2 jp 大連理工大学...•c919大型飛行機応用例 •国家技術発明二等賞...

イノベーション・ジャパン2017日中大学フェア

報告者：劉永剛副主任

参加団体：大連理工大学

遼寧重大設備製造協同イノベーションセンターと展示内容

日本﹡東京 2017年8月

主な内容 contents

01 センターの概要紹介

02 展示プロジェクト紹介

基本的情況

成果

軌道設備構造応力センサーとモニタリングシステム

エレクトロスプレーマイクロナノ3Dプリンタ製造技術と設備

遼寧重大設備製造協同イノベーションセンター

一、センター概要紹介

主力

機関

辽宁重大装备制造协同创新中心

• 2012年設立、遼寧省最初の省級協同イノベーションセンター

• 2014年国家級協同イノベーションセンターとなる。遼寧省で唯一

• 全国に2つある装備製造分野のセンターの1つ

• 大連理工大学「一流大学」の設置する「総合改革モデル区」

1.1センターの概要1.1センターの概要


高等教育の質を向上し、経済建設を後押しする

人材育成、科学研究、社会への奉仕、文化伝承イノベーションの

レベルアップ



瀋陽鼓風機（ブロワ）集団股フェン有限公司

北方重工集団有限公司

大連華鋭重工集団股フェン有限公司

瓦房店軸承（軸受）集団有限責任公司

太原重工股フェン有限公司

瀋陽飛機（航空機）工業（集団）有限公司

昌河飛機（航空機）工業（集団）有限責任公司

主力機関

協力大学

主要協力企業

大連理工大学

東北大学瀋陽工業大学

大連交通大学西安交通大学

1.2 協力機関1.2 協力機関遼寧重大設備製造

協同イノベーションセンター


センターは管理委員会の指導による主任責任制を実施し、傘下に共通

技術イノベーション拠点、専用技術イノベーション拠点、行政管理サービス

拠点を設置

1.3管理の枠組み1.3管理の枠組み

校長郭東明院士

副校長賈振元教授

管理委員会主任

センタ｜主任

センター主任

管理委員会

共通技術イノベーション拠点

専用技術イノベーション拠点

行政管理サービス拠点

重大設備設計・分析

高性能製造

設備機能化制御

設備機能化制御

北方重工研究院

大連重工研究院

瓦軸研究院

技術イノベーション弁公室

人材育成弁公室

知識資源弁公室

センター弁公室



• 国家重点ラボラトリ3ヵ所• 国家工程研究センター3ヵ所• 教育部重点ラボラトリ5ヵ所• 国家/教育部イノベーション

グループ3ヵ所

• 海外研究開発拠点3ヵ所

国家重点ラ

ボラトリ

工業設備構造分析、全断面掘削機、電力工学マ

ルチフェーズ

国家工学研

究センター

流体機械及び圧縮機、先進設備設計とCAEソフト

開発、国家大型軸受

教育部重点

ラボラトリ

精密・特殊加工、海洋エネルギー利用と省エネ、

三束（レーザー・イオンビーム・電子線）材料改質、

熱流科学と工学、精密/特殊加工及びマイクロ製

造技術

イノベーショ

ンチーム

「精密製造理論と技術基礎研究」国家イノベーショ

ングループ、「計算力学と工学科学計算」国家イノ

ベーショングループ、「精密、特殊加工とマイクロ

製造」教育部イノベーショングループ

海外研究拠

点

北方重工フランスNFM技術公司海外研究拠点、瓦

軸集団ドイツKRW公司海外研究拠点、大連重工ド

イツ海外研究センター・ポスドクステーション

センターは省級以上科

学研究拠点28ヵ所と協力し、

国内一流の設備製造分野

の研究開発基地を集めて

いる。その中には

1.4協力拠点1.4協力拠点遼寧重大設備製造

協同イノベーションセンター


大型業務を筆頭に、機械

工学、材料工学、動力工

学など重大設備製造分野

に優位性のある学科を集

めて重大設備製造学科

群を形成

これをベースに、エコ製造

とリサイクルなど新学科を

