一、带头人及团队介绍
中心主任:符泰然,清华大学能源与动力工程系教授。团队成员包括清华大学热辐射与热/光测量团队核心成员、北京信息科技大学智能传感与控制装备研究所骨干,以及来自产业界和用户单位的专家、工程师等。
团队长期从事辐射传热与热测量、仿真设计及先进制造技术研究,围绕高端装备“材料工艺——数智传感——智能决策——精准执行”智能闭环链路,突破商用航天不锈钢贮箱低成本可重复使用制造工艺、自主内核数字孪生底座平台、高精度伺服驱动与精准执行等关键技术,形成面向航空航天等高端装备的数智化转型解决方案。研究成果在热防护与热管理系统测试方法、仿真模拟、实验技术等领域取得创新性成果,并在国家重点行业领域中推广应用。
团队承担国家重大科技专项、国家自然科学基金、国防领域课题等70余项,荣获国家技术发明二等奖1项、省部级一等奖7项、中国专利优秀奖1项等奖励。团队成员担任中国机械工程学会工业炉分会常务委员、全国仪表功能材料标准
二、研究内容
1.数字孪生与智能决策技术:包括全息时空可视化、升维感知、OT+IT数据融合、数据深加工与科学计算等。以自主内核的全自动化建模数字孪生底座平台为代表,提供“昨天可回溯、今天可感知、即时可分析、明天可预测”的智能化产品与服务。
2.高精度伺服驱动与精准执行技术:包括高功率密度电机与驱动技术、精密传感器集成、智能控制算法、高频变频器技术等。以自适应调节与实时反馈的高可靠高精度伺服系统解决方案为代表,面向高端装备制造领域的高价值应用。
3.材料工艺与先进制造技术:包括商用航天不锈钢贮箱结构制造工艺、低成本可重复使用火箭新材料研发等。以商用航天火箭高性能低成本贮箱结构系列产品研发与制造为代表。
三、科技成果及产品展示
1.团队围绕数智传感与先进制造技术取得的创新成果包括:
①提出了高端装备“材料工艺——数智传感——智能决策——精准执行”智能闭环技术体系,发展了物理世界与信息世界虚实映射与双向交互的理论与方法;
②突破了商用航天火箭低成本可重复使用不锈钢贮箱结构制造工艺与新材料技术,形成大运力快速复用液体火箭贮箱系列产品的研发与制造能力;
③构建了自主内核的全自动化数字孪生建模技术,实现了全息时空可视化、升维感知、OT+IT数据融合、数据深加工与科学计算,具备“昨天可回溯、今天可感知、即时可分析、明天可预测”的智能决策能力;
④研发了高精度伺服驱动自适应调节与实时反馈技术,攻克了高功率密度电机与驱动、精密传感器集成、智能控制算法、高频变频器等关键技术瓶颈。
2.产品展示
①数字孪生智能决策平台:基于全自动化建模的数字孪生底座平台,支持设备与生产过程的模拟仿真、评估优化、大数据分析预警及场景衍生推理,提供面向智能制造的全周期智能化产品与服务。
图.数字孪生建模底座与智能决策平台
②高精度伺服系统解决方案:包括高功率密度伺服驱动器、精密伺服电机及智能控制模块,具有高性能、低延迟、精确响应等特点,适用于航空航天等高端装备的高价值应用领域。

图. 关节模组

图. 车载一拖三伺服驱动系统
图. 机电作动系统
③商用航天不锈钢贮箱系列产品:面向中低轨卫星组网、星座补网和机动发射等场景的大运力低成本快速复用液体火箭不锈钢贮箱结构,实现可重复使用,显著降低发射成本。
图.不锈钢管式换热器
图.高温合金细管换热器
图.钛合金微通道换热器
四、应用场景及典型应用案例
面向航空航天等高端装备智能制造场景,采用先进材料工艺(如不锈钢贮箱)、数字孪生平台与高精度伺服驱动技术,实现物理世界与信息世界的虚实映射与智能闭环,解决“材料工艺—数智传感—智能决策—精准执行”技术瓶颈,为我国空天装备长寿命服役、高可靠运维提供关键支撑。