海南元安港467万中标南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室数字孪生验证系统项目,AI驱动数字孪生系统,打造高精度科研硬件支撑体系
注：本文数据和内容来自权威信源，非AI生成
一、项目核心信息
-招采单位：南昌大学
-项目名称：食品科学与资源挖掘全国重点实验室数字孪生验证系统等设备采购
-中标单位：海南元安港进出口贸易有限公司
-中标金额：467.83万元
二、项目建设内容
本项目核心目标是为南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室提供高精度、智能化的实验设备支撑，采购内容涵盖三类关键设备，均围绕食品科学研究中的界面特性分析、感官评价及生物发酵过程模拟等核心需求展开，设备技术参数严格对标科研级应用标准，部分设备融入AI智能与数字孪生技术，实现实验过程的精准控制与数据深度挖掘。
（一）界面扩张流变测量仪（进口，预算29.6万元）
作为食品胶体特性研究的关键设备，该仪器需具备常规接触角测量与界面扩张流变性能测量一体化功能，无需更换组件即可完成多维度参数检测。核心技术要求包括：
1.振荡发生器支持谐函数模式与弛豫模式测量，可获取扩张模量、弹性模量、粘性模量等关键参数，动态界面张力测量范围覆盖0.01~2000mN/m，最大振幅体积不低于20μl，振荡频率范围0~20Hz，弛豫模式下支持5阶求导，最快振幅速度达55μl/s。
2.接触角测量采用座滴法与液桥法双模式，测量范围0~180°，精度±0.1°，分辨率±0.01°；表面张力测量整合悬滴法、座滴法及Lamella法，测量范围与界面张力一致，分辨率±0.01mN/m。
3.表面自由能分析提供Zisman、Fowkes、OWRK等9种分析方法，可输出表面能总量及极性、色散、氢键作用力等分量，配套RQ值准确性参考与润湿关系曲线显示功能；黏附功分析支持临界表面张力测量、液-固界面张力计算，可绘制黏附功等值线、接触角等值线及润湿包络线。
4.硬件配置方面，样品台采用X-Y-Z三轴机械齿轮导轨定位，定位范围不小于100mm×100mm×40mm，最大可测样品尺寸达220mm×∞×70mm；光源系统提供LED白光、蓝光、红光三种选择，相机支持360°旋转，光学曲率<0.05%，放大倍数≥4.5×，聚焦范围±3mm，最大拍摄速度4200帧/秒，分辨率2048×1088像素。
5.注射单元采用电动垂直直接注射设计，液滴体积注射精度0.01μl，支持物理按钮与软件双重控制，注射针与注射器为鲁尔锁式连接，注射器通过双卡槽式固定，确保气密性与稳定性；配套方型石英玻璃样品池、不同类型注射针头及注射器等附件。
6.软件系统具备自动分析、数据统计、粗糙度校正功能，支持Wenzel、Cassie-Baxter模型分析，内置不少于160种常用物质数据库并提供文献出处，可输出图片、视频、数据集及图表等多种格式文件，工作站配置不低于Win10系统、i5处理器、8G内存及1TB储存空间。
（二）电子舌（国产，预算60万元）
该设备聚焦食品风味物质快速检测与感官评价，采用惰性金属电极传感器阵列设计，核心技术要求如下：
1.传感器阵列由不少于8根独立电极组成，包含铂、金、钯、钛、钨、银、铟、钽等材质，传感器支持单根拆卸更换与数量增减，使用寿命为终身制，电极直径不小于1毫米，确保信号互不干扰。
2.数据采集与分析软件为中文界面，内置标准品数据库，支持人为赋值与标签添加，整合不少于21种算法分析功能，包括ANOVA、PCA、LDA、PLS-DA、BP神经网络、SVM等，可实现数据一键分析、模型建立与预测，算法结果图支持全屏查看，无需另存打开。
3.操作方式采用多样化设计，配备不小于7.0英寸触摸屏，主机与工作站分析过程中可实时同步滋味响应曲线与滋味指纹图谱，支持一键式数据处理与快速操作；软件内置电子舌操作视频教程、标准操作流程、算法简介、使用注意事项及相关产品介绍，可直接查看。
4.具备物性分析功能，方法设置界面同步显示实验类型、测试类型、目标模式、间隔时间、测试速度等参数，内置食品物性、流变、热力学等知识库，收录不少于30篇用户发表期刊论文与50篇物性分析实验报告，实验报告中的测试方法可直接读取使用。
5.配套智能感官仿真软件，还原电子舌、电子鼻等设备对样品的信号收集与分析过程；内置风味物质数据库，涵盖薄荷味、醋味、番茄味等多种感官特性数据，提供不少于50项风味物质的风味描述、实物参比及化学参比信息。
（三）数字孪生验证系统（国产，预算380万元，核心产品）
作为本项目核心设备，该系统以生物发酵高效控制为核心，融合AI智能、物联网与数字孪生技术，实现发酵过程的全流程模拟、监控与优化，核心技术要求包括：
1.硬件模拟模块采用上位机电脑控制四台反应器，每台反应器配置4个1500ml玻璃罐体与4个同规格一次性塑料罐体（支持交替使用），罐体可拓展至1000个，工作体积占比30%-70%；罐盖集成pH电极口、DO电极口、4通补料口、温度电极接口、取样口及备用口，配备2档六平叶拌桨、气体分布器与尾气冷凝器。
2.系统采用模块化设计，支持自由拆分与扩展，各模块可独立运行，设备尺寸不超过1.3m×0.7m×1.4m（长宽高），尾气处理配备无水冷凝器，无需外接冷却水；温度控制范围15~45℃，精度±0.2℃；搅拌采用机械搅拌模式，转速控制范围50-1200rpm，支持PID手动、自动及级联控制。
