
一、項(xiàng)目背景
在第 3 屆 AI4 材料國(guó)際論壇上,哈爾濱工業(yè)大學(xué)(深圳)劉興軍教授團(tuán)隊(duì)與中?。ㄉ钲冢┭芯吭河邢薰韭?lián)合開(kāi)發(fā)的稀土新材料機(jī)器人智能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室備受矚目。該項(xiàng)目旨在突破傳統(tǒng)稀土材料研發(fā)周期長(zhǎng)、人工依賴度高、數(shù)據(jù)一致性差的瓶頸,打造一套 “AI 驅(qū)動(dòng) +自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)" 的全流程閉環(huán)研發(fā)體系,實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)效率的革命性提升。
合肥科晶材料技術(shù)有限公司與沈陽(yáng)科晶自動(dòng)化設(shè)備有限公司作為核心技術(shù)支持單位,為項(xiàng)目提供的高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)從材料自動(dòng)化制備到數(shù)據(jù)閉環(huán)的全套硬件解決方案,助力稀土新材料研發(fā)邁入 “智能迭代 " 新時(shí)代。

二、項(xiàng)目目標(biāo)
1. 提升研發(fā)效率:實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)流程自動(dòng)化,支持 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,大幅提高實(shí)驗(yàn)吞吐量與執(zhí)行穩(wěn)定性。
2. 解放科研人力:將研究人員從重復(fù)、機(jī)械的實(shí)驗(yàn)操作中解放出來(lái),聚焦方案設(shè)計(jì)與機(jī)理分析等高價(jià)值工作。
3. 保障數(shù)據(jù)質(zhì)量:通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)人化的數(shù)據(jù)采集,消除人為記錄差異,提升實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的一致性與可靠性。
4. 構(gòu)建閉環(huán)迭代:打通 “ 設(shè)計(jì) — 實(shí)驗(yàn) — 優(yōu)化" 全流程,實(shí)現(xiàn) AI 驅(qū)動(dòng)的自主迭代,加速新材料從概念到驗(yàn)證的落地過(guò)程。
三、科晶解決方案與核心能力
合肥科晶與沈陽(yáng)科晶為項(xiàng)目提供了一套完整的自動(dòng)化制備與測(cè)試設(shè)備矩陣,覆蓋稀土材料研發(fā)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),構(gòu)建了全流程無(wú)人化的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ?/p>
實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié) | 科晶核心設(shè)備 | 功能價(jià)值 |
自動(dòng)化配料 | 高精度粉末分配系統(tǒng) | 實(shí)現(xiàn)多通道、精準(zhǔn)的原料配比,消除人工稱量誤差 |
球磨混料 | 振動(dòng)球磨系統(tǒng) | 標(biāo)準(zhǔn)化的混料工藝,保證批次間粉體均勻性 |
壓制成型 | 自動(dòng)壓片機(jī) | 無(wú)人化樣品成型,確保樣品尺寸與致密度的一致性 |
高溫?zé)Y(jié) | 1700℃氣氛可控?zé)Y(jié)爐、 2500℃快速熱處理爐 | 支持多種氣氛、高溫工藝的自動(dòng)化執(zhí)行,滿足稀土材料苛刻的燒結(jié)要求 |
性能表征 | 自動(dòng) XRD 分析系統(tǒng) | 實(shí)現(xiàn)樣品自動(dòng)上料、測(cè)試與數(shù)據(jù)解析,為 AI 模型提供結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù) |
系統(tǒng)集成 | 自動(dòng)化控制與輸送平臺(tái) | 各設(shè)備通過(guò)機(jī)器人與控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫銜接,構(gòu)成完整的自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)線 |

