基于空间位形的在役索膜结构有限元模型修正与安全评估

索膜结构的内力分布与空间位形相互关联,受施工阶段的几何找形与服役阶段的结构损伤、性能退化等影响,在役索膜结构的实际位形与设计状态有所差异,结构的服役性态未知,工程上的安全评估难以操作且并无可靠方法借鉴。该文提出了一种基于空间位形指标的在役索膜结构有限元模型修正方法,以模型中拉索的初始预应力作为优化参数、以结构关键节点坐标的匹配作为模型修正目标函数,通过构建基于结构特征点空间位置信息的目标函数来反映有限元模型与实际结构的吻合度,设计ABAQUS与MATLAB联合仿真优化程序,利用全局搜索和局部优化实现模型修正。现场试验采用三维激光扫描获取在役索膜结构空间位形信息,基于实测数据对有限元模型进行修正。修正后模型与实际结构受力状况更为接近,与索力的实测结果对比表明,有限元模型的索力由修正前最大偏差10%~30%降低至10%以下,验证了方法的有效性与准确度。利用修正后的有限元模型实现了在役索膜结构的安全评估。     

基于层次任务分析法的水域救援设备设计研究

目的 现有水上救援设备无法进行多种方式救援,在功能和形式设计上存在不足,且现有的研究对于水域救援设备的评价体系并不完整。方法 为实现水上救援方式多元化,完善水域救援设备的设计评价体系,提出将层次任务分析法(HTA)、层次分析法(AHP)、熵权法和PUGH决策模型融合运用在城市水域救援设备设计中。采用HTA对水域救援任务流程进行层次分解和分析,识别任务需求指标,完善水域救援设备设计评价指标体系;应用AHP方法对任务需求指标进行主观权重分析,通过熵权法对指标进行客观权重分析,最终计算综合权重,确定设计方案;利用PUGH模型对设计方案与现有救援设备进行对比评估,评价设计方案的优劣。结果 基于HTA方法能够全面分析水域救援任务需求,联合应用AHP和熵权法,能够系统化综合计算指标的权重,更全面地考虑各指标的重要性,结合PUGH模型对比评估,能够有效比较设计方案的优劣。结论 为城市水域救援设备的设计提供了一种新的方法,具有较高的实用性和可行性。     

无线传感系统在石油井架承载能力计量中的应用研究

为了解决现有石油井架实际测试中安装繁琐、测试精度低等不足,提出基于Wifi的无线应力测试方法进行在役石油井架承载能力评价。根据力学和电学理论,对应变传感器的工作原理进行了分析,并讨论了测试系统所使用的网络系统,结构承载性能评价时以无线测试获得的实测应力和结构理论分析结果之间的残差构建优化修正函数,并以某油田使用的在役井架为例进行分析,结果表明应用此方法可以取得满意的结果,为有损伤在役石油井架的安全评定及状态监测提供了有效的方法和依据。     

国内装备制造企业项目管理导入模式研究

介绍了装备制造企业的一般特征和国内装备制造企业面临的挑战;阐述了现代项目管理的特征和国内装备制造企业推行项目管理的必要性和优越性;给出了国内装备制造业推行项目管理的有效推进模式,认为企业项目管理理念、企业项目管理知识体系、企业项目管理培训、企业组织的复合矩阵式再造、企业项目管理流程与工具方法以及企业知识管理与标准化是装备制造企业推行项目管理并获得成功的基础。     

基于随机卷积特征和集成超限学习机的快速SAR目标识别

深度卷积神经网络在目标检测与识别等方面表现出了优异性能,但将其用于SAR目标识别时,较少的训练样本和深度模型的优化设计是必须解决的两个问题。本文设计了一种结合二维随机卷积特征和集成超限学习机的SAR目标识别算法。首先,随机生成具有不同宽度的二维卷积核,对输入图像进行卷积与池化操作,提取随机卷积特征向量。其次,为提高分类器的泛化能力,并降低训练时间,基于集成学习思想对提取的卷积特征进行随机采样,然后采用超限学习机训练基分类器。最后,通过投票表决法对基分类器的分类结果进行集成。采用MSTAR数据集进行了SAR目标识别实验,实验结果表明,由于采用的超限学习机具有快速训练能力,训练时间降低了数十倍,在无需进行数据增强的情况下,分类精度与采用数据增强和多层卷积神经网络的深度学习算法相当。提出的算法具有实现简单、需要调整参数少等优点,采用集成学习思想提高了分类器的泛化能力。

