浙江省重点科技创新团队

PAGE18-浙江省重点科技创新团队建设方案团队名称：面向行业的嵌入式关键技术研究团队带头人：严义牵头单位：杭州电子科技大学通讯地址：下沙高教园区2号大街联系电话报日期：2010.8.10浙江省科学技术厅制2010年7月

填写说明及要求一、填写前请仔细阅读申报通知。二、填写内容应实事求是、内容翔实、文字精炼。三、本规划书电子文档请登陆浙江省科技厅门户网站（下载）。四、该材料评审结束后，不作退还处理。五、本规划书封面请用180克白卡纸印制，内芯请用70克复印纸印制，采用胶装于页面左侧装订。1、今后三至五年主攻方向面向行业的嵌入式关键技术研究创新团队的主攻方向为嵌入式平台设计开发技术、复杂并行事件的可重组超高速处理技术、嵌入式系统的优化设计技术及其在仪器仪表与传感器、汽车电子、数控系统和纺织机械等行业的应用研究；并在浙江省的高新技术产业以及传统优势产业的应用上取得突破。2006年，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》明确指出要加强高新技术的应用和传统产业的改造升级，提升传统产业的技术水平；推进制造业信息化，以装备制造为突破口，提升制造业自主设计、制造和集成能力。另外又强调要成为实现国家目标，通过核心技术突破和资源集成，在一定时限内完成的重大战略产品、关键共性技术和重大工程，是我国科技发展的重中之重。浙江省科技强省建设与“十一五”科学技术发展规划纲要确定了加快建设具有持续创新能力的创新型省份和科技综合实力位居全国前列的科技强省的目标，制定了“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技发展方针，力争到2010年末，我省科技进步贡献率达到50%以上，高新技术产业产值超过1万亿元，突破和掌握一批对我省经济社会发展具有明显带动作用的核心关键技术，培养和造就一批具有国内领先水平的科技创新团队，基本建成具有浙江特色的区域创新体系，科技综合实力、区域创新能力居全国前列。自2009年下半年开始，我国东南沿海城市都面临劳动力短缺问题，机械、纺织、家电等制造业的劳动力短缺尤为严重，因此提升这些产业生产设备的自动化水平，提高生产效率和产品质量，减少对劳动力的过度依赖，最终使劳动用工最小化，是上述产业未来几年发展的必然趋势。据预测，我国及我省的纺机设备、数控设备和成套专用自动化生产线将获得高速发展，年均增长速度将30%以上。汽车、摩托车、家电制造业需求高效、高可靠性、高自动化的数控机床和成套柔性生产线；纺织行业需要高速和高自动化的喷气织机和电脑横机；新能源电动汽车需要高精度和高可靠性的电池能量管理系统；大量的生产制造企业需要实时监控整个企业的半成品、成品生产过程，以确保产品库存最小化、而产品生产最大化。开展面向行业的嵌入式处理器核心技术的研究、开发以及生产，是我省解决高新技术产业、尤其传统支柱产业中面临的多项技术瓶颈的有效手段，是从根本上提升我省科技实力、实现高效建设科技强省的必然选择。我省在数控机床、纺机设备、小家电、工业生产线、动力电池、仪器仪表等制造行业已具有良好的产业基础和经济规模，有相当数量的产品其产业规模和技术水平处于国内前列。虽然我省在这些传统制造业中有较大的生产规模和市场份额，但不可否认我省在大多数传统制造业中都缺“大脑或心脏”，没有掌握其核心技术，只是一家纯粹的装配或加工企业而已。随着近年劳动力短缺和劳动力成本的不断提高，这些传统的劳动密集型企业将面临更大的压力，我省的区域经济和传统制造业的产业升级和技术升级已刻不容缓。因此，“十一五”期间，我省科学技术发展将围绕打造先进制造业基地、提升制造业技术水平和产业化层次、增强国际竞争力，加强高新技术产业、传统制造业和先进装备制造业三大重点领域的科技创新。我省传统制造业的发展思路为：大力推进信息技术、生物技术、纳米技术、工业设计技术在制造业中的应用；攻克并推广一批行业关键共性技术、大幅度提高产品质量、档次和附加值，大幅度降低能量消耗、资源消耗和环境污染。