案例一

中车株机公司联合丁荣军院士团队

攻克高速列车降噪系列技术

轨道交通车辆在高速、重载、智能化跃升的进程中，列车的“心脏”——牵引传动系统的稳定运行至关重要。然而，机车牵引传动系统实际运转过程中，伴随产生的振动与噪声问题（轻则破坏乘客舒适度，重则危及行车安全），却因传统检测手段（依赖人工或固定阈值）难以捕捉早期微弱异常信号，成为列车智能运维的关键瓶颈。如何为高铁提供舒适安全的乘坐体验？成为摆在中车株机团队面前亟需加快攻克的技术难题之一。

中车株洲电力机车有限公司联合湖南大学丁荣军院士团队，以数据稀缺、小样本条件下牵引系统噪声控制为切入点，提出了“振动预测—异常识别—噪声控制”的总体技术路线。在振动预测板块，首创“数据驱动+物理感知”融合技术——通过智能算法建立振动与噪声的深层关联；在异常识别板块，结合贝叶斯优化与注意力机制精准预测牵引系统噪声；在噪声控制板块，创新构建了“主动-被动”双模融合降噪模型，利用分数阶微积分精准控制非线性噪声，优化高速列车整车声学品质。通过强强联合攻关，列车噪声指标得到显著优化，性能达到行业领先水平。在列车运维现场，主被动复合降噪系统提前预警了故障信号，实现了从“故障修”到“状态修”，告别零部件冗余与紧急任务压力，有效赋能列车全生命周期健康管理、声品质提升与系统安全运行。

该创新成果已应用于支撑出口匈牙利机车和奥地利双层动车组等项目的整车噪声控制，大幅提高我国轨道交通车辆的国际市场竞争力。

案例二

湖南三安半导体联合王俊专家团队

研制大功率电机模拟测试系统

第三代半导体碳化硅（SiC）MOSFET是新能源汽车电驱系统的“心脏”，其测试环节却面临巨大困境。国内车企和器件厂商严重依赖进口大功率电机模拟测试系统，采购周期长、维护成本高、售后不及时。如何打破国外垄断，研发一套高性能、低成本、适应性强的国产测试系统，成为摆在产业面前的一道亟待攻克的技术壁垒。

面对这道难题，湖南三安半导体有限责任公司联合湖南大学王俊专家团队担起研发国产大功率电机模拟测试系统的重任。项目团队开展三大核心技术攻关。一是打造“澎湃动力”。从机柜级设计开始，研制了输出功率超过250千瓦、输出电流高达600安培的大功率模拟对拖系统，为模拟真实工况提供强大“动力源”。二是实现“高速追踪”。攻克电流精确模拟与跟踪技术，电流模拟模型误差压至2%以内，等效开关频率提升至600kHz以上，电流跟踪误差低于1%。三是开发“智慧窗口”。构建了自主设计的智慧窗口，具备直观便捷的操作界面和高精度的电压、电流数据采集系统，为器件性能评估提供准确数据。

该创新成果涵盖硬件架构、控制算法和人机交互，支持SiC MOSFET器件的性能和可靠性测试，解决了新能源汽车电控系统中电机型号多样性和电驱运行工况复杂的问题，可减少测试系统进口成本40%以上。

案例三

中国航发湖南动力机械研究所联合谭理刚专家团队

攻克航空发动机燃烧室关键技术

航空发动机作为“工业皇冠上的明珠”，是一个国家工业基础、科技水平和综合国力的集中展现。长期以来，航空发动机燃烧室存在的污染物生成与性能冲突、复杂流动-燃烧耦合效应过强等问题，成为阻碍我国航空发动机发展的关键因素之一。

中国航发湖南动力机械研究所公司和湖南大学谭理刚专家团队合作，通过解决三大难题，突破了新型蒸发管和薄壁件增材制造方法，实现燃烧效率提升与排放污染物下降。一是看清污染是怎么产生的。用先进的计算模型找出蒸发管燃烧室燃烧与排放场景的“病根”；二是找准让发动机更“干净”的调节旋钮。排出的“黑烟”（UHC）不超过1100ppm，氮氧化物（NOx）不超过90ppm（这是国际民航组织严苛标准）；三是造出更耐热的“薄壁心脏”。用3D打印（增材制造）技术“精雕细琢”出来，给航空发动机装上更轻、更薄（只有0.5毫米厚，比指甲还薄）、像蜂窝煤一样多孔的结构（点阵、筋条）来散热或增强。

该创新成果有效减少了航空发动机的污染物排放，解决了燃烧过程中复杂的相互作用问题，同时缩短航空发动机整体研制周期，大幅降低研发成本，进一步推动了航空发动机技术发展。

案例四

奥谱天成联合朱红求专家团队

攻克高性能在线光谱检测技术

奥谱天成信息科技有限公司与中南大学朱红求专家团队合作，攻克了高性能在线光谱检测技术。该技术不仅解决了传统金属检测方法的误差问题和检测周期长的问题，而且比昂贵的进口超高速分辨率光谱仪更具普及性。

