国际高技术船舶核心技术路线专利情报与我国专利布局策略综合研究——以大型邮轮为例

大型邮轮是我国尚未掌握自主研发设计能力的高技术船型,特别是邮轮设计这一核心领域,西方发达国家始终对中国保持着技术封锁,国内设计人员无法获得邮轮核心参数的设计依据和优化措施的相关资料。本文对当前邮轮设计领域专利现状进行分析,重点聚焦欧洲三大船企以及邮轮设计与布置、HVAC和典型外观三项核心技术,从专利申请趋势、专利技术创新热点等角度分析了现有布局情况,梳理专利技术发展路线,提出核心技术专利布局方向,为我国相关企业开展邮轮设计与专利保护提供参考借鉴。

基于人因问题的船舶指挥控制系统设计研究

舰船指挥控制系统的人因工程设计对于提升人机交互任务的协作程度,改善系统操作控制绩效至关重要。本研究针对传统以技术为中心的系统设计中广泛存在的人为因素问题,分析人机之间的交互特征,确定了控制系统在布局、功能、交互及显示等7个方面的人因设计要素集。根据人因标准的设计原则提出了人因设计方案及实施与管理体系。以人因问题分析为导向的船舶指挥控制系统的人因工程设计,能够为系统全生命周期的人-系统整合活动提供理论支撑和实施依据。

船舶能效提升技术与标准化发展

近年来,对船舶温室气体减排的要求不断提高,面对海事法规和产业界的双重需求,提高船舶能效被认为是行之有效的途径之一。在此背景下,通过国际标准的研制以满足日益严格的国际海事法规和国家地区法规要求,可以促进船舶生命周期各阶段的能效技术的固化与应用。本文从能效技术及其研究方法出发,指出当前主要的船舶能效提升技术,通过跟踪国际标准化组织对口渠道的工作进展,说明了短期与中长期能效技术的国际标准发展需求与方向,为国际标准的研制提供参考。

《船舶与海洋技术喷水推进水力性能试验》国际标准研究

中国船舶及海洋工程设计研究院基于其在喷水推进水力性能试验方面的研究工作,形成了国际标准(ISO 4679):《船舶与海洋技术喷水推进水力性能试验》,文中对该国际标准的主要内容进行介绍。ISO 4679规定了喷水推进水力性能试验的术语、验收准则、试验方法和试验报告等内容,并提供了试验报告格式和试验装置的参考案例。喷水推进水力性能试验包括水力性能试验和汽蚀性能试验,针对科学研究和出厂验收2种不同用途,可被划分为A级和B级2种精度等级。A级为精密级,适用于标称直径在300 mm及以下的水力模型或精度要求高的实型试验;B级为工程级,适用于中小型实型产品的批量试验验收、中间试验模型泵的检验。对于不同的精度等级,标准中均规定了相应的验收准则。ISO 4679的制定,在喷水推进水力性能试验领域为相关各方建立了统一的对话平台,降低了技术交流壁垒,有利于推动喷水推进试验技术的进一步发展。

中国深海潜水器技术标准国际化发展研究

深海潜水器(DUV)是指针对深海环境,搭载电子与机械设备或人员开展实地考察勘探的高科技装备,其在进行水下勘探、资源开发、军事部署、水下搜救和探险观光等领域拥有着广泛的应用。随着各国对海洋生物、矿产、地理信息等战略性资源竞争日益激烈,DUV已经逐渐成为维护本国海洋权益、探索本国海洋资源的重要战略性装备。

基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳失效模型的研究

随着绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor, IGBT)功率模块在民用和军用领域应用的不断深入,IGBT功率模块在长时间电-热应力下的疲劳老化问题越来越突出。本文基于半导体物理和器件可靠性理论,研究IGBT功率模块封装失效的产生原因,分析焊料层和键丝失效的作用机理和表现特征。在研究IGBT通态电压模型的基础上,提出了一种基于稳态集-射极饱和电压的IGBT功率模块疲劳老化模型,实现对焊料层疲劳和键丝疲劳等封装老化问题的综合表征。搭建IGBT功率模块的电-热老化实验测试平台,进行了功率循环老化实验验证,结果表明本文模型可以较为准确地评估IGBT功率模块封装的疲劳老化程度。

基于眼动的人机交互辅助技术研究

目的探讨多屏桌面交互过程中,利用眼动意图预测来辅助鼠标跨屏移动,促进人机交互效率的提升。方法采用眼动分析仪采集眼动和手控数据,运用聚类和贝叶斯推断方法建立眼动意图算法,基于眼动交互模式构建模拟业务平台。结果(1)提出了鼠标移动的眼动意图预测算法;(2)搭建了手控鼠标眼动交互模式的模拟业务平台;(3)基于眼动意图预测算法的鼠标有效眼控精度达到了95.0%,眼动辅助手控鼠标移动效率提升24.4%。结论眼动意图分析可以辅助手控鼠标操控,大大提升交互效率。

