多领域协同融合,共赢汽车产业未来--专访大众汽车集团(中国)执行副总裁刘云峰博士

3月3日,中国汽车产业发展研讨会在北京经济技术开发区举办会议期间发布了由国务院发展研究中心产业经济研究部、中国汽车工程学会、大众汽车集团(中国)联合编撰,中国发展出版社出版发行的《中国汽车产业发展报告(2021)》。本书是关于中国汽车产业发展的研究性年度报告,2008年首次出版。

基于曲率特征分析的小儿颅骨畸形重建技术

小儿颅骨畸形影响患者容貌和发育,并会导致局部触痛、易怒、不安等症状,需要通过手术重建出规则的颅骨形状。但目前手术方案设计多依据医生的经验,缺乏标准的目标形状作指导,手术时间长,重建效果需要提升。针对这一问题,利用曲面的主曲率和高斯曲率分布为依据,对正常的颅骨形状特征进行曲率分析,获得了分区域的曲率值分布范围;通过有限元及实体仿真实验,研究了不同接触结构及不同骨瓣参数对重建模型力学性能的影响;针对具体病例,基于计算机断层扫描(CT)图像重建颅骨三维模型,并进行曲率分析,与正常颅骨曲率分布进行比较,制订出重建修复方案,并设计和打印手术切割模板,临床手术时在模板引导下完成重建手术。实际应用表明,术前额骨部位高斯曲率极值为-0.05200和0.00023,术后降低至正常范围,颅骨重建的效率和形状恢复效果得到了显著提高。

中央型肺栓塞短期不良预后危险因素及Charlson合并症指数的预测价值

目的探讨中央型肺栓塞(PE)患者短期不良预后危险因素及Charlson合并症指数(CCI)的预测价值。方法回顾性分析115例中央型PE患者,根据住院期间不良预后结果,将观察对象分为发生不良事件组和未发生不良事件组,分析不良事件组临床特征,对两组患者收集危险因素、CCI、血栓位置分组评分并进行单因素分析,对于有统计学意义的指标进行多因素Logistic回归分析。结果中央型PE患者临床症状以胸闷或呼吸困难最为常见(77.4%),其余依次为咳嗽(35.7%)、胸痛(28.7%)、晕厥(9.6%)、咯血(7.8%)。两组间性别、吸烟史、饮酒史、症状及体征差异无统计学意义;在单因素分析中,CCI、血栓位置分组评分、白细胞计数、中性粒细胞计数、尿素氮与中央型PE患者发生不良事件有关(P<0.05),多因素Logistic回归分析后,中性粒细胞计数升高(OR=1.494,95%CI:1.073~2.080,P=0.017)为独立危险因素(P<0.05)。发生不良事件组CCI高于未发生不良事件组(P=0.004),多因素分析显示CCI升高(OR=1.342,95%CI:1.022~1.763,P=0.034)为独立危险因素,且CCI每增加1分,发生不良事件风险增加34.2%。发生不良事件组血栓位置分组评分显著高于未发生不良事件组(OR=2.586,95%CI:1.366~4.896,P=0.004),且血栓位置分组评分每增加1分,发生不良事件风险增加1.586倍。结论中性粒细胞计数升高、CCI升高、血栓位置分组评分升高与中央型PE患者短期发生不良预后有关。