這套高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)涵蓋高精度配料、自動(dòng)壓片燒結(jié)、智能研磨拋光、原位表征及電化學(xué)性能測(cè)試等核心模塊;各設(shè)備均搭載統(tǒng)一通信協(xié)議與中央調(diào)度系統(tǒng),支持遠(yuǎn)程啟停、狀態(tài)監(jiān)控與異常預(yù)警;關(guān)鍵工藝參數(shù)可編程設(shè)定并實(shí)時(shí)反饋閉環(huán),確保批次間高度一致;同時(shí)開(kāi)放API接口,便于與AI 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)無(wú)縫對(duì)接,支撐數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的 自主決策與動(dòng)態(tài)優(yōu)化。
與劉興軍教授團(tuán)隊(duì)的 AI 控制中樞深度融合,將傳統(tǒng)的 “人工單點(diǎn)作業(yè) " 升級(jí)為 “持續(xù)自動(dòng)運(yùn)行的研發(fā)能力 ",實(shí)現(xiàn)了從原料到數(shù)據(jù)的全流程閉環(huán)。
四、項(xiàng)目成果與價(jià)值
1. 效率革命:24 小時(shí)不間斷研發(fā)
通過(guò)科晶高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了24 小時(shí)連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)吞吐量與執(zhí)行穩(wěn)定性得到質(zhì)的飛躍。研發(fā)周
期從傳統(tǒng)的 “月級(jí) " 壓縮至 “周級(jí) ",為稀土新材料的快速篩選提供了堅(jiān)實(shí)的硬件基礎(chǔ)。
2. 人力解放:聚焦核心科研
高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)承擔(dān)了 90% 以上的重復(fù)勞動(dòng),研究人員的工作重心從 “操作實(shí)驗(yàn) " 轉(zhuǎn)向 “設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ",大幅提升了科研團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新效率與成果產(chǎn)出率。
3. 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化:構(gòu)建高質(zhì)量材料數(shù)據(jù)庫(kù)
無(wú)人化、標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)驗(yàn)流程,消除了人為因素帶來(lái)的數(shù)據(jù)偏差,為 AI 模型訓(xùn)練提供了高一致性、高可靠性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),是材料信息學(xué)研究的基石。
4. 閉環(huán)迭代:實(shí)現(xiàn)材料研發(fā)的 “正向飛輪 "
高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)與 AI 系統(tǒng)的協(xié)同,打通了 “AI 設(shè)計(jì)配方 — 自動(dòng)化制備樣品 — 標(biāo)準(zhǔn)化性能測(cè)試 — 數(shù)據(jù)反饋優(yōu)化模型" 的完整閉環(huán),形成了自主迭代的正向循環(huán),真正實(shí)現(xiàn)了 “設(shè)計(jì) — 實(shí)驗(yàn) — 優(yōu)化" 的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。
五、客戶評(píng)價(jià)與行業(yè)影響

劉興軍教授團(tuán)隊(duì)在論壇上公開(kāi)表示,合肥科晶與沈陽(yáng)科晶提供的高通量自動(dòng)化材料制備系統(tǒng)是該機(jī)器人科學(xué)家系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐。其穩(wěn)定的性能、開(kāi)放的控制接口和高度的自動(dòng)化水平,為稀土新材料的智能研發(fā)提供了可靠保障。
該項(xiàng)目的成功實(shí)踐,不僅為稀土材料領(lǐng)域樹(shù)立了 “AI+ 自動(dòng)化 "研發(fā)的表率,也證明了國(guó)產(chǎn)科研設(shè)備在前沿交叉領(lǐng)域的硬實(shí)力。
合肥科晶以技術(shù)創(chuàng)新賦能科研效率升級(jí),助力更多材料科學(xué)研究告別重復(fù)勞動(dòng),進(jìn)入智能迭代新時(shí)代。
六、結(jié)語(yǔ)
深耕材料科學(xué)自動(dòng)化領(lǐng)域多年,合肥科晶始終致力于為科研人員提供高效、可靠的設(shè)備與解決方案。從實(shí)驗(yàn)室高通量自動(dòng)化系統(tǒng)到全流程無(wú)人化產(chǎn)線,我們以技術(shù)創(chuàng)新持續(xù)賦能科研效率升級(jí),助力每一次科學(xué)探索。

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