从专利布局看全球智能船舶关键技术发展路径

通过检索全球智能船舶领域的专利文献,采用定量与定性相结合的方法分析专利发展路径,全面展现船舶领域的技术创新态势;聚焦信息感知、网络通信、能效管理和自主航行等关键技术,从专利布局的角度研究技术发展路径,提出专利发展建议,以期为国内该领域的创新主体提供借鉴和参考。

无人装备仿真试验与能力评估技术研究

面向无人装备试验与评估的需要,文中研究了无人装备的仿真试验技术,明确了系统模型、任务环境的建立方法,提出了保证准确性和可行性的仿真试验步骤;根据仿真试验的数据与结果,从鲁棒性、执行效率、作战能力、敏捷性、准确性等方面对无人装备进行能力评估;并以典型无人车为对象进行了试验应用,验证了技术的可行性,为无人装备的仿真试验与评估提供技术支撑。

装备体系可靠性概念、建模与预计方法研究

武器装备体系执行任务复杂多样,其可靠性直接影响装备战备完好性与效能。传统可靠性建模与预计方法未充分考虑装备体系组成系统之间的资源共享与信息融合特征,难以满足现代化装备体系化和集群化需求。因此,分析给出装备体系可靠性相关概念,并提出了一种基于广义有效OODA(observation,orientation,decision,action)环的装备体系可靠性建模与预计方法。首先,对装备系统与体系可靠性相关概念进行辨析,分析装备体系可靠性、维修性、测试性、保障性和安全性概念内涵。其次,考虑装备体系节点异质性与连边有向性,建立资源与信息共享条件下的装备体系OODA网络模型。然后,考虑装备体系节点与通信链路的随机、蓄意攻击失效和重构策略,提出基于广义OODA环的装备体系可靠性建模与预计方法。最后,以100个无人机组成的无人装备体系为对象验证所提方法的有效性与实用性,进而提升其作战效能。

船厂空压站节能技术和节能标准现状研究

空压站是船厂的重要功能单元,其运行过程中存在能源浪费问题。本文重点针对船厂空压站节能问题,从空压机选型、变频改造、供气管网优化和余热回收等角度,研究相关技术发展现状;从国家标准、行业标准和团体标准等层级,分析现有相关节能标准布局情况;最终提出船舶空压站节能领域标准化存在的问题。研究成果对未来船厂空压站的节能降耗研究和节能标准建设具有一定的指导意义。

船舶建造企业安全风险分级分类管控研究

船舶行业在我国经济中扮演着重要的角色,对实现高质量发展起着关键作用。由于其在生产过程中作业流程长、流动性大、劳动密集,事故类型复杂面广,安全监管难度较大,船舶建造过程中的安全生产已经成为长期以来制约船舶行业高质量发展的核心问题。但是随着近些年来我国造船业不断发展,在生产过程中出现了许多新的问题,尤其以化工领域的生产安全事故最为典型,给人民的生命、财产安全带来巨大威胁。因此,本文提出企业在生产过程中,应该构建完善的安全风险分级分类管控体系,将潜在的风险敞口前移,始终贯彻预防为主的观念,实现安全生产事故的少发生、零发生,从而提高企业的安全生产水平和效率。

船舶标准数字化发展趋势初探

随着技术的飞速发展,数字经济与实体经济深度交融,共同构筑起现代经济的骨架,质量基础设施扩建、产业价值链优化和企业造血能力提升对标准有了更高的要求。2021年《国家标准化发展纲要》提出标准化工作下一步发展方向为数字化、网络化和智能化。以机器可读标准为主导的未来标准新式形态涌现,标准数字化越发成为标准迎接数字化转型的关键和核心。本文通过分析船舶标准数字化现状,从标准化研究、标准应用模式和标准业务创新三个角度出发,探究了船舶标准数字化发展趋势,对顶层布局、人才建设、现状深挖、试点应用提出具有参考价值的思路与建议。

面向机器可读标准分级模型的标准数字化技术路线探讨

在数字化转型的大背景下,推动我国产业链和供应链数字化转型已成为提升产业竞争力和韧性的重要举措。面对产业发展对标准制定效率和使用方式的新需求,标准化工作必须进行主动、系统的转型升级。本文通过分析现有标准数字化概念和机器可读能力分级模型,梳理现有研究标准数字化关键技术的概念、优势与不足,探讨了未来标准数字化技术路线图,涵盖层级间和大类技术内容,还展望了标准数字化的未来发展方向,对于推动机器可读标准的发展和应用具有重要的理论和实践价值。