     

模具电极加工生产线设备信息管理系统的设计与开发

针对模具电极加工生产线设备在加工过程中无法进行信息共享以及人工管理效率过低的问题,基于模具电极加工生产线的业务流程,对信息管理系统的功能性需求进行了分析。使用B/S架构模式对系统进行总体架构设计,提出并设计了用户登录模块、信息查询模块、信息编辑模块和设备监控模块4个系统功能模块。选择SQL Server作为系统数据库对其进行了逻辑设计;选取Java作为系统后端开发语言,对系统各功能模块进行开发,并利用HTML、CSS和JavaScript前端技术开发系统前端界面。最后,对设备信息管理系统进行运行测试,完成企业对设备信息管理的需求。该系统的使用,极大地提高了企业模具电极加工生产效率以及设备和原材料的利用率。     

基于I-deas的工装CAD系统中知识库系统的研究

论述了基于三维建模软件I-deas的工装CAD系统中工装知识库系统的结构、功能及其子库实现方法，分析了子库之间的相互关系。以开发的工装设计管理系统中工装知识库系统开发为例，描述了知识库系统与工装设计管理系统的集成。     

工程装备虚拟维修技术研究现状与展望

目的 针对工程装备设计的维修性难以验证,维修训练面临装备昂贵、不易重复拆卸、危险性高等问题,运用虚拟维修技术来评估装备的维修性和开展维修训练。方法 进行文献分析,理清虚拟维修的研究范畴和热点,从维修性设计、维修训练两个应用层面和虚拟人技术、虚拟样机及环境技术、维修过程与交互技术、维修性评估技术四个关键技术层面入手,对相关研究成果进行了整理和综述。结论 分析了目前研究存在的不足,提出了还可以进一步发展基于传感器技术的沉浸式交互方式,完善核心软件技术,研究多人协同维修与团体评估方法。     

基于CMR+FBS方法模型的家庭智能体交互设计

目的 FBS（即功能—行为—结构）认知计算设计模型对内容容器的设计缺乏对应的有效指导方法。本文提出针对内容功能关系需求的CMR认知计算设计模型,探讨家庭智能体交互设计的功能与内容设计的本体论框架。方法 除了在家庭智能体的功能设计中引入FBS模型,本文还提出了针对智能体及人机交互内容设计的CMR（即内容—心智及交互模型—需求与关系）设计模型。其中,内容包括用户自身产生内容（UGC）、专业生产内容（PGC）、职业生产内容（OGC）,以及本文提出的生态系统生成内容（EGC）。本文提出CMR+FBS方法模型,分析了功能任务与内容描述之间的转换关系,并将CMR+FBS模型应用于百度智能音箱项目的研究中,对其唤醒功能的设计进行了分析。结论 FBS模型与CMR模型的结合能够支持高度灵活的智能体产品设计和数据服务的交互设计,CMR模型是提供高满意度用户体验的关键因素。寻求功能任务需求与构建用户生成内容的人机交互（HRI）关系是智能产品交互设计的新方法。     

Assessment of creep life fraction for in-service high-temperature components

The grain boundary etching method for the assessment of material degradation has received much attention because it is simple, inexpensive and easy to apply to in-service high-temperature components. The effectiveness of the method is verified by successfully applying it to in-service components of aged fossil power plants such as superheater and reheater headers. A degradation parameter is employed using intersecting point ratio. The material degradation for in-service high-temperature components is estimated by a Larson–Miller parameter which is calculated from aging temperature and aging time. Creep tests are performed to characterize the correlation between intersecting point ratio and life fraction of service material. The possibility is confirmed to apply the grain boundary etching method to the creep life assessment of in-service high-temperature components.     