在研发过程中，创新团队突破了“精密光路设计与高效光栅集成技术”和“高精度多光栅配准技术”。前者通过优化光栅布局和角度，实现对物质光谱的高精度解析，支持微量污染物检测和复杂成分识别，能清晰分辨头发丝千分之一的细节。后者利用高精度机械结构，快速切换光栅，如同给相机更换镜头，可瞬间识别铜、铝、锌等20种金属成分，生成“成分身份证”。同时结合智能算法进行数据分析，实现操作自动化，大幅提升便携性和现场应用能力。

奥谱天成信息科技有限公司以该创新成果为基础，成功研制出拉曼光谱仪、光纤光谱仪、高光谱成像仪、地物光谱仪等多个新产品，制定了《便携式光谱法快速水质检测仪》《危险气体光谱视频测控预警系统技术规范》等多项国家（团体）标准。其中：手持式拉曼光谱仪ATR6500具有超轻、超薄、小尺寸等特点，在公共安全、食品安全、制药安全等领域得到广泛应用；显微高光谱成像仪ATH5010具有快速、准确、光谱分辨率高、空间分辨率高及通用性强等特点，可进行医学、病理学、制药以及生命科学等方面的研究。

案例五

华曙高科联合吴宏专家团队

研发激光增材制造航空用高品质钛合金

“太空金属”钛合金是制造高性能飞行器的核心材料，传统的制造方法在面对轻量化、异形复杂结构（如薄壁、点阵）等需求时，往往成本高、周期长、制造难。国产航空发动机、航天飞行器性能的提升，迫切呼唤具有完全自主知识产权的高品质钛合金增材制造装备与工艺。

面对这一国家重大需求，湖南华曙高科技股份有限公司联合中南大学吴宏专家团队，开启一场涉及材料、工艺、设备智能化的多维攻坚战。一是“精雕细琢”控工艺，攻克冶金难关。通过精准调控激光功率、扫描速度、路径规划等参数，有效避免气孔、未熔合等冶金缺陷，成功解决大型复杂构件易开裂、翘曲变形难题。二是“鬼斧神工”塑结构，实现极致轻量。实现厚度仅1mm的钛合金薄壁部件的可靠成形，实现点阵结构与蜂窝结构的一体化打印，建立了全流程工艺追踪与智能监控系统。三是“自主脊梁”铸装备，打破尺寸限制。自主研发了国产大尺寸激光粉末床熔融（LPBF）设备，成形宽度超过1.5米，成为行业首创。

该创新成果已在航空航天钛合金精细化制造中应用，实现了大型结构件的批量化生产，实现产品减重60%，综合性能提升20%，加工周期降低50%，生产成本降低30%，形成航天飞行器和航空发动机高性能舵翼和涡轮冷却试验台，解决了增材设备的“卡脖子”问题。

案例六

金阳烯碳联合陈小华专家团队

攻克石墨烯电镀新技术

传统电路板打孔镀铜工艺，依赖含有剧毒氰化物的化学溶液，如涂覆剧毒涂料般危险，不仅产生大量污染废水，而且生产成本高昂，质量稳定性差。

针对这个行业痛点，湖南金阳烯碳新材料股份有限公司与湖南大学陈小华专家团队紧密合作，提出了一项有效替代传统化学镀铜工艺的印刷电路板孔金属化新技术：将石墨烯颗粒加工成超细粉末（细于头发丝的1%），并调配成无毒无味的液体，称为“石墨烯导电墨水”（类似打印机墨水），通过喷涂技术，将“石墨烯导电墨水”均匀喷涂于电路板孔壁表面，形成导电层。

这一创新技术实际应用效益明显，不仅提升了产品性能，而且经济高效、绿色环保。在产品性能方面，经过行业权威机构检测，产品的加工工艺精度大幅提升，能在0.2mm的细孔内均匀镀膜（约两张纸的厚度）；在强度方面，产品通过了288℃高温反复灼烤10秒（共4次）的认证测试，不脱落、不起泡；在性能可靠性方面，导电膜通过了9级透光检测（行业标准为6级）；在环保方面，彻底消除了甲醛和重金属污染，车间空气质量达到公园级清新标准；在经济效益方面，生产成本降低超过50%；在耐用性方面，电路板寿命大幅延长，能够适应高温潮湿和强酸碱环境。

案例七

金箭新材料联合徐世伟专家团队

研发先进纳米复合材料

当前，新能源汽车材料对“高阻燃、强抗冲、轻量化”提出迫切需求，例如，材料本身要够“硬核”、配套的特种结构胶要能把材料的抗撞（韧）和防火（阻）性能一起再提升一个台阶。

针对这个难题，湖南金箭新材料科技有限公司联合湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室徐世伟专家团队，研发了新能源汽车用抗冲击高阻燃增韧纳米复合材料及结构胶阻-韧协同机制及高效成型工艺，成功开发出满足国际最严苛的UL94 V-0阻燃等级、国内冲击强度最高的轻量化复合材料。这套技术形成的产品极其耐撞、抗摔打，能有效保护电池包和车身关键部件。加入了纳米技术，让它像“有弹性的钢铁”，受到冲击时能吸收能量不易断裂。

