的评价。

考核内容：

（1）研制特高压1000kV发电机升压变压器1台及其变压器的线圈、铁芯、油箱、出线装置等核心部件。

（2）关键指标：

①电气参数：

高压1100kV、低压29.7kV，额定容量400MVA，短路电流水平高压侧50kA；变压器型式：

单相、油浸式、无励磁调压发电机升压变压器；局部放电量：

100pC；阻抗电压：

高-低18%，偏差±7.5%；效率：

99.8％；②绝缘水平：

高压SI/LI/AC=1800/2250/1100kV、中性点LI/AC=185/85kV、低压LI/AC=200/85kV；③温升限值：

绕组平均温升、构件温升、油箱表面65K，绕组热点温升78K；④冷却方式：

ODAF；⑤噪声水平：

≤80dB。

（3）形成2项以上技术标准（企业、行业、国家标准）、3项以上专利。

项目7、1100kV特高压电气设备大型模具

研究内容：

研究基于计算机辅助设计、分析技术的特高压电气设备大型组合模具的设计技术；研究适合特高压电气设备产品特点及技术要求的大型复杂模具型腔的高速高效加工技术；研究特高压电气设备大型模具材料分析及模具表面处理技术；研究适合特高压电器核心部件成形工艺特点的模具内温度、压力等成形参数的在线监测及控制技术。

考核内容：

（1）开发完成以大型铝合金壳体模具为代表的1100KV特高压电气设备大型金属材料零件成型模具；开发完成以大型复合绝缘子模具为代表的1100KV特高压电气设备大型非金属材料零件成型模具。

（2）大型非金属材料零件成型模具的使用寿命不小于2万件；大型金属材料零件成型模具的使用寿命不小于1万件；大型模具制品的尺寸误差控制在1mm以下；成型制品的合格率达97%以上。

（3）模具设计、模具表面处理、模具成型参数检测及控制等核心技术形成不少于5项国家专利，并在考核产品中得到应用。

专项4：

轨道交通装备

项目1、160km/h交流传动快速客运电力机车

研究内容：

三轴准高速转向架设计及制造技术；轻量化车体设计及制造技术；电力牵引及制动系统设计理论和方法；大功率牵引变压器设计及制造；独立通风冷却技术；整车系统集成等。

考核内容：

（1）研制出满足中国铁路对160km/h快速客运电力机车要求的交流传动电力机车产品。

（2）机车起动牵引力大于420KN；机车持续牵引力大于324KN；最大再生制动力（车钩处）大于210KN；牵引工况恒功率范围80～160km/h；再生制动恒功率范围85.5～160km/h；功率因数>98%；100次以下总谐波电流<6A；初速度为160km/h时单机制动距离<1600m；研制的转向架静强度和疲劳强度符合UIC615-4标准要求；牵引装置可承受转向架质量乘50m/s2的纵向载荷；车体采用整体承载的框架式焊接结构，车体承载能力满足UIC566标准要求；车体可承受2000KN纵向压缩载荷，并可承受1500KN纵向拉伸载荷；接触网电压在22.5kV～29kv范围变化时机车牵引功率大于7200KW；最高运营速度160km/h；通过铁路部门30万公里运用考核。

（3）获批发明专利3项。

项目2、大功率高速柴油机开发

研究内容：

高强化大功率高速柴油机的设计和制造技术；超高喷射压力的电控高压共轨燃油供给技术；高扰动燃油喷射器技术；超高压比的涡轮增压系统技术；大比例废气再循环技术；柴油机微粒排放后处理技术。

考核内容：

（1）开发出2台满足EUIIIB排放法规要求的16V大功率高速柴油机。

（2）主要考核技术参数为：

CO排放≤3.5g/kWh；HC排放≤0.4g/kWh；NOx排放≤7.4g/kWh；PM排放≤0.2g/kWh；平均有效压力达2.5MPa；最高燃烧压力达25MPa；燃油消耗率低于195g/kWh；机油消耗率低于0.2g/kWh。

