基于数字孪生的高端装备智能运维研究现状与展望

大数据、工业物联网、人工智能等使能技术的发展促进了数字孪生与高端装备运维的深度融合,使得传统的“定期修”“故障修”运维模式向“预防修”“状态修”智能运维模式的升级,成为高端装备智能运维领域的研究热点。数字孪生充分利用机理模型、实时传感数据、历史数据以及专家知识等信息,集成多学科、多变量、多层次、多尺度、多粒度、多概率的建模仿真过程,准确表征数据特征并进行高效精准的计算分析,实现虚实空间的高精度、高可靠、高可信的映射及演化,为实际物理系统的状态评估、故障预警与运维决策提供支持。对数字孪生技术在高端装备智能运维领域的发展现状、关键技术及工程应用等进行了梳理,并对未来的挑战与难点进行了总结展望。     

基于无线射频识别传感标签的形状记忆合金增强复合结构低速冲击响应监测

对埋入形状记忆合金(Shape memory alloy,SMA)丝的增强复合材料结构,提出一种利用传感标签技术实现结构健康无线分布监测的新方法,以解决传统有线监测方法存在的布线难、系统扩展和移动性能差等问题。采用基于高精度时间数字转换技术的专用电容测量芯片PS021测量复合结构中的SMA丝间的微小电容信号,可以很好抑制寄生电容的影响提高电容的测量精度;分布的传感标签获取PS021的电容测量信号,并与时间、位置编码信息打包后无线传输给读写器,传感标签之间无须通信,能耗要求低;组网采用三层读写器网络拓扑结构,通信协议简单、实时处理能力强。低速冲击响应监测试验表明,系统能实现对埋入结构中NiTi超弹性自传感元件的监测,根据冲击试验获取的多通道电容测量数据可分析判断损伤的位置和程度。     

工程损伤理论：内涵、挑战与展望

在航空航天、石油化工与能源动力等诸多领域，关键机械装备的长寿命高可靠运行需求与其严苛服役环境之间的矛盾日益凸显。一方面，基于单一损伤或失效模式的寿命设计方法无法涵盖多损伤交互模式和多尺度的损伤特性；另一方面，经典连续损伤理论无法很好地满足工程设计的需求。为了提高损伤理论的工程适用性和泛用性，工程损伤理论立足于机械装备的本质安全保障，在揭示材料性能退化和载荷变化等基础上，建立累积损伤-损伤阈值干涉准则以实现精准的寿命设计；评估机械装备服役过程中的损伤状态和剩余寿命，以支撑机械装备服役阶段的运维决策与管理。介绍工程损伤理论的科学内涵、梳理过去的发展历程并展望了未来的关键挑战。对应工程损伤理论的三个核心原则，重点回顾力学性能退化的损伤测试技术、考虑多机制交互的损伤评定方法以及面向工程对象的应用载体等方面的研究进展。在大数据的时代背景下，进一步研判了工程损伤理论在寿命管理发展方向上的机遇与挑战，以期实现数据驱动和物理损伤的深度融合，突破关键工程机械装备“损伤理论-信息科学-寿命设计-健康管理”的技术闭环瓶颈难题。     

基于力响应发光材料的结构损伤可视化检测技术研究进展

服役中的装备往往承受着严苛环境和复杂载荷作用，因此损伤的早期发现和结构完整性评估对保障装备安全至关重要。力响应发光材料可以将外力转化为光学响应，具备非接触、采集传输简单和可视化等优点。近些年，基于力响应发光材料的传感涂层将构件的变形和损伤演化转化为直观可视的发光或颜色改变，根据发光变色响应开展构件的损伤评估，成为研发可视化的损伤检测及评估技术的新思路。概述典型力响应发光材料的光学响应规律和响应机制，梳理基于力响应发光材料的检测方法在工程构件的应力应变、裂纹演化、内部损伤以及冲击振动检测领域的应用进展，最后总结和展望了基于力响应发光材料的损伤可视化检测技术面临的挑战和发展趋势。     

基于决策融合分析的圆锥滚子轴承损伤检测

为提高圆锥滚子轴承的疲劳损伤探测以及完好状况评估的效果,基于轴承失效进展试验中的振动和润滑油残渣数据,开发了一种集成化的检测圆锥滚子轴承疲劳损伤的诊断工具,在模拟发动机载荷条件下,通过传感设备检测轴承失效状况。结果表明:与之前单一的圆锥滚子轴承状况监测系统相比,该集成化的监测系统可多角度识别轴承损伤,且随着数据的积累其可靠性逐步提高,从而明显提高疲劳损伤探测与完好状况评估的效果。     

碳达峰碳中和背景下低碳制造研究现状与技术路径研究

通过对国内外低碳制造发展分析，系统探讨低碳制造内涵、低碳制造理论体系，从碳排放核算与碳足迹评估、产品低碳设计与开发、低碳制造工艺与装备、数据驱动的碳排放动态监测、制造系统低碳优化运行、制造过程碳效率优化与精益管控以及低碳制造模式等几个方面分析了国内外低碳制造技术创新现状，进而针对我国碳达峰碳中和需求，提出基于工业互联网、大数据等新一代信息技术的“碳核算、碳诊断、碳减排”低碳制造技术路径，建立了工业双碳大数据平台。     

浙江移动基于5G重点文物牌坊监测技术方案

随着科学技术的发展,综合现代测试与传感技术、网络通信技术、信号处理和分析技术、数学理论和结构分析理论等多个学科领域的文物建筑结构健康监测系统,可极大地延拓的监测内容,并可连续地、实时地、在线地对结构"健康"状态进行监测和评估,对文物牌坊的运营安全和提高文物的管理水平具有极大的指导意义。浙江移动基于5G技术旨在为重点文物建立一个先进实用的健康与安全状况监测系统。     

基于SPC与小波变换的光纤光栅型损伤识别

为了研究光纤光栅传感技术在振动型损伤识别技术中的优势,建立了基于非平衡M-Z干涉仪和PGC相位解调技术的光纤光栅结构损伤识别系统;构建了基于小波包节点能量相对变化率之和的结构损伤识别指标;介绍了统计过程控制原理,推导了均值-极差控制图进行结构连续损伤识别的过程;测试了结构处于健康状态和6种损伤状态下的振动信号并分析了损伤识别.试验结果表明,构建的损伤识别系统能判断损伤的存在,并且能对损伤的位置和损伤程度进行有效识别.     