3.过程控制功能方面，DO显示控制范围0.0-150.0%，精度±1.0%，可通过搅拌转速、空气通气量、补料等参数进行正向或反向级联控制，支持并联、串联和交叉三种级联方式；pH控制范围2.00-14.00±0.01，酸/碱泵可与补料泵联动控制，维持反应器基质浓度平衡。
4.蠕动泵为变速设计，0~200rpm无级调速，流加速率范围0.0025ml/min-17.5ml/min，RSD≤2%，支持单点、两点和三点校正；补料泵模块独立供电，可根据不同流加工艺自由拆分组合，支持批次、流加、连续及灌流培养模式，关联DO、pH等参数实现指数补料、多项式补料、梯度补料等多种流加模式。
5.智能监控与数据管理功能完善，每台生物反应器内置摄像头，支持上位机控制软件实时查看；配备AI智能数字孪生系统，基于生物过程原理与数据模型，建立与硬件系统的双向数据通路，融合物联网、云计算与增强式人机交互界面；具备审计追踪功能，所有信息可自动生成带电子签名的PDF审计报告，支持文件完整性验证。
6.数据分析功能强大，同一批次不同参数及不同批次多种参数均可在同一坐标系内比较分析，数据以图片形式展示；支持用户自定义功能（UDF），可通过Python语言编程自定义工艺策略，实现复杂操作脚本部署；具备高级过程控制（APC）功能，可设置溶氧、pH、补料等所有参数相互关联操作；黄金批次功能支持保存任意批次过程节点信息并修改，可一键下载应用多批次参数平均值至新批次。
7.内置实验设计模块，支持pH、溶氧、温度等多种参数的多因素、CCD（中心组合实验）设计，自动生成实验方案并一键运行；配套免费网络版反应器规模放大缩小计算工具，支持手机与电脑登录操作，可根据搅拌转速、装液量等参数估算搅拌桨功率准数、混合时间、传质效率，实现250mL~3m³不同规模反应器的工艺参数转换与配方调整。
8.系统配置包含生物反应器1个、发酵罐4个、过程设备与数据管理信息软件1个、高精度伺服电机4个、100mL/250mL补料瓶4个、质量流量计4个、PH电极4个、溶氧电极4个、搅拌器及搅拌组件4组、耗材包1套，以及振荡培养箱、冻干机、PCR仪、移液器等配套设备。
（四）商务履约要求
1.供货期：合同签订之日起6个月内，需将全部货物及随附单证、技术资料送达南昌大学指定地点，经采购人验收合格后以收货证明日期为最终交货日期。
2.质保期：自验收合格之日起12个月，因货物质量原因维修或更换部分的质保期自完工验收合格之日起重新计算。
3.售后服务：初始运行阶段提供免费现场培训，涵盖操作技能、工作原理、日常维护、故障检修等内容；质保期内维修及技术服务全免费，包括运输、关税、材料、人工等费用；质保期后提供终身维修服务，费用不高于材料成本价和历次服务费标准；故障响应时间为2小时内，技术支持或现场维修需在24小时内（技术人员在外地可延长至48小时内）完成。
4.付款方式：预付款比例为合同金额的100%，中标人需与中国建设银行签订《监管易产品合作协议》并开设监管账户，由南昌大学、中标人及银行三方监管，到货后开具100%增值税专用发票，验收合格后中标人可自行使用账户资金；履约保证金为合同总价的5%，以支票、汇票、保函等非现金形式提交，合同履约完毕且验收合格后按约定退还。
三、关键洞察（Key Insights）
1.项目聚焦食品科学研究核心痛点，设备配置形成“特性分析-感官评价-过程模拟”完整科研链条。界面扩张流变测量仪解决食品胶体界面特性精准检测问题，电子舌实现风味物质快速评价，数字孪生验证系统则攻克生物发酵过程的模拟与优化难题，三类设备功能互补，覆盖食品研发、品质控制等关键环节，将显著提升南昌大学食品科学与资源挖掘全国重点实验室的科研硬件水平。
2.核心设备数字化、智能化特征突出，契合科研设备升级趋势。数字孪生验证系统整合AI算法、物联网、云计算等技术，实现发酵过程的实时监控、数据溯源与智能优化，其支持的Python编程自定义、多批次数据对比、规模放大缩小计算等功能，大幅提升实验效率与成果转化能力；电子舌的多算法集成与中文操作界面设计，降低了感官评价的技术门槛，满足实验室高效科研需求。
3.设备技术参数对标国际先进水平，兼顾进口精度与国产性价比。界面扩张流变测量仪作为唯一进口设备，核心性能指标如测量精度、参数覆盖范围等达到国际同类产品标准，确保科研数据的可靠性；电子舌与数字孪生验证系统采用国产配置，在满足科研要求的同时控制采购成本，其中数字孪生验证系统作为核心产品，预算占比达80.9%，凸显其在项目中的核心地位。
4.商务条款设计严谨，保障项目履约质量与效率。6个月的供货期要求适配实验室科研进度需求，100%预付款与三方监管账户的设置平衡了供需双方利益，确保资金安全与项目推进；质保期与售后服务条款明确，尤其是故障响应时间与终身维修承诺，为设备长期稳定运行提供保障，符合科研设备高可靠性、长生命周期的使用需求。
5.中标金额低于项目总预算（469.6万元），性价比优势显著。海南元安港进出口贸易有限公司以467.83万元中标，较预算节约1.77万元，在满足全部技术与商务要求的前提下实现成本优化，体现了招标采购的高效性与经济性，为高校科研设备采购提供了优质范例。
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