（3）申请1个以上国际专利,8个以上国家专利。

项目3、大轴重铁路货车滚动轴承

研究内容：

重载紧凑型轴承结构数字化设计技术；低扭矩密封与润滑技术；滚动体低摩擦高稳定运行姿态保持技术；高可靠性轴承制造与装配工艺技术及规范；非均匀壁厚轴承套圈可控硬度梯度热处理技术；轴承环境实验装置研发与实验技术。

考核内容：

（1）开发出30吨轴重铁路货车轴承5000台套及以上，并装车运行。

（2）轴承制造精度P5级；台架试验速度110km/h，重载货车运行100km/h以上；运行环境：

-40-+40℃，运行温升低于50℃；轴承免维护期≥60万公里；使用寿命≥120万公里。

（3）重载紧凑型轴承结构数字化设计、低扭矩密封与润滑、非均匀壁厚轴承套圈可控硬度梯度热处理等技术形成1项软件著作权、2个数据库和3项以上发明专利并在考核产品中得到应用。

项目4、地铁行车控制系统

研究内容：

针对地铁安全、可靠、实用、经济、高效的要求，研究移动闭塞的安全控制理论和技术；列车定位技术；列车自动驾驶技术；列车自动运行管理及运行调整技术；CBTC系统的实验室半实物仿真测试技术；点式通信级列车控制理论和技术；无线传输的应用技术；安全信息通信处理技术；无线网络的可靠传输、自愈的理论和技术。

考核内容：

（1）开发出地铁行车控制系统2套，包括无线通讯型移动闭塞列车自动控制系统：

列车自动监控子系统；列车自动防护子系统；计算机联锁子系统；列车自动运行子系统；数据通信子系统。

开发出CBTC系统的半实物仿真模拟平台1套。

（2）系统应具备列车超速防护、紧急制动功能；系统应能实现驾驶模式（RM、SM、AM）的转换；ATO子系统应具备列车自动运行、定点停车功能。

控制接口：

CAN2.0；输入电压：

车载DC110V或DC24V，轨旁DC48V；内部控制电压：

DC24；CBTC无线通信传输速率：

不低于1Mbps；数据传输丢包率：

在非切换时，丢包率小于1%。

（3）形成1项软件著作权、2项以上专利，并在考核产品中得到应用。

专项5：

海洋工程装备

项目1、3000米以上大型深水钻井船

研究内容：

针对3000米深水钻井船设计和建造过程的关键问题，主要研究钻井船作业环境技术条件，满足挪威大陆架作业要求的特殊规范规则及相应船型和总体方案；进行总体性能分析技术研究；针对钻井船工况和载荷、水动力载荷、特殊舯剖面设计、结构总强度、特殊区域结构设计、强度和疲劳分析等结构设计与分析技术进行研究；研究满足极寒海域的防冻入级符号要求，绿色环保节能技术以及钻井系统设计配置等关键设备系统配置；进行船舶关键建造技术研究。

考核内容：

（1）开发国际上首艘满足挪威大陆架作业要求，能够在包括恶劣挪威北海海域以及极寒低温情况下进行作业的紧凑型3000米深水钻井船。

（2）具备顶部钻井、堵井和弃井、小井眼钻探、修井和试井，以及海底建设、水下ROV操作等多种功能。

技术性能指标为作业水深3000米、钻井深度10000米、动力定位DP-3、航速约14.5节，适用于全球海域作业，满足挪威北海地域法规（NORSOK）要求，拥有防低温设施，能够在巴伦支海等低温海域作业，满足最高规格的环保要求，达到DNV船级社CleanDesign的标准。

（3）完成能够在全球范围内作业的3000米深水钻井船的基本设计方案和建造技术方案，并通过船级社认证并在实船上进行实施应用，掌握深水钻井船的关键设计和建造技术并实现工程化应用，打破国际垄断、填补国内空白；研究成果具有自主的知识产权，形成3项专利、钻井船设计作业指导书。

项目2、350英尺自升式钻井平台

研究内容：

平台型式和主尺度设计技术研究；平台总体布置方案优化研究；平台作业和自存工况下总体性能研究；钻井系统研究；平台主体结构设计和优化；升降及锁紧系统研究；核心设备配置及系统设计技术研究；平台重量控制研究；关键建造技术研究。