基于血清iNOS和eNOS水平建立慢性阻塞性肺疾病急性加重患者机械通气撤机预测模型

目的 基于血清诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和内皮型一氧化氮合酶(eNOS)水平建立慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)患者机械通气撤机的预测模型。方法 选择2020年1月至2023年6月在河北北方学院附属第一医院接受机械通气治疗的166例AECOPD患者,按照撤机结局分为撤机成功组(n=112)和撤机失败组(n=54)。比较两组患者的临床资料及入院时、自主呼吸试验(SBT)前的血清iNOS、eNOS水平。采用Logistic回归分析撤机失败的影响因素,采用受试者工作特征(ROC)曲线分析iNOS、eNOS预测撤机失败的价值。结果 与撤机成功组比较,撤机失败组SBT前24 h内的急性生理学与慢性健康状况评价Ⅱ(APACHEⅡ)评分、肌酐(Cr)、iNOS、eNOS水平较高,白蛋白(Alb)水平较低(P<0.05);多因素Logistic回归分析显示,APACHEⅡ、Alb、iNOS、eNOS是撤机失败的影响因素(P<0.05);ROC曲线分析显示,iNOS、eNOS预测撤机失败的ROC曲线下面积为0.648(95%CI 0.563~0.733,P=0.002)、0.755(95%CI 0.683~0.827,P<0.001),以4.418 ng/mL、3.821 ng/mL为最佳截断值,预测敏感度分别为68.52%、83.33%,特异度分别为51.82%、66.36%;iNOS、eNOS与Alb、APACHEⅡ联合预测撤机失败的ROC曲线下面积为0.961(95%CI 0.928~0.993),优于单一指标(Z=7.412、6.682、4.323、4.951,P<0.05),敏感度和特异度分别为94.44%和90.91%。结论 AECOPD患者SBT前血清iNOS、eNOS水平增加与撤机失败相关,SBT前检测iNOS、eNOS联合Alb、APACHEⅡ能够较好地预测撤机结局。

基于轧制规程优化的冷轧机轴向力治理方法

针对国内某冷连轧机组中间辊推力轴承频繁损坏的问题,通过分析机组设备磨损和安装精度等影响因素,确定由于衬板磨损使中间辊轴线偏移进一步造成轴向力过大,导致轴承工作过程中偏载和发热严重,并且最终损坏。为此,基于中间辊轴线偏移即轧辊交叉导致中间辊与其他轧辊产生相对位移的几何分析,结合两粗糙弹性零件接触的预位移原理,并应用金属塑性变形模型和轧辊弹性变形模型,分别建立轧辊接触区内黏滞区和滑动区的单位轴向力计算方法,最终实现中间辊总轴向力的预报。在此基础上,考虑中间辊与工作辊及中间辊与支撑辊的辊间力分布对轴向力的影响,确定了以降低边部辊间力为基础优化轧制规程的治理思路。提出了辊间力分布的评价指标,并进一步确定了中间辊轴向力治理的目标函数,以出口板形、轴向力、辊间力分布评价指标为约束条件,建立了中间辊轴向力的治理技术。将轴向力预报模型应用到冷连轧机组并对比实测值和预报值,以典型钢种S350GD+AZ为例,结果表明预报模型在各机架的计算偏差均小于8%。将轴向力治理技术应用到冷连轧机组,并对比治理前后的各工艺参数,表明在保证出口板形的前提下大幅度降低了各机架中间辊轴向力,有效避免了中间辊轴向力过大导致的轴承损坏问题,保证了机组的稳定生产。

基于CBCT的深度学习辅助解剖结构分割在口腔种植中的应用

应用深度学习进行口腔解剖结构分割相比手动分割及传统算法分割可高效获得精准、一致性良好的分割结果。该方法可以快速获得术区解剖结构信息,进行口腔种植手术及口腔修复方案的设计。本文拟对基于锥形束计算机体层成像的深度学习在口腔种植领域解剖结构分割方面的研究进展做一综述。

基于元胞自动机方法与欧拉多相流技术的激光沉积IN718组织形貌模拟

为研究激光沉积过程中沉积层微观枝晶外延生长及转向机制,基于欧拉多相流技术与元胞自动机方法相结合,建立了激光沉积IN718二维熔化凝固模型;获得了沉积层温度场、流场以及微观凝固组织的演变过程,对比了模拟与实验所得沉积层枝晶外延生长区厚度,分析了顶部枝晶转向的机制。结果表明:温度场与流场相互影响,模型对沉积层厚度预测误差约为7.0%。沉积层顶部和中部晶体织构取向不同,枝晶的生长方向更偏向于局部热梯度方向,在沉积层顶部,局部热梯度的方向接近水平方向,枝晶的生长方向与局部热梯度偏角较小,因此,形成平行于激光扫描方向的枝晶区。