鼓励和支持行业龙头企业瞄准世界一流水平，实施技术赶超计划，全面提高传统制造业的技术水平和国际竞争力。为此我省十一五科技发展规划将制造业信息化和嵌入式技术在传统产业中的应用作为科技创新工程优先主题，予以重点支持发展。通过重点研究开发具有自主知识产权的嵌入式系统软件和应用软件开发平台，加快嵌入式技术在生产装备、汽车领域、机电设备、仪器仪表等领域的应用，提升和改造我省传统制造产业。按照规划，浙江省将重点发展数控机床、船舶制造、现代仪器仪表等重大技术装备，先进专用设备装备制造行业。而我省多个重点行业的发展将受其控制系统的性能制约，因此重点研究二次开发速度快、功能强、适应性好、可靠性高的嵌入式关键技术，将为我省传统制造业提供高性能的“大脑和心脏”，给予强有力的产业技术支撑。以面向行业的嵌入式关键技术研究为主攻方向的创新团队将基于现有扎实的研究和产业化基础，在三到五年时间内，实现关键技术的攻坚和创新，为我省传统制造业、高技术产业的发展提供以嵌入式技术为核心的控制系统方面的技术保障，为实现到2020年，科技进步贡献率达到65%以上，高新技术产业成为主导产业，掌握一批装备制造业和信息产业核心技术，若干重点产业和产品技术水平位居国内前列，使我省具有持续创新能力的创新型省份的目标作出重要的基础性贡献。2、主要研发项目规划针对当前我国传统制造业发展中存在的瓶颈问题，创新团队将开展面向行业应用的嵌入式关键技术研究。通过相关关键技术的研究，力图获得高可靠性的可定制专用可编程嵌入式控制系统。基于上述目标，拟开展的关键技术研究包括：嵌入式平台设计开发技术复杂并行事件的可重组超高速处理技术嵌入式系统的优化设计技术以上述关键技术为支撑，创新团队将开展仪器仪表与传感器、通用数控系统、纺织机械、汽车电子等典型应用领域中嵌入式行业应用平台的构建技术研究。以上研究方向的关系如图1所示。嵌入式平台设计开发技术主要研究嵌入式软件平台的图形化设计、编译、跨平台等技术；复杂并行事件的可重组超高速处理技术主要研究基于FPGA的嵌入式系统模块的生成技术、嵌入式系统的模块组成技术、编译技术等；嵌入式系统优化设计技术主要研究如何提高嵌入式系统的可靠性、抗EMI干扰能力以及工业现场总线的可靠性设计与冗余控制技术。图1面向行业应用的嵌入式关键技术体系结构图本创新团队将依托浙江省嵌入式系统重点实验室，充分发挥高等院校、科研院所与企业的优势，开展理论研究、成果转化与产业化工作，为浙江省国民经济健康、快速发展服务，促进我省社会的可持续发展。在嵌入式关键技术研究方面，拟开展的项目研发规划有：嵌入式平台设计开发技术主要研究图形化设计、编译、跨平台等技术。图形化设计指为用户提供一种基于图形的编程手段，方便用户进行嵌入式软件的设计。系统自动解析用户设计结果，同时能辨别正确和错误域，并将图形化程序编译成嵌入式系统的目标代码。在不同行业和不同应用中，采用了不同的SOC芯片，为了能适应不同的应用需要，必须解决跨平台的问题。为了提高自动生成的效率和可靠性，必须采用嵌入式构件技术，研究支持嵌入式系统和自动生成需要的嵌入式构件体系结构、非功能性约束和面向行业的构件定制。子项目设置：图形化编程语言与编程环境；图形代码解析和编译；支持多SOC的跨平台和定制技术；支持自动生成的嵌入式构件体系结构；嵌入式构件定制和优化。复杂并行事件的可重组超高速处理技术研究应用于复杂高实时性控制系统的基于FPGA的可重组技术。分析复杂高实时性控制系统中共有控制逻辑，建立可在FPGA中实现的基本控制逻辑模块库与函数库；研究控制系统的并行特性，分析其拓扑结构，探索由基本控制逻辑模块构成具体控制系统的逻辑组织方法，研究并发处理、流水线、分支预测技术在逻辑组织上的应用方法；研究控制系统图形化设计输入方法，研究用并行编译技术结合上述基本控制逻辑模块库、函数库及逻辑组织方法，自动生成完整控制系统的基于FPGA的控制逻辑VHDL表述的软件算法。研究基于FPGA的可验证、可测试的控制逻辑自动生成软件平台的实现。子项目设置：复杂高实时性控制系统的控制并行特征研究基于FPGA的基本控制逻辑模块库的建立与研究梯形图到VHDL的并行编译方法研究；并发粒度和速度、资源面积、功耗之间的相互关系研究；并行架构下定时器、计数器及功能模块抽象为时延模块的方法和正确性验证；基于FPGA的控制逻辑自动生成软件平台设计。