How can electronics industries become green manufacturers in Taiwan and Japan

The world’s leading countries have reached a consensus concerning the need for environmental protection, and many international environmental protection rules and regulations have been implemented. Of these, the EU-legislated Restriction of the use of certain Hazardous Substances in electrical and electronic equipment (RoHS), Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE), and Eco-design of Energy-using Products (EuP) compel the electronics industry to incorporate waste disposal considerations in product design and manufacturing in order to benefit the environment. This study accordingly employed the ISO 14000 environmental management family’s ISO 14031 environmental performance evaluation (EPE) standards as an assessment framework, and investigated the types of factors influencing environmental performance, and their level of importance, when the electronics industry implements lead-free manufacturing. The study conducted a questionnaire survey of industry experts, scholars, and government officers in Taiwan and Japan—which constitute two of the world’s leading electronics product manufacturing centers—employing the Delphi method to extract assessment indicators, and using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method to analyze indicators’ relative levels of importance. The results showed that the choice of lead-free substitute materials, soil heavy metal pollution, and compliance with environmental laws and regulations are the three important indicators of the environmental performance of lead-free manufacturing. As a consequence, when relevant industries adopt lead-free manufacturing in the future, they should first establish basic process technology, and also take their industries’ process characteristics and the suitability of substitute materials into consideration. In order to maintain compliance with laws and regulations, and to reduce pollution emissions, such industries should cooperate with government in connection with waste and wastewater treatment. In addition, apart from implementing environmental policies and testing standards, government can facilitate the realization of environmental protection policies and help conserve corporate resources by providing assistance, specialized training, and incentive measures to industry.     

产品设计过程中非模型信息管理方法与管理系统

为了实现产品设计过程中各类非模型交互信息的有效记录与管理,提出了一种面向设计人员的非模型信息管理方法。为准确、客观和全面地记录设计信息,采用多样化信息载体工具对设计信息进行可视化描述,实现模型信息和非模型信息的集成管理与共享。将该方法无缝集成到产品设计软件平台和信息记录与管理软件中,开发出一套产品设计非模型信息管理系统,实现产品设计与信息管理的一体化。实例研究结果表明,设计人员通过该管理系统可实时查阅、描述和管理产品设计过程中产生的各类非模型信息,并能实现信息的自动分类与保存。研究表明所提出的管理方法和管理系统能够实现产品设计过程中非模型信息的有效管理,提高了其使用价值和产品的设计质量。     

高分辨三维成像原位试验机研制进展及应用

先进材料及结构的损伤表征和在役性能评价是重大装备研发与服役中的关键科学问题。目前,依托同步辐射大科学装置的X射线三维成像技术在金属材料细观损伤力学行为研究方面具有独特优势,而兼容于同步辐射光源相应光束线站的各类原位加载装置对材料内部微结构损伤演化的动态高分辨表征具有重要意义。简要介绍了国内外依托世界各大高性能光源的原位加载试验机研制进展与应用成果,重点阐述了可实现单向拉压、循环加载及具备极寒、高温、真空等样品环境的基于同步辐射X射线成像的原位加载装置的设计原理及结构特点。最后,结合第三代高能X射线三维成像技术特点、先进光源线站建设、高通量试验要求等,对材料原位加载条件下的高时空分辨率动态成像进行了展望,指出开发集拉伸、压缩、低周疲劳、高周疲劳和超高周疲劳加载机构于一体的多功能原位试验机是一项重要的工作。     

基于形状文法的渔业机械设备造型设计

目的 更好地平衡渔业机械设备的审美性与功能性。方法 提出一种形状文法和产品形态设计中多约束相结合的设计流程。基于形状文法,通过将约束条件转化为量化指标的方式,以感性约束与物质性约束为导向确定文法规则,并结合参数化推演确定方案、优化设计。最后结合河蟹养殖池塘智能投饵船的造型设计实践进行可行性验证。结果 通过实践验证可得,投饵船的造型符合风格意象定位,且在功能使用方面易用、实用。结论 此设计流程可以在初期降低概念设计与最终成品的偏差,最大程度地减少重复设计,从而缩短开发周期、降低成本、提高市场竞争力,同时也可以为渔业机械设备有效进行造型设计提供指导。     

基于ARCS的ASD儿童绘本角色设计研究

目的 为提升ASD儿童情绪学习动机,探究不同角色形象在基本情绪学习中的激发作用,以绘本角色造型为切入点,为绘本角色设计和干预训练提供参考。提出一种基于ARCS动机模型的角色设计研究方法。方法 首先,结合ARCS动机维度,建立了一套适用于绘本角色研究的指标体系。在文献研究的基础上,筛选出7项代表性眼动指标和1项情绪匹配数据,并利用眼动仪收集这些指标的实验数据;其次,采用熵权法计算眼动实验客观指标的权重,并使用逼近理想解法(TOPSIS)确定三大角色样本类型的综合排序。结果 研究发现,与其他类型的角色相比,在ASD儿童中,器物角色的动机反馈效果更佳,并且这几类角色对ASD儿童的眼动指标都有不同程度的影响,因此每个角色的干预效果也不尽相同。结论 将ARCS动机理论模型引入绘本角色设计中,结合眼动实验解析动机策略与角色特征元素之间的关联性,能更有效地改善干预训练中缺乏学习动机的情况;建立评价体系有助于为后续相关设计提供研究思路。     