该创新成果社会经济价值显著。一是提升安全。给新能源汽车（尤其是关键的电池包、车身结构）穿上了更轻、更耐撞、更防火的“铠甲”，直接提升车辆安全等级；二是轻量化。有助于延长电动车续航里程；三是打破垄断，自主掌握了核心配方和生产技术，解决了关键材料“卡脖子”问题。

案例八

凯迪工程联合多所高校

研制市政管道微型检测修复机器人

随着城市化进程的加速，城市建设规模不断扩展，地下基础设施逐渐成为城市发展的核心支撑。随着市政污水管道老化、堵塞、漏水等问题的增多，传统的人工检测和检修方式不仅工作量巨大，而且效率低下，成本高昂。尤其是600mm以下的管道，几乎无法探查（犹如胃镜难以插入毛细血管）。因此，如何及时、高效、精确地对这些管道进行检测、清理和修复，成为市政管理和城市规划中的一个重大难题。

湖南凯迪工程科技有限公司联合西北工业大学杨建华专家团队、哈尔滨工程大学莫宏伟专家团队组建创新联合体，研发基于智能感知技术的污水管道特种微型检测修复机器人，为城市地下管廊打造“智能清道夫”。该机器人具备三大核心功能。其一，它可作为“蚂蚁侦察兵”，设计成25mm级别的超微型机体，体积小于矿泉水瓶盖，未来将能够进入细如发丝的裂缝中（类似CT扫描血管斑块）。其二，它将扮演“壁虎攀爬足”的角色，未来将实现全姿态抗污行进系统（在油污中如履平地），并具备零转弯半径的灵活调头能力（犹如在螺蛳壳里做道场）。其三，它将担任“蜘蛛修补匠”的角色，若引入3D打印技术，管道修复精度可达0.1mm（堪比微创缝合），非开挖修补速度将提升10倍以上。

该创新成果将在老旧小区管网改造、化工园区暗管铺设、城市地下管廊“动脉”修复等场景中得到广泛应用。

案例九

镭目科技联合陈珍平专家团队

研发核反应堆关键设计软件

核反应堆作为一种能够产生巨大能量的装置，其运行安全至关重要，其整体设计涉及安全壳、反应堆压力容器、燃料包壳等多个关键的安全屏障。在以往设计过程中，混凝土墙和金属屏蔽层的厚度主要靠工程师的经验和大量试算，存在办法笨、效率低、成本高等痛点。

针对这个痛点，衡阳镭目科技有限责任公司与南华大学陈珍平专家团队合作，成功研发出核反应堆辐射屏蔽智能优化设计软件，为复杂核能系统披上了“智能防辐射斗篷”。创新团队提出“智能优化”软件是破局的关键钥匙，它相当于给设计师装上了“透视眼”和“超强算脑”：利用超级计算机仿真，能瞬间模拟几百万种辐射粒子穿透不同材料的路径，精准定位辐射“泄漏”的风险点。它还是个“精算师”：能在满足最严苛安全标准（辐射剂量降到接近自然环境水平）的前提下，智能调整屏蔽层结构（比如哪里用铅、哪里用混凝土、形状怎么设计），自动找到“用料最省、重量最轻、空间占用最小”的最优方案，显著降低建造成本和材料浪费。

该创新成果已在中核集团、中广核集团推广应用，服务于先进核能系统及型号的优化设计分析，推动了辐射屏蔽智能优化设计技术及其相关衍生技术推广使用，有效提升复杂核能系统设计性能和设计效率40%以上。

案例十

和畅新材联合王小锋专家团队

攻克硬质合金关键技术

长期以来，进口耐磨件等复杂零部件难以实现整体成型（类似于拼积木易散架），传统焊接强度不足，硬质合金颗粒的表面改性、整体化用浆料开发和整体化制备等关键技术亟待突破。

针对这些难点，湖南和畅新材料有限公司与中南大学王小锋专家团队合作，成功研制出具有极佳韧性和出色耐磨性的复合材料，实现了颗粒分布可控以及复杂形状零部件的制备，工件的耐磨性超过普通钢10倍（砂轮磨1小时相当于普通钢10分钟）。创新团队在技术上实现了三重突破。首先，采用“蜂巢浇筑术”，生产出20%孔隙率的浆料，使工件强度超过0.1MPa（承重能力相当于汽车压不垮泡沫）。其次，运用“钢水织甲术”，通过液态复合无缝隙技术（类似熔铸琉璃宝剑），使冲击韧性达到6J/cm²（堪比防弹玻璃的抗撞能力）。最后，开发出“耐磨金钟罩”，硬度高达55HRC（指甲无法划出痕迹）。

该创新成果属于典型的“新质生产力”，将极大提升我国关键耐磨零部件的制造水平，促进耐磨行业全产业链创新发展。