嵌入式系统优化设计技术面向复杂工业现场环境，综合考虑成本、实施的复杂程度、可靠性等，研究嵌入式系统的软硬件优化划分技术；嵌入式系统中的大屏幕高分辨率显示技术；嵌入式控制系统可靠性设计与抗干扰技术，包括PCB布局与接地技术、电源抗干扰技术、EMI抑制技术、软件数字滤波抗干扰技术、系统异常掉电保护及恢复技术等；工业现场总线的可靠性优化设计与冗余技术，包括CAN总线、PROFIBUS总线、工业以太网等的可靠性设计与冗余控制技术。子课题设置：嵌入式控制系统可靠性设计技术嵌入式控制系统工业现场抗EMI干扰技术工业现场数据通信总线可靠性优化设计与通信冗余技术嵌入式系统软硬件优化划分技术嵌入式系统中的大屏幕高分辨率显示技术交流伺服驱动和控制技术在行业应用方面，拟开展的研发项目群包括：仪器仪表与传感器行业针对目前仪器仪表和传感器行业普遍采用编程方式实现，造成开发周期长、维护困难的现状，如电表在不同国家、行业有不同的计量方法，开发人员必须对每一类电表进行开发，重复工作量大。创新团队将以核心关键技术为基础，开展各类仪器仪表开发平台的研究与开发，研究开发支持各类仪表需要的基础构件库、算法库和设计环境，提高仪器仪表的开发效率和快速响应市场变化的能力。针对某些特殊行业对高精度、高速和高可靠性仪器仪表的需要，研究和开发采用可重组超高速处理技术和高可靠性设计技术的仪器仪表，满足国防、深海等特殊场合的应用需要。为了满足行业对就地控制的需要，重点研究传感器和控制器等的融合，实现一体化控制。子项目设置：仪表自动生成平台研究与开发；可编程一体化传感器技术研究；高可靠仪器仪表设计技术研究；并行高速仪器仪表的研究与开发。数控设备行业针对数控系统中存在的轨迹插补算法效率低、误差补偿效果不够理想等问题，展开基于复杂并行超高速处理技术数控系统的研制，结合网络、运动控制、高速总线数据通信等技术，实现高精高速多轴联动控制算法、超前预处理轨迹平滑算法、位置误差动态补偿技术、低成本嵌入式控制系统。整个开发过程基于可重组模式，模块间具有低耦合度，通过修改输入输出及过程参数，可快速为不同行业定制专用数控系统，大大提高开发效率。子课题设置：数控系统实时插补技术数控系统闭环动态综合误差补偿技术智能前瞻控制及超前预处理轨迹平滑技术；复杂曲面多轴加工轨迹生成技术及智能防碰撞技术；基于WEB浏览器的远程网络故障诊断技术；分布式单数控系统多设备协调控制技术纺织机械设备行业针对纺织机械控制系统高性价比要求及专机专用控制器定制化需要，基于嵌入式平台设计开发与可重组超高速处理技术，对具有可编程控制功能的专用控制器展开研制，实现新型的无磨损无驱动无触点电子选针系统、FPGA并行控制技术、纱线张力稳定系统、安全报警系统。这种重组开发模式，能够提高纺织机械产品开发效率，满足各种纺织机械的需求。子项目设置：纺织工艺参数的协调控制技术纺织机械工作状态测量、反馈以及故障自诊断技术基于FPGA的并行控制技术全自动电脑横机控制系统研制加弹倍捻机控制系统研制转杯纺控制系统研制汽车电子行业研究汽车动力电池组能量管理技术，包括电池组工作状态参数测量与传输技术、电池组剩余电量在线快速精确估计技术、电池组均衡技术等；汽车行车主动避撞技术，包括基于视觉的避撞技术、基于超声波雷达的避撞技术、基于红外的避撞技术，以及基于多传感器信息融合的行车全方位主动避撞系统；辅助泊车技术，包括全景视觉辅助泊车技术、基于视觉和超声波雷达的倒车避撞技术。子项目设置：基于嵌入式系统的电池组剩余电量在线估计系统研制动力电池组能量均衡技术电池能量管理系统研制基于多传感器信息融合的汽车行车全方位主动避撞系统嵌入式自动泊车系统研制⑥基于超声波雷达和图像识别的汽车行驶盲点预警技术3、人才培养计划培养创新型科技人才是建设创新型国家、创新型省份的战略举措，是获得核心竞争力和战略发展主动权的关键环节，其中关键中的关键是中青年团队成员的培养，通过持续稳定的技术创新活动，形成良好的技术创新人才培养氛围，在嵌入式领域培养出一批国内外一流的中青年技术创新人才，这些人才可以承担行业发展所需的研究开发、设计、工程应用等方面的技术工作，从而为行业的可持续发展提供坚实可靠的人才保障。