開拓し、学際的人材を育

成し、学科間の融合を促

進

大連理工大学

1.5学科群1.5学科群

工業力学

機械工学

動力工学

機械工学

機器科学

制御工学

工業熱処理

電気工学

協同センター伝達設備学科群

ハイレベルタービン圧縮ユニット

大直径硬岩系岩盤掘削設備

大型超荷重軸受

100万kW原子力発電ポンプ

大型海洋フロート式起重機



科学技術協同イノベーション、

人材育成、学科の協調的発

展を推進し、大学のイノベー

ション力向上を促進し、遼寧

省の大型設備のレベルを世

界のトップに押し上げ、国の

ニーズに応え、全国の大型

設備企業に波及させる。

センターは世界的に有名な

大型設備の研究開発、イノ

ベーション人材の集積・育成

基地を目指している。

2.1センターの目標2.1センターの目標

学科協同発展

• 国内外の協力交流

• 社会貢献

• 基礎的条件の保障

人材協同育成

• 学部人才育成

• 大学院人才育成

• ハイレベル人材群形成

科学研究協同イノベーショ

ン

• 大型協同業務

• 大学・企業研究院

• 科学技術拠点

• 科学技術インセンティブ

大学のイノベーション力向上促進


辽宁重大装备制造协同创新中心2.2航空宇宙2.2航空宇宙

• 超精密加工及び設備

• 複合材料加工及び設備

研究方向

• 長征5号打上ロケット

• C919大型飛行機

応用例

• 国家技術発明二等賞

• 教育部技術発明一等賞

• 遼寧省科技発明一等賞

主な受賞

長征5号発射現場での学科リーダー

ポジショニング－レーザーマイクロフライス加工装置


辽宁重大装备制造协同创新中心2.3大型工事施工、冶金・鉱山2.3大型工事施工、冶金・鉱山

• 超大型・インテリジェント採掘設備

• 原子力発電所リングクレーン設計

研究方向

• W75鉱山掘削機

• 華龍一号ACPR三代リングクレーン

応用例

• 中国機械工業科学技術賞一等賞

• 山西省科学技術賞一等賞

• 機械工業重大科学技術成果賞

主な受賞

「一帯一路」イノベーション製品が世界へ

三代原子力発電所リング型起重機


辽宁重大装备制造协同创新中心2.4石油化学、エネルギー2.4石油化学、エネルギー

• 超大型空気分離装置・設備開発

• 大型原子力発電所設備耐圧部品製造

研究方向

• 10万級空気分離大型圧縮機

• CAP1400原子力ポンプ

応用例

• 中国機械工業科学技術特等賞

• 中国機械工業科学技術一等賞

• 遼寧省科技発明二等賞

主な受賞

我が国初の10万級空気分割圧縮機ユニットテスト成功

原子力ポンプとコア部品の設計製造


辽宁重大装备制造协同创新中心2.5交通、運輸2.5交通、運輸

• 大直径掘削設備シリーズ

• 高性能軸受設計

研究方向

• 石炭坑道TBM掘進機

• 6mシールド機メイン軸受

応用例

• 中国機械工業科学技術二等賞

• 遼寧省科技進歩賞一等賞

• 遼寧省科技発明二等賞

主な受賞

国内初の石炭坑道TBM掘進機

国産空母制動索軸受開発成功


辽宁重大装备制造协同创新中心2.6共通技術、先端の模索2.6共通技術、先端の模索

• 設備製造の力学、測定制御技術

• 高性能材料製造、接続技術

研究方向

• 船舶、通信、高速鉄道

• バイオニック製造、付加製造

応用例



• 教育部技術発明一等賞

主な受賞

バイオニック機能表面製造

高速鉄道接触線用CuCrZr合金電磁連続鋳造



学科の人材育成では、「中国製造2025」重大設備製造業の人材ニーズに対し、「協同企業の参加協力、工学イノベーション力強化、人材の国際的視野の開拓」を特徴とし、イノベーション実践班、機械設計国際班、起重機を受け皿として、重大設備設計製造を基礎とした設備設計製造の協同人材育成体系を構築している。