基于三层B/S模式的飞机结构损伤信息管理系统设计与实现

当飞机结构出现损伤或服役一定时间后,就要根据维修手册规定的维修信息制定维修计划和开展维修工作。而飞机结构修理信息的管理涉及庞大的数据,文中提出一种飞机结构损伤信息管理系统,该系统包括损伤信息管理、报废管理等功能。系统调试结果表明,通过该系统的开发,不仅具有减少维修人员工作量、降低维修工作成本、实现维修部门间信息共享的优点,还可以根据损伤的数据对飞机的可靠性、安全性进行评估,保障飞行安全,为飞机结构的损伤信息提供了智能化管理系统。     

基于易损性分析的特种设备结构体系研究

为了解决设备结构健康监测中传感元件大量布设所带来的经费成本增加、海量数据处理复杂、维护保养不便等问题。根据易损性分析在特种设备结构健康监测中的作用,提出对结构模型融合采用重要性系数和冗余度、失效模式和路径、应变能和流动势等计算分析方法,研究设备结构体系中的最易损区域或最薄弱环节,最终确定并形成传感系统区域分布的最优布设。结果表明：在传感系统区域分布最优布设理念下,提供了一套以易损性分析为基础的计算、分析、判定的评估体系,可进一步完善设备结构健康监测技术,为后续的工程设计提供一定的理论依据和实践指导。     

纳米科技与仪器仪表

本文介绍了纳米科技的基本概念,针对纳米材料独特的结构和优异的性能,联系现代仪器仪表的实际情况,阐述了纳米科技在现代仪器仪表领域的应用和前景,目的在于探索高新科技如何与生产实际相结合,与广大同行共同推动仪器仪表产业的发展。     

CVD和PVD及其在工、模具上的应用

介绍了CVD和PVD的发展历史、性能特点及其在工、模具上的应用。用CVD和PVD技术可以在钢和硬质合金表面沉积高硬度的陶瓷薄膜，改善工、模具的耐磨性和耐烧蚀性，从而大大提高工、模具的使用寿命。     

MEMS研究的新进展——微型系统及其发展应用的研究

简要叙述了微电子机械系统(MEMS)研究中的多单元综合体--微型系统,包括它的种类、结构、工作原理及相关的特性。对其应用前景作了讨论,并提出了一些超前的设想     

石油化工装备与石油化工工业(下篇)

石化装备技术发展趋势 国际上石化专用设备技术发展趋势，基本是根据石化工艺技术发展的要求，对各种石化专用设备进行了反应动力学、流体力学、传质和传热机理、分离和干燥原理研究和设计计算研究。其中反应设备实现大型化、结构简单化、操作自动化、研究方法趋向综合化方向发展；换热设备的性能对石化产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作用，     

石油化工装备与石油化工工业(上篇)

石化工业生产用装备一般分为专用设备和通用设备。石化专用设备包括工业炉、反应设备，换热设备，塔器，储运设备和专用机械等；石化通用设备包括气体压缩机．泵、阀门等。由于石化工业生产一般是高压、高温、低温、易燃、易爆、腐蚀、有毒和连续化生产条件下，因此要求石化装备性能优良、质量可靠，经济安全，符合环保，能够满足石化安全，稳定、长周期、满负荷生产的需要。     

用辉光放电质谱法和火花源质谱法分析表征金属和半导体

辉光放电质谱（ＧＤＭＳ）和火花源质谱（ＳＳＭＳ）是进行高纯固体材料直接和全面分析的两种主要的分析技术，ＧＤＭＳ和ＳＳＭＳ各有所长，有互补性。适当运用这两种技术，综合其优势，可望在固体样品分析表征的许多应用中获得更全面的信息和更可靠的分析结果。本文介绍了ＧＤＭＳ在贵金属分析领域中的两个应用，讨论了高纯镓分离中的表面富集问题，介绍了用ＳＳＭＳ研究杂质元素分布均匀性和相关性的方法。     

Education and training of engineers and scientists in measurement and instrumentation

The paper reviews problems of education and training in measurement and instrumentation, and the work of IMEKO in this field. Among the principal topics discussed is the nature, scope and organisation of measurement and instrumentation science.     

企业经营管理与变革

阐述了我国企业管理变革的目的和存在的问题，并分析了发达国家企业管理进程所经历三个阶段的特征和表现，着重提出我国企业应不失时机地结合企业实际，按步骤认真地进行管理变革，才能确保企业持续稳定的发展。     

中外灭火救援装备浅谈

分别从灭火器材、消防救援工具及消防员装备三个方面进行探讨,提出我国灭火救援装备标准的制定建议.根据现有的标准与技术发展进行了修订与整合,并根据消防产品认证,及时制定新兴的器材标准,对灭火时的紧急救援工具制定相关规定,调整我国消防器材的标准结构,增强消防装备型的协调性.