能耗优化的神经网络轻量化方法研究进展

近年来，神经网络在语音识别、计算机视觉、自然语言处理等领域都取得了良好的进展.大量的神经网络被部署于诸如手机、摄像头等依赖电池或太阳能供电的小型设备.但神经网络参数量大计算复杂，需占用大量计算资源并消耗电能，从而限制了其在资源受限平台上的应用.学术界和工业界逐渐关注于神经网络的高能耗问题.神经网络轻量化方法可以有效地减少参数数量、降低参数精度或优化计算过程从而降低神经网络能耗.本文从能耗优化的角度梳理了神经网络能耗估算方法和神经网络轻量化方法的基本思路，综述了近年来该领域主要研究成果，并提出了能耗估算和能耗优化的神经网络轻量化方法存在的挑战及进一步研究的方向.其中神经网络能耗估算方法包括测量法、分析法和估算法.能耗优化的神经网络轻量化方法包括剪枝、量化、张量分解和知识蒸馏.对于进一步研究方向我们认为，首先需要建立可自适应网络类型的能耗模型；然后需要考虑平衡精度和能耗的轻量化方法.其次需要实现硬件平台可泛化的轻量化方法；最后开发搜索空间可约束的轻量化方法.     

资讯

太平洋精锻西南基地新动向2021年1月18日,江苏太平洋精锻科技股份有限公司与重庆市永川区政府签署项目投资协议,永川区政府为项目公司(重庆太平洋精工科技有限公司)提供约300亩建设工业用地,其中一期项目总投资约6亿元,项目占地约262亩,建设汽车用高端齿轮及轻量化等关键零部件生产基地。     

MD1200-YJ码垛机器人大臂的多目标轻量化设计

建立了MD-1200YJ型码垛机器人大臂的有限元模型,通过模态试验验证有限元模型的准确性;通过考虑动力学因素的静力学分析、约束模态分析、振动响应试验、频率响应分析,确定以质量最小、第一和二阶固有频率最大、最大位移最小、最大应力最小为优化目标,以结构参数为设计变量,以设计变量的边界条件为约束条件,利用Box-Behnken和RSM方法建立目标函数的近似模型,并利用NSGA-Ⅱ算法求得最优解。结果表明,前两阶固有频率提高,结构刚度和振动稳定性提高,降低振动对零部件疲劳损害影响以及最大应力和位移均在允许范围内的情况下,质量减轻了11.3%,验证了该轻量化设计方法的有效性。     

五自由度桌面级多功能机械臂设计

随着社会需求的发展,工业机械臂逐渐小型化和轻量化,应用领域也向工业应用以外的其他领域拓展。目前,桌面级机械臂在教育(STEAM、创客)、医疗(辅助化验、手术助手)、科研(激光雕刻、3D打印)等领域均存在潜在市场。五自由度桌面级多功能机械臂在一般四自由度桌面机械臂(肩部转动、大臂摆动、小臂摆动、腕部摆动)基础上,增加腕部转动自由度,实现执行末端的球坐标工作空间,实现多功能设计;采用连杆机构实现小臂摆动,将前三个自由度的驱动电机集中放置,优化机械臂重量分布,从而实现轻量化设计。     

新型有机玻璃在站台门的应用及有限元分析

介绍了新型有机玻璃的性能,通过对有机玻璃的相关性能进行分析,确认有机玻璃在站台门系统应用的可行性,为站台门节能减重的设计提供相关依据。     

基于OptiStruct拓扑优化的尿素罐支架设计

针对某轻卡汽车的尿素罐支架,本文在HyperMesh中建立了三种工况下的拓扑优化模型,并利用OptiStruct进行优化求解计算,得到了尿素罐支架的最佳材料分布路径。根据拓扑优化结果,在原模型的基础上进行了轻量化设计,并在相同工况下重新进行静力学分析。结果表明新设计的尿素罐支架在保证结构性能要求的前提下降重明显,对类似的钣金盒子结构的设计具有极大的指导作用。     

木工五轴联动加工中心一体式横梁轻量化设计

基于SolidWorks对一体式横梁进行静力学分析和模态分析,得到一体式横梁的应力、位移和振动频率及振型。采用对角筋板抗扭理论,将木工五轴联动加工中心一体式横梁的筋板设计成V型。依据轻量化设计原则,以横梁质量最小为求解目标,设置横梁应力、位移和频率为约束条件,V型筋板厚度为变量,进行优化设计,得到最优解。分析结果得出,应力减小了2.05%,位移减小了1.22%,一阶频率增加了6.83%,质量减小了3.02%,实现了横梁的轻量化设计。研究成果对木工五轴联动加工中心的优化设计和实际生产有一定的工程应用价值和参考意义。     

压力容器设备壁厚优化设计分析

压力容器设备在传统设计方法中采用增大设备壁厚来保证其安全性,造成设备庞大且浪费材料。针对上述问题,采用ANSYS计,为类似设备设计分析提供新的参考思路。     

T形连接模型的冲击特性研究

T形接头的连接端头主要有连续法兰和开口法兰两种形式。为了揭示法兰形式对T形接头冲击特性的影响,采用LSDYNA对不同法兰边的薄壁梁T形接头进行仿真计算,在正向和侧向两种冲击状态下,研究不同形式接头的变形形式、位移和能量随时间的变化,同时分析了接头的刚度和开口法兰轻量化后的冲击特性,分析结果表明:在正向冲击下,不同接头的位移与能量随时间的变化基本相同,正向冲击的速度对变形结果影响很小;但是在侧向冲击下,法兰边出现开口后接头的变形形式发生改变,由下部折弯转变为缺口处褶皱,接头的位移量增大,冲击性能降低。接头的刚度随着法兰边的减少而逐渐减小。在接头服役条件中主要承受正向冲击时,可以使用开口法兰替换连续法兰,并可以进行高强材料替换实现轻量化。     

自主可控图形平台及BIM MAKE建模软件施工阶段应用方法研究

基于数据安全考虑,对具有自主知识产权和可控数据平台的国内BIM建模软件(BIMMAKE)进行应用、分析和总结.通过在中国科学院脑认知功能图谱与类脑智能交叉研究平台项目上进行施工模型创建、钢筋节点深化、精确配模并指导施工和模型轻量化等应用,总结自主知识产权软件的应用步骤、应用方法.