2.7人才育成

機械設計製造及びオートメーションと測定制御技術及び機器がすべて国家工学教育専門認証を受ける

機械工学実験教育モデルセンターが国家実験教育モデルセンターの認可を受ける

「重大設備製造協同イノベーション大学院生協同育成実践基地」が全国の工学大学院生モデル育成基地として認可を受ける

中国機械業界優秀エンジニア教育連盟を提唱、初代副理事長担当機関に

2016協同イノベーション旅行

起重機械教育実験拠点



センターはハイレベルな国際学術交流プラットフォームを構築。国際組織に在職・雑誌編集委員担当者が23人、国際的な発言権や学術的名声が高まり、ハイレベルな世界の大学と人材育成協力モデルを確立し、留学生は39人、大学生・学部生70人を学位取得のために世界の一流大学に派遣。

2.8国際協力

第20回ICMT国際会議を主催

20ヵ国・地域と協力関係国際会議4回主催、主席担当は延べ10人、大会報告18回

学生の日本企業・大学訪問


二、展示プロジェクト紹介

主力

機関


1. 軌道設備構造応力センサーとモニタリングシステム

3.1展示プロジェクト3.1展示プロジェクト

重大工業設備の稼動中、センサーとモニターは安全で信頼できる稼動を保障する。重大設備は高温・強電磁・高摩耗・衝撃など複雑な環境で稼動し、正確で信頼できるセンサーとモニターにとって厳しいチャレンジである。

研究

背景

意義

課題挑戦

重大設備において、高速鉄道のレール、地下鉄路盤の稼動環境・地質環境は複雑で、範囲が広く、全天候型・長時間モニタリングが要求されるが、現在は応力状態のリアルタイムモニタリングが不足している。

列車遅延の50%～60%は応力状態に関連

レール垂直力と車速関係の統計結果

レール断裂と膨張


辽宁重大装备制造协同创新中心1.機動設備構造応力センサーとモニタリングシステム

1.機動設備構造応力センサーとモニタリングシステム

レール応力状態モニタリング無線センサーネットワークシステムの枠組み

レール応力無線センサー測定ユ

ニットをレールに取り付ける。

応力データはZigbee無線通信で

ゲートウェイに送られる。

ゲートウェイからさらに無線ネット

ワークを通ってデータを管理セン

ターに送られる。

特定のデータインタフェースから

中国鉄道科学研究院に送られモ

ニターと分析を行う。

分散式レール応力モニタリング技術及び無線センサーシステム

を提案し、加速度、レール温度・湿度などを含むレール動態・静

態応力をリアルタイムで測定する。



レール応力センサーノード無線ゲートウェイ

データ分割長距離伝送とデータ処理技術

多層構造集積化マイクロセンサーノードと悪条件抵抗型ゲートウェイを研究し、無線センサーネットワークの構築技術、データ分割輸送とデータ処理技術を開発した

無線センサーネットワーク構築技術





動態/静態応力、温度、湿度、加速度など多くのパラメータに対応する悪条件抵抗型センサーモニタリング機器を開発し、鉄道部製品品質監督通信信号検験ステーション、中国航空工業集団公司北京長城計量測試技術研究所など権威ある機関の試験に合格し、性能パラメータと干渉耐性力は高速鉄道のレールモニタリングの要求を満たしている。

応力モニタリングセンサー

多パラメータ集積モニタリングセンサー電磁、雨雪、振動への高抵抗力無線マイクロセンサー

技術の特徴レール温測定重複精度：±1℃以上固定レール温測定重複温度精度：±1℃以上レール応力測定重複精度：±2.5Mpa以上静/動態応力変化測定誤差：±0.1%以上