考核内容：

（1）完成350英尺作业水深、具备9000m钻井能力的自升式平台的基本设计,通过船级社审查，满足产品建造条件。

（2）自升式平台的主要技术参数应满足：

平台气隙不小于11米；悬臂梁最大外伸不小于21.34米（井心距尾封板）；钻台最大横移（单向）不小于4.57米（距中）；钻台、悬臂梁最大载荷不小于1,140吨；作业工况最大可变载荷不小于4,080吨；风暴自存工况最大可变载荷不小于2,900吨。

（3）申请4项以上的国家专利，并在目标平台设计中得到应用。

专项6：

工程机械

项目1、全断面大直径敞开式硬岩掘进机

研究内容：

抗磨抗冲击刀盘刀具地质适应性设计;支撑-推进系统防扭调向及高刚度大阻尼设计技术;强冲击大振动下多电机同步驱动控制技术;瞬时大功率液压系统设计;分体式刀盘整体精度控制技术；小空间大坡口断面焊接成形技术；高精度长距离重载移动副加工及装配精度控制技术。

考核内容：

（1）开发出2台直径8米以上敞开式硬岩掘进机及刀盘、可调式支撑护盾等核心部件。

（2）主机参数为：

支撑推进系统的换步时间≤5min；总机装机功率为3000KW；总机额定扭为9500KN.m（0-3r/min）三类围岩平均月进尺达到600m；水平及竖向纠偏误差≤40mm；整机使用寿命≥20km。

现场验收。

（3）刀盘系统的地质适应性设计、支撑-推进系统高刚度设计等技术形成3项软件著作权、3个数据库和4项以上发明专利，并在考核产品中得到应用。

项目2、自动化刨煤机成套装备

研究内容：

研究刨煤机成套装备系统的自动化检测、控制技术；研究刨煤机设备系统的环境动力学、系统参数的优化；研究刨煤机驱动系统动态控制理论与技术、变频一体电机拖动控制关键技术；研究刨煤机刨头、转向装置、驱动装置、液压支架、刮板输送机可靠性设计与制造技术、控制系统的可靠性。

考核内容：

（1）开发1套具备实时工况监测技术、自动化控制技术和变频一体控制技术等先进技术的成套设备。

（2）具有高强度、高可靠性，刮板输送机，整体铸焊结构过煤量达到1000万吨；薄煤层液压支架高度：

850～1800mm；刨煤机开采煤层厚度：

0.8～2.0m;刨头速度0～3m/s程序可调；开采煤质单向抗压强度≤25MPa：

刨刀损耗量：

2把刨刀/刨削1000t煤；煤层倾角≤25°；煤层走向倾角≤±6°；最大生产能力1000t/h，刨煤机装机功率2×400kW；刨头传动装置空载功率小于额定总功率的28%；标准长度240m,产量100～150万吨/年。

（3）在刨煤机系统自动监控、可靠性、动态设计技术方面形成2项软件著作权、4项发明专利。

专项7：

航空装备

项目1、C919大型客机复合材料后机身

研究内容：

针对C919大型客机后机身结构特点，研究客机后机身复合材料大曲率、双曲度、异形结构共固化壁板制造技术；大型复合材料构件数字化铣切和自动制孔技术及加工支撑夹紧方法；后机身装配组件预装方案、交点孔协调方案及交点定位器安装方法，研制出合格的C919大型客机后机身。

考核内容：

（1）开发出C919大型客机后机身样机，形成小批生产能力。

（2）研制的后机身复合材料壁板装配区孔隙率小于1.5%，分层缺陷的面积≤30mm2，相邻缺陷区域边缘最小距离≥180mm。

复合材料构件数控铣切误差<0.2mm，自动制孔定位误差±0.3mm，孔径误差<0.03mm，孔边分层不超过1mm且占5%以下；装配结构件对接平面的平面度：

0.25mm，孔位置度：

Φ0.1mm；同轴度：

Φ0.15mm。

（3）相关技术形成1个制造工艺数据库、3项发明专利。