超声振动对激光修复镍基高温合金晶粒特征及其缺陷的影响

目的研究超声振动对激光修复镍基高温合金梯形槽修复区显微组织及力学性能的影响,为实现高温合金的高质量激光增材修复提供参考。方法以镍基高温合金为基体和修复材料,并将超声振动引入激光增材修复过程中。采用光学显微镜,对比分析有无超声振动时梯形槽修复区的显微组织结构;采用电子背散射衍射(EBSD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等设备,表征不同超声功率下梯形槽修复区的晶粒取向、析出相分布和元素组成;结合试验研究与机理分析,揭示超声振动对修复区晶粒特征和缺陷的影响规律。结果超声振动减少了梯形槽修复区底角的缺陷,修复区一次枝晶间距平均值由6.74μm减至3.38μm,晶粒平均尺寸由58.4μm降至50.2μm,等轴晶占比由46.6%增至63.4%,Laves相析出含量减少。当超声功率为4000 W时,梯形槽修复区的平均显微硬度为256.2HV0.2,相较于无超声振动时提高了17.7HV0.2。结论在超声振动作用下,梯形槽底角的熔合不良缺陷得到抑制,一次枝晶间距减小,长条状Laves相转变为颗粒状Laves相,且随着超声功率的增大,梯形槽修复区的平均显微硬度逐渐增大。

激光热应力成形弯折区形貌演变规律研究

目的针对激光热应力成形弯折区增厚现象,揭示激光热输入、弯曲角度和成形机制对弯曲过程的影响,以及弯折区域形貌的演变规律,为提高激光热应力成形弯折区域的形貌可控性提供参考。方法采用高速相机拍摄成形过程中热输入和弯曲角度对弯折区的宏/微观形貌的作用效果,并采用共聚焦显微镜观察试样的宏观形貌,采用光学显微镜分析微观组织,通过维氏显微硬度计测量弯折区附近材料的硬度分布情况,同时结合温度场数值模拟和表面张力理论分析,揭示弯折区形貌的影响因素及形成机制。结果在低比能作用下,弯折区的熔融材料在激光扫描结束后快速凝固,并在扫描次数逐渐增加的过程中其表面逐渐隆起,并形成凸起状形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现上升趋势,由5.5μm增至37.6μm。在高比能作用下,熔融材料的流动性得到提升,并在表面张力的作用下充分铺展,宏观形貌由凸变平,最后呈现凹形形貌,表面粗糙度随着扫描次数的增加呈现相反的变化趋势,由31.7μm减至5.8μm。此外,在塑性成形过程中,熔池流动仍受到成形角两侧壁面的限制。硬度测试结果表明,激光热应力成形弯折熔凝区域的硬度略高于基体的硬度,热影响区的硬度比基体的硬度降低了40%。结论激光热输入、弯曲角度和成形机制会影响弯折区材料表面的挤压、熔化、流动、凝固过程,以及材料内部的温度梯度和界面表面张力,在这些因素的影响下弯折区域的轮廓形貌、成形粗糙度、显微组织和硬度分布发生了变化。

基于运动特征参数提取的下颌骨功能运动解析与验证

人体下颌骨由于肿瘤、创伤、先天发育畸形等原因而施行整复手术后,下颌骨形态和关节形态必然会存在一定程度的改变,不仅会影响颌面部的形貌,还会对下颌运动模式造成改变。而下颌骨作为承载颌面部运动的刚体构件,其运动模式的改变可能导致开口度减小、前伸运动不对称等运动问题,严重者甚至会产生颞下颌关节弹响、强直等关节疾病,对语言、咀嚼等功能造成阻碍。目前下颌运动主要通过电子面弓等设备仪器进行采集分析,存在价格昂贵、操作复杂等问题。针对这一问题,利用曲率分析和微分几何原理,对基于电子计算机断层扫描(CT)图像重建的下颌骨三维模型关节窝进行曲率分析,获得功能运动的特征参数并构建运动矩阵;然后通过运动仿真、机器人夹持仿真下颌骨模拟运动实验和志愿者视觉采集进行对比实验验证。结果表明,基于曲率分析获得运动特征参数,并拟合下颌运动矩阵,其最大误差为0.45 mm,可以有效还原真实的下颌功能运动。研究结果为临床上经济便捷地诊治下颌运动疾病和颞下颌关节紊乱提供了理论基础。