技術指標

高速鉄道上のセンサー検査レポート





鉄道部製品品質監督検験センター通信信号検験ステーション、中国航空工業

集団公司北京長城計量測試技術研究所、阿爾派電子（中国）有限公司大連

研究開発センター検査所など権威ある機関の試験に合格し、レール応力変化

測定重複精度は±10％以上、レール温度測定範囲は-40℃～+80℃、レール

測定重複精度は±1℃以上、レール固定温度測定重複精度は±1℃以上、

レール応力測定重複精度は±2.5Mpa以上である。動態センサーノードの動態

応力変化の測定範囲は±16000με、最大サンプリング周波数は10kHz。振

動加速度測定範囲±500g、最高作業周波数3000Hz。

自主設計ネットワークトポロジー構造と無線センサーノードを組み合わせた技

術により、多元・高同時発生の無線センサーネットワークをサポートし、中国鉄

道科学研究院国家鉄道実験センターで長期実証試験を行った。レール応力と

設備に対するオン/オフライン反応時間のずれは5分以内。通常の処理量であ

れば、サーバーアクセスのパケットロスは10％以下。

システムの技術性能指標




U1

スライド 22

U1 此处不建议列出具体参数，考虑用描述性语言、企业评价性话语等内容说明技术的先进性。或者考虑删去此页。张赫伦, 2017/07/10


京津都市間高速鉄道

現場での設備設置列車通過時の垂直加速度350Km/h CRH 高速列車

データモニタリングデータ分析

研究成果は京津都市間高速鉄道、中国鉄道科学研究院国家鉄道実験センター、大連地下鉄などに応用され、教育部科学技術成果鑑定を受けて「国内外で初めての技術で、世界の先端レベルにある」との評価を受けた。





中国鉄道科学研究院国家鉄道実験センター

無線センサーノード監測点分布モニタリングセンター

レール応力と固定レール温度監測点分布





2. エレクトロスプレーマイクロナノ3Dプリンタ製造技術と設備

3.1展示プロジェクト紹介3.1展示プロジェクト紹介

研究

背景

意義

課題挑戦

M/NEMS機器はすでに平面、単一構造から複雑、3D、フレキ

シブル構造へ発展し、製造技術はより簡単に、性能はより高く、

コストはより低く、開発/製造期間は短くなっている。

ナノ級の特徴、マイクロ級の構造、ミリ級の機器→複雑・高

解像度製造

ポリマー/金属、セラミック/金属、半導体/金属→多種異質

材料の複合製造


辽宁重大装备制造协同创新中心2.エレクトロスプレーマイクロナノ3Dプリンタ製造技術と設備

2.エレクトロスプレーマイクロナノ3Dプリンタ製造技術と設備

電解剪断「引張力」の下で液体流動がナノレベルの噴射やドリッ

プを起こすことにヒントを得て、電流体動力効果に基づくエレクト

ロスプレーマイクロナノプリンタを考案し、従来のインクジェットプ

リンタの解像度がノズルサイズに依存するという難題を解決した

電流体動力効果及びプリント原理エレクトロスプレー印刷シミュレーション

エレクトロスプレー印刷の長所

エレクトロスプレー印刷の測定と制御パルス印刷制御方法耐高温エレクトロスプレーノズル

高解析率液体サイズはナノ級

ノズルと液体へ低要求

液体とノズルサイズ比＜1/100粘性液体に適応

高制御性液体帯電

基板の強適用性非接触印刷



高分子ポリマー、圧電セラミック、金属、グラフェンなど高性能材料

インクを開発し、生物、電子、エネルギー分野の高性能機器に印刷

材料を提供

PVP溶液組織工学生物医療

PZTインクセンサー

アクチュエーター

Graphene電子機器センサー

PAN溶液センサー電子機器

Agインク電子機器センサー

高分子ポリマーナノ粒子フィルム状材料溶液





金属、セラミック、ポリマーなどの材料の印刷

Future size(nm)100 300 500 700 900

PZT

ZnO

PAN

Photoresist

Ag

PVP

GrapheneC

Carbon nanotubes

Si

SiO₂

ZrO2 Al₂O₃

HA

TiO₂

Au

Pt/C

Polymer inks

Metallic inks

Ceramic inks

Applications:

Electrical:-Solar Cell-Fuel cell-Flexible electronic

Sensors:-Ultrasonic transducer-Transformer-Gas sensors-Force sensor-Hierarchical scaffold

Structural:-Lightweight-Structural





ナノクラス解像度のエレクトロスプレープリンタ製造技術と設備を開

発し、PZT、銀、グラフェン、PVPなどの材料による高精度プリント成

形を実現し、太陽エネルギー電池、圧電セラミック、グラフェンセン

サーなど高性能機器に試験的に使われている

プリンタ解像度：35nmプリントサイズ：100mm適用材料：金属、セラミック、ポリマーなどのインク

圧電変圧器

生物的足場

マイクロフルイ

ディクスチップ

燃料電池

太陽エネルギー

電池圧

電超音波

センサー




担当者：劉永剛、王大志連絡先電話：+86 411 84708084email：[email protected]

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