融合表面肌电和姿势信息的轮椅绩效评价方法

目的 为客观评价轮椅的使用效益,使用表面肌电设备测试轮椅使用过程中的肌电信号,并融合姿势信号IMU来构建人机评价模型。方法 分别对轮椅的折叠、刹车方式及行驶坡度进行试验来评估轮椅的使用绩效,通过对比用力肌群间的疲劳状况来判定较为舒适的轮椅折叠及刹车方式。实验要求被试者在执行轮椅任务时,分别使用两种折叠方式和三种刹车方式不同的轮椅进行实验,并在操作动作任务过程中采集sEMG和IMU信号,在实验任务结束后填写NASA-TLX量表。结果 根据模型的评价指标对实验数据进行了比较与分析,横向收折式折叠和凹口式刹车(手刹位于前方)的轮椅疲劳度低,在3~4°坡度范围下轮椅使用者的受力最小,较为舒适,从而验证了模型在轮椅人机评价上的可行性,为优化轮椅设计提供参考。结论 人机评价模型适用于评估产品绩效,同时提出的融合表面肌电和姿势信息的轮椅绩效评价方法具有较高的精度和准确性,能够有效地评估轮椅使用者的绩效水平。     

Dynamic selective information hiding based on search order coding with low bit rate

Abstract

A low bit rate information hiding scheme is important for efficient communication. According to our observation, in a search order coding based (SOC based) hiding method, the case distribution generated from different images and from different secret strings is different. Based on this characteristic, we designed a dynamic selective, SOC based, information hiding scheme to achieve a desirable compression effect. That is, depending on different case distributions, we used different coding modes to reduce the bit rate more effectively. The main concept of our design is to let the two cases that occur most frequently use one-bit indicators and to let the remaining two cases use four-bit indicators to indicate the following coding types. The experimental results showed that the proposed scheme has a lower bit rate than other SOC based information hiding schemes. As a result, the proposed information hiding scheme is more practical for real world applications.     

设备性能退化评估在巡检系统中的应用

摘　要：巡检是设备管理与故障诊断的重要手段,在巡检系统中开展设备性能退化评估,监测设备性能退化程度具有非常重要的意义。本文结合设备性能退化评估方法的研究,提出了一种将模型训练与评估诊断相分离的思路,具体阐述了系统的结构及软硬件实现,实现了系统设计,达到了便携式振动分析仪现场开展设备性能退化评估诊断并能够指导报警阈值设置目的。最后,通过轴承全寿命加速疲劳实验数据测试,验证了所提出的方法的有效性和系统的可行性。     

舰船设计方案技术风险评估指标体系研究

对于新研装备,技术风险的度量和管理十分重要.为了合理度量舰船装备研制中所隐藏的技术风险,分析了舰船装备设计方案及其特点,在此基础上,运用技术成熟度评价方法,构建了舰船研制方案技术风险评估的指标体系.该指标体系借鉴技术成熟度评价的思想,结合舰船武器装备设计方案的特点,使设计方案技术风险评估具有实用性和可操作性,有效地解决了设计方案所隐含的技术风险量化问题.该指标体系对其它装备的技术风险评估也具有一定的借鉴作用.     

水下高速活动目标辐射噪声模拟器的设计与实现

水下活动目标辐射噪声模拟技术被广泛应用于水下目标信号源生成、目标识别算法研究、声呐训练模拟设备和水声对抗设备研制等领域。为了给这类研究工作提供快速、便捷且有效的测试方法,文中利用水下高速运动目标的航行参数及其辐射噪声级,建立了一个数学模型用于计算目标通过一个相对固定测量点时接收到的辐射噪声级,据此设计并实现了水下高速活动目标辐射噪声模拟器。该模拟器采用人工方式设置工作参数,由嵌入式计算机在线加载,实时计算后产生航行辐射噪声模拟信号,最后通过水声信号发射机进行声输出。实验表明,该设计合理可行,满足使用要求。