本人才培养计划以中青年人才的培养为核心内容，努力使中青年人才脱颖而出。1）创新团队人才培养的总体思路（1）加快培养造就学科带头人通过团队建设，力争引进或培养中青年学科带头人2～3人。依托杭州电子科技大学计算机应用技术部级重点实验室、浙江省嵌入式系统重点实验室、浙江省重中之重建设学科杭电计算机应用技术和电路与系统、浙江省电子信息科技创新基地平台，加大学科带头人的引进和培养力度，推进创新团队建设。（2）大力培养创新型的高层次学术带头人培养高层次中青年学术带头人10～12人。根据创新团队对嵌入式领域的嵌入式平台设计开发技术、复杂并行事件的可重组超高速处理技术和嵌入式系统的优化设计技术这三个关键性、基础性技术展开的研究，破除科学研究中的论资排辈现象，注重发现和培养一批中青年高级专家，造就多名能在具体研究方向上独挡一面、具有较强创新能力的学术带头人。（3）推进重点产业高层次专业人才培养根据创新团队对仪器仪表、汽车电子、纺织机械和数控设备这四个重点行业展开应用研究，鼓励和引导高等院校和科研院所的团队人员创新创业、到企业兼职进行技术开发;鼓励并支持研究生、本科生参与或承担高校与企业合作的科研项目，引导高校毕业生到相关合作企业就业;同时结合本团队的研发方向，为企业开设嵌入式平台、FPGA、EMC、安规等技术的高级研讨班，同时积极为企业培养专业工程硕士和在职研究生，多方式、多渠道为企业培养高层次的专业人才。（4）构建有利于创新人才成长的考核评价体系、激励机制和文化环境建立符合人才培养规律的，科学、公正、有效、操作性强的的考核评价体系和选拔机制。关注创新型人才在工作本身所带来的乐趣、自我实现的成就感、个人价值与组织价值相结合、发展和成长的机会等方面的需要。提倡理性怀疑和批判，尊重个性，宽容失败，倡导学术自由和民主，鼓励敢于探索、勇于冒尖，大胆提出新的理论和学说。激发创新思维，活跃学术气氛，努力形成宽松和谐、健康向上的创新文化氛围。加强科研职业道德建设，遏制科学技术研究中的浮躁风气和学术不良风气。2）创新团队人才培养的计划体系“科技创新团队建设计划”主要包括三个层次的人才培养，努力将原有的“宝塔型”人才结构构建成创新型的“橄榄型”人才结构，并实现人才的自上而下兼容。第一层次：将原有的领头人从1人扩大到2～3人，使其具有较高的学术造诣和较强组织协调能力，成长为领军人物（学科带头人）。第二层次：培养一大批学术基础扎实、具有突出的创新能力和发展潜力的优秀中青年学术带头人（核心成员），从原有的3～4人发展到10～15人。第三层次：将团队其他人员培养成工程型应用人才。争取在2013年后，创新团队由国内知名专家领衔，团队由30人左右扩大到60～70人，学术结构合理，成为在国内外有影响力的嵌入式研究、开发及产业化人才培养基地。（1）学科带头人培养计划紧紧围绕杭州电子科技大学省重中之重计算机应用技术学科建设，并结合本团队承担的多项浙江省重大科技专项，培养在国际学术界有一定影响、具有创新性构想和战略性思维、能带领本学科跟踪国际科学前沿并赶超国际先进水平的学科带头人，开展原创性、重大理论与实践问题研究、关键领域技术攻关、产业化建设，力争取得重大标志性成果。树立国际领先理念培养团队学科带头人的国际化视野，瞄准有利于国民经济发展的重大战略性课题，了解国际上嵌入式相关的研究动态，与国际知名研究机构、企业开展合作，制定出国际领先的团队研究方向。建立培养人才为先的思想基于团队建设的第一要素是人才培养，培养学科带头人把握国际前沿科研的脉搏能力，制定出具有国际领先的人才培养方案；以培养人才为目标，将人才培养与科研的重大攻关结合，以年轻人员承担重大攻关能力的培养为团队建设的目标。培养学科带头人的组织协调能力创新团队的组建为学科带头人能力的提升提供了平台,特别是对学科带头人的组织协调能力起到很好的锻炼作用。组建创新团队可以让学科带头人能够更好的把握和拓展学科研究方向,促进团队与国内外学术界的交流沟通,增进学科内部的和谐。