基于AI的CT-FFR在胸痛胸闷疑似冠心病患者诊断中的应用价值

目的:探究基于人工智能(AI)的CT血管造影血流储备分数(CT-FFR)在胸痛疑似冠心病患者诊断中的应用价值。方法:选取2019年1月至2024年1月我院60例疑似冠心病患者,以ICA检测结果为金标准,分析基于AI的CT-FFR对胸痛胸闷疑似冠心病患者的诊断价值。结果:基于AI的CT-FFR诊断疑似冠心病患的准确度为88.33%、灵敏度为93.33%、特异度为73.33%,AUC为0.849(95%CI:0.714~0.985),具有较高的诊断价值。结论:基于AI的CT-FFR技术对胸痛胸闷疑似冠心病患者具有较高的诊断价值。

基于稳态磁场阻尼效应的激光熔覆气孔缺陷抑制机制

气孔作为激光增材制造主要的缺陷之一,严重影响其在动态载荷下的力学性能。采用稳态磁场辅助激光熔覆的方法,以在不改变激光工艺条件下实现对气孔缺陷的抑制。为了明晰稳态磁场对气孔缺陷的抑制机制,基于稳态磁场下气孔输运多物理场模型及激光熔覆试验,研究不同磁场强度下熔池的流场分布、气孔输运轨迹、气孔分布及内部的元素分布等规律。模拟结果显示,外加稳态磁场在熔池内产生的感应洛伦兹力增加了流体的粘滞效应,降低了熔池内流体的流速。随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,熔池表面最高流速从0.137 m/s降低到0.054 m/s。试验结果显示:随着磁场强度从0 T增加到1.2 T,涂层孔隙率从13.339%降低到7.768%。结合气孔运动轨迹及熔池元素分布规律,得出稳态磁场抑制气孔缺陷的主要原因为磁阻尼效应降低流体速度,抑制外界氧元素进入熔池与碳元素结合生成气孔,从而降低气孔的数量。研究结果可为磁场辅助激光熔覆、焊接及修复等过程中的气孔缺陷控制提供理论依据。

基于特征的反求工程技术研究

为了进一步推动特征技术在反求工程中的应用,支持产品的创新设计,系统地研究了对基于特征的反求工程技术;分析和总结了基于特征的反求工程技术的概念和发展方向;提出了基于曲面特征和基于截面特征的2种建模策略,并分析了它们在基于特征的反求工程建模中的关系。通过叶片的重建实例表明,在基于特征的反求工程中,综合运用2种建模策略,可以高效率地重建出满足精度要求的、高质量的参数化计算机辅助设计模型。

水淹对水芹叶片结构和光系统Ⅱ光抑制的影响

通过探讨在水淹条件下水芹(Oenanthe javanica)叶片结构的变化以及出水对其光系统II功能和光抑制的影响,阐明水芹光合机构在水淹条件下及出水后死亡的可能原因。结果表明:水淹条件下新生沉水功能叶光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递活性与对照叶片差异很小,但水淹使气生功能叶的Fv/Fm显著降低;植株总生物量呈负增长趋势;活体弱光条件下,沉水叶出水后2小时叶片相对含水量(RWC)和Fv/Fm无显著变化;中等光强和强光条件下其RWC和Fv/Fm迅速降低;离体条件下,5小时的中等光强对沉水叶的Fv/Fm影响不显著,在随后的弱光下能恢复到出水时的初始状态;强光能使沉水叶的Fv/Fm大幅降低,且弱光下不能恢复到出水时的初始水平;在解剖结构上,水芹沉水叶的叶片总厚度、上下表皮厚度和气孔大小都显著低于气生叶,而且沉水叶没有明显的栅栏组织分化,但是沉水叶上表皮的气孔密度显著高于气生叶。研究结果表明,水淹使水芹原气生叶PSⅡ功能迅速衰退,但对新生沉水叶片影响很小。水芹植株出水后,沉水叶片结构变化使其在光下保水能力下降,而强光导致了光合机构的光抑制和反应中心失活。田间条件下两者共同作用则加剧了对叶片光合机构的破坏,进而致使其死亡。