考虑浮式安装船的风机叶片安装动力响应研究

为解决传统的自升式风电安装船难以满足浮式风机的安装要求问题,参考起重船的参数,设计了漂浮式海上风电安装船。建立了风电安装船-吊臂-吊钩-叶片系统多刚体模型和浮式风机系统单刚体模型,编写了数值仿真程序,计算了不同海况等级下进行吊装作业时叶根与轮毂之间相对位置的变化。结果表明,海况等级的提高会使叶根与轮毂之间的相对运动标准差增大,应尽量避免在高等级海况下进行海上浮式风机叶片安装作业,且应避免在横浪条件下进行侧吊安装作业,以防叶根与轮毂的纵荡运动幅值过大或发生碰撞。

结合全局信息增强的医学领域命名实体识别研究

中文医疗问诊文本中,由于口语化的不规则表达和专业术语的频繁出现,药物名称等实体难以被精准地识别出来。为了充分利用中文句子词间关系的重要作用,提出了一种用于增强全局信息的医学命名实体识别模型。模型利用注意力机制增强了词嵌入表征,并在使用双向长短时记忆网络的序列处理能力获取上下文信息的基础上,同时从两个方面丰富了句子的全局信息表示。其一是根据句法关系获取词语之间额外依赖关系构建了图卷积网络层用于丰富词间的依赖;其二是构建了辅助任务用于预测词间句法依赖关系的类别。在中文医疗问诊数据集上的实验结果表明,模型具有很好的竞争力,F1值达到94.54%。与其他模型相比,在药物和症状等实体类别的识别上取得了明显提高。在微博公开数据集上的实验也表明,模型具有通用领域的应用价值。

高重频纳秒脉冲激光光子推进冲量特性研究

随着激光推进技术的发展,激光辐照光压推进技术成为深空探测的推进技术热点。目前激光光子推进以连续激光远距离传输辐照光压推进为主,而短脉冲激光具有峰值功率高的优势,因此,提出了一种纳秒高重频脉冲激光光子推进技术。利用扭摆微冲量测量装置研究了高重频纳秒脉冲激光光子推进的冲量特性。实验中谐振腔输出的激光波长为1064 nm,脉宽为160 ns,重频为10 kHz。输出耦合镜采用反射率为90%的反射镜,实验过程中腔内对应的激光功率范围为144 W~414 W。对于采集的扭摆原始数据采用局部滑动拟合方法,较好实现了数据的平滑降噪处理。实验结果表明,光压冲量随输出激光功率的增加呈线性增加。通过进一步计算,分别获得了单脉冲激光对应的光压冲量和脉冲时间内的平均光压推力。研究成果为空间推进中的激光辐照光压推进技术的发展提供了技术参考。

船载碳捕集技术与标准化发展需求

在船舶温室气体减排的背景下,由于船载碳捕集系统可以将航运过程中的碳排放进行捕集、分离和再利用,对于船舶能效指数(EEDI、EEXI)、营运碳强度(CII)和燃料全生命周期碳强度评价(LCA)将带来重要影响,已成为了国际海事立法机构、航运界和工业界关注的焦点。本文梳理了碳捕集系统的主要技术路线、船上系统的特殊要求以及国际范围内的工程试点项目,明确了船载碳捕集技术的应用前景和重点研究方向,结合标准化的作用机制,分析得出短中期内标准化主要作用场景和潜在项目清单,尝试给出标准建设的重点方向。

面向机器可读标准的标准流程特征与应用场景研究

随着数字经济的飞速发展,数字化转型概念被引入标准行业,评判标准数字化程度采用国际公认的机器可读能力分级模型。由于传统标准形态根深蒂固,标准化增值活动难以革新,应用场景经验缺乏,标准使用效率局限。本文基于对标准数字化的基本定义与机器可读能力等级划分,梳理归纳传统标准研制贯彻的痛点堵点,总结各层级标准内容创建、管理、传递、使用的标准化流程特征,并结合标准形态和现有技术条件提出标准数字化的应用场景,最后为标准数字化的发展提出应用建议。

多尺度信息融合的船舶外板检测三维标志点识别方法

针对船舶外板开展数字化检测技术研究对提升船舶外板智能制造水平具有重要意义;为解决船舶外板检测参考点坐标获取问题,提出了一种识别三维标志点的方法,可在船舶外板数字化检测过程中为实测点云和模型点云的匹配提供参考坐标信息;该方法针对船舶外板结构特点和形面测量需求,设计三维标志点的几何结构;此外,结合三维标志点自身多种特征和周边结构差异化特征,将标志点多种尺度信息进行融合,实现对标志点的精准识别;最后通过标志点测量数据计算对应船舶外板上定位点的三维坐标;通过试验验证了所提出的方法在三维标志点识别方面具有准确性高、定位精准的优点,将大幅提升船舶外板数字化检测的效率。