努力营造学术氛围,为学科带头人成长创造良好环境，良好的学术氛围有赖于团队内部是否具有取向一致的学科价值观、学科带头人与学科梯队成员的关系、学科组织内部是否有客观公正的科研评价体系等。搭建学科带头人的一流研究平台研究基地的主要任务是创造良好的科学研究条件和学术环境,吸引和聚集国内外拔尖人才和优秀人才,培育和造就学科领军人物和科研创新团队,根据国家科技发展的基本方针,围绕《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020）》和浙江省科技强省建设与“十一五”科学技术发展规划纲要的战略目标,针对嵌入式领域的重大科技问题,开展创新性研究,促进与信息技术和智能技术的融合,促进科技成果转移和产业化,培养高层次创新人才。（2）学术带头人培养计划对学术水平较高、创新能力突出和发展潜力较大的中青年学术带头人给予重点经费保障，鼓励其申报和承担国家级科研项目，支持其开展创新性研究工作，并为他们搭建良好的学科平台，努力从中培养出2～3名学科带头人。团队每年邀请若干国外知名专家、教授作为顾问，指导中青年学术带头人开展科研工作，努力将科研工作做到国际的前沿；鼓励中青年学术带头人到国外知名高校与企业进行交流访问、项目合作及参加国际学术会议，培养他们国际化的科研思维。培养学术带头人“从天到地”的科学研究惯性加强理论与实际相结合，既要有扎实的理论基础，又要有很强的科研实践能力，使科研做到很真、很强、很实。以产学研结合为契机,面向市场、面向经济建设和社会进步的主战场，提高学术带头人的科技创新能力。努力营造学术带头人培养的新思维学科建设需要更多的领军人物，培养领军型人物是团队建设的关键，努力营造多学科带头人的团队建设新思维，创造学术自由的氛围，鼓励中青年学术带头人脱颖而出。（3）工程型应用人才的培养计划以工程应用为目标，培养一批面向行业应用的嵌入式专业技术人才，加强产学研结合，带动研究生培养，鼓励高校教师与学生下企业、企业科研人员进高校的双向交流，从团队内部建设扩展到团队外部建设。产品开发为导向将产品研发作为年轻教师、学生、企业技术人员科研能力培养的主要方法，使其具备开发产品的技术、工艺、方法等工程能力，使其成为促进浙江省传统产业转型升级的基础力量。工程应用为背景以浙江省支柱性产业为目标，重点开展仪器仪表、纺织机械、机电设备、汽车电子等行业上的工程应用研究，努力培养一批具有行业背景的工程应用人才。扩大团队为目标以团队现有成员为基础，实现从宝塔型人才结构向橄榄型人才结构转换，吸收一批团队外的年轻科技人员，实现从橄榄型到宝塔型的二次转变。4、各合作方的协作规划面向行业应用的嵌入式关键技术创新团队由杭州电子科技大学、浙江省现代纺织工业研究院、中国船舶重工集团715研究所、浙江海康集团有限公司、浙江中控电气技术有限公司、浙江省电子产品检验所的专家教授组成，其中1所大学、3家科研院所、2家企业。各组成单位之间具有长期的技术合作经历，已经形成了良好的合作关系。杭州电子科技大学、浙江省现代纺织工业研究院、浙江中控电气技术有限公司、浙江省电子产品检验所之间的协作计划联合组建产学研基地和技术研究中心，利用产学研基地和技术研究中心的科技创新载体，进行纺织机械嵌入式控制技术及产品测试等方面的合作研究。杭州电子科技大学和浙江省现代纺织工业研究院共同负责核心技术的研发，浙江省现代纺织工业研究院、浙江中控电气有限公司负责产品开发，重点实现专用纺织机械设备的产业化。浙江省电子产品检验所负责电子产品的硬件测试和软件可靠性评测。拟合作研发的项目有：①纺织工艺参数的协调控制技术②纺织机械工作状态测量、反馈以及故障自诊断技术③基于FPGA的并行控制技术④全自动电脑横机控制系统研制⑤加弹倍捻机控制系统研制⑥转杯纺控制系统研制杭州电子科技大学、浙江中控电气技术有限公司、浙江省电子产品检验所之间的协作计划联合组建产学研基地和技术研究中心，利用产学研基地和技术研究中心的科技创新载体，进行数控系统中的实时插补技术、数控系统中闭环动态综合误差补偿方法、伺服控制技术等方面的共性和关键