实现精确种牙的现代设计与制造技术

针对国内种牙手术中普遍存在的依赖医生临床经验进行操作,手术的精确度和质量有待改善的问题,将图像处理、三维重建、快速成形制造等现代设计与制造技术与医学结合,构建精确种牙技术体系。对系统框架、口腔三维重建、手术导板设计、物理模型制造等关键问题进行了深入研究,实现了种牙导板的设计与制造,并在11例种牙手术中得到了应用。临床应用实例表明,应用精确种牙技术体系,种牙的效率和质量可以得到有效提高。

二极管钳位多电平空间矢量与载波调制策略统一理论研究

多电平变换器脉宽调制(pulse width modulation,PWM)控制方法主要有正弦载波PWM法(sinusoidal carrier-based modulation,SPWM)和空间矢量脉宽调制法(space vector pulse width modulation,SVPWM),这两种调制策略存在一定的本质关系,在两电平或三电平中,对于两种调制算法的内在联系已有许多论述,但对于更高电平的SVPWM调制中,一般由于多电平冗余电压矢量过多,调制序列较复杂,文献中对SPWM与SVPWM的统一理论研究存在一定的不足。该文针对这一问题,深入研究多电平SVPWM调制序列与SPWM的统一,通过在SPWM调制波中叠加零序分量得到与SVPWM完全吻合的序列,最终推导出n电平含任意段数的SVPWM序列与SPWM的统一。

一种钻井液用高效抗磨润滑剂

长水平井段高摩阻扭矩及深井高温高压环境,对钻井液润滑剂的润滑抗磨能力提出了更高的要求。传统钻井液用润滑剂难以满足上述技术要求。基于"固-液"协同高效润滑技术思路,优选改性植物油MVO-3、改性可膨胀石墨GIC,结合分散剂、乳化剂的优选及制备条件的优化,研制出了一种高效抗磨润滑剂SDL-1。评价结果表明,5%淡水基浆、4%盐水浆中加入0.5%SDL-1时,其润滑系数降低率分别为不小于85%、大于70%。SDL-1与现场钻井液的配伍性良好,抗温达150℃,起泡率低,且荧光级别小于5级。销-盘式摩擦磨损实验结果表明,SDL-1的抗磨耐磨效果优良,润滑持效性较好,可有效缓解或解决复杂井高摩阻扭矩技术难题,具有良好的推广应用价值。

钻井液用环保型极压润滑剂的制备及特性评价

由环保型抗温基础油EBO-1、环保型纳米氮化硼抗磨添加剂NBJ及复合表面活性剂EMF,制备了一种环保型钻井液用抗磨润滑剂AWR,通过荧光级别检测、生物降解性测试、生物毒性检测及润滑剂润滑性能综合评价等表明,润滑剂AWR的沉降稳定性较好,无刺激性气味,荧光级别1～2级,生物降解性良好,无生物毒性,可抗温160℃,且润滑剂AWR的润滑性能优于目前常用的钻井液用极压润滑剂,极压膜强度较高,润滑持效性好,与淡水钻井液和盐水钻井液均具有良好的配伍性。

高位钻孔采空区瓦斯抽采与洒浆防灭火技术实践

以魏家地煤矿2103综放工作面采空区为研究对象,对顶板走向高位钻孔采空区瓦斯抽采与洒浆防灭火技术进行了研究。结果表明,顶板走向高位钻孔可以取代顶板巷对采空区瓦斯进行抽采,同时,采空区有自燃迹象时,高位钻孔可以兼作洒浆孔,高位钻孔未洒浆时,采空区CO涌入回风巷的最高体积分数为0.0036%,洒浆后,CO体积分数降到0.0005%以下,实现了采空区防灭火。高位走向钻孔在易自燃煤层中进行采空区瓦斯抽采与洒浆防灭火一体化应用具有广阔的应用前景。

面向大数据的数据服务中心设计与应用研究

大数据管理对传统的基于关系数据库管理系统为核心的数据管理服务平台提出了挑战,研究开发支持结构化和非结构化数据统一管理的数据管理与服务中心成为一项非常迫切并且重要的任务,汇总分析出大数据服务中心四项关键技术,采用可配置泛化表模型等技术,设计了基于Hadoop平台的数据服务中心系统原型BIG-DMS和基于BIG-DMS的数据综合服务平台应用方案,支持结构化和非结构化数据的统一存储、管理和访问服务。