基于多源域迁移学习的带式输送机剩余寿命预测方法

煤矿开采过程中,带式输送机运行环境恶劣、工况复杂,致使获得的传感监测数据量有限且存在大量噪声干扰,严重限制了其剩余寿命预测的准确度。针对该问题,提出了一种多源域迁移学习剩余寿命预测方法,充分利用煤矿运输过程中积累的带式输送机多工况数据,以达到准确预测其关键零部件托辊轴承剩余寿命的目的。首先构建集成多尺度卷积神经网络和双向门控循环单元(MCNN-BiGRU)的设备退化特征提取模型,对单工况数据进行特征提取挖掘,并使用PSO算法确定模型超参数。在此基础上,加入多源域迁移学习(MDT)方法,利用多个工况数据进行剩余寿命预测,通过最大均值差异(MMD)与相互关系对齐(CORAL)联合损失拉近各源域数据分布差异,解决因数据量少导致的模型训练精度不高的问题。最后以煤矿实际生产数据集为例进行实验,结果表明:MDT-MCNN-BiGRU模型的预测效果较好,Savitzky-Golay滤波去噪后模型性能得以进一步提升;使用IMS数据集与现有方法进行比较,发现所提方法预测准确度较高,对煤矿运输设备健康管理具有一定的指导意义。

非技术能力培养与课程思政建设协同推进研究--以“工程经济与项目管理”课程为例

课程思政建设是落实立德树人根本任务的战略举措,非技术能力培养是工程教育认证毕业要求框架的重要组成部分。课程思政建设与工程教育非技术能力培养在立德树人方面具有高度的相关性。文章结合工程教育非技术能力,提出挖掘课程思政育人元素的四条途径。以“工程经济与项目管理”课程为例,分析非技术能力培养和课程思政育人功能,从课程思政目标、思政融入点、实现载体、育人成效等方面开展课程思政建设实践,为专业课程推进课程思政建设提供参考。

基于工程教育专业认证的工程经济决策与管理课程线上教学改革与实践

在分析工程经济决策与管理课程存在线上教学内容冗繁、教学模式单一、评价方式片面等问题的基础上,从教学内容、教学方法和教学评价方面进行改革实践,构建了“以产出为导向”的线上教学内容,结合翻转课堂、小组讨论及线上讲授等形式,形成了多方法相结合的线上教学模式,建立了课前、课中、课后多环节的线上教学评价体系。实践表明,该线上教学模式能够有效激发学生的学习兴趣,提高专注力,有利于全面评价学生的学习能力和教学效果,对支撑工程教育专业认证具有重要意义。

用于装配动作识别的肌电信号特征优化选择方法

在采用机器学习方法进行动作识别的研究中,识别的准确率很大程度上取决于输入数据的特征。针对基于表面肌电信号的作业动作识别,进行了特征分析与优化选择方法研究。在对采集的作业手臂肌电信号进行平滑处理的基础上,定义并提取了肌电信号时域、频域及时频域的15个特征量;将从8个通道肌电信号的每帧数据中计算获得的120个特征值用于手势姿态的表征,并进行了归一化处理;使用极限梯度提升(XGBoost)算法和单变量特征选择(UFS)算法分别从特征量和特征值两个角度对所得信号特征进行识别贡献度的分析。分析结果表明,两种方法均可大幅消减冗余特征,并且能有效提高最终的识别准确率,其中采用UFS算法选取的特征在识别速度和准确度上更具优势。

时频分析和深度学习相结合的滚动轴承故障诊断

滚动轴承大量使用在旋转机械中,轴承的工况严重影响着机械设备的正常运行。为了提高轴承故障的诊断精度,本文提出了一种时频分析和深度学习相结合的滚动轴承诊断方法。首先,分析了十种不同时频分析方法;其次,建立了深度学习的滚动轴承故障诊断模型,并利用迁移学习克服训练样本数量少的问题,通过对比分析,常数Q变换(Constant Q transform,CQT)的准确率可达100%;最后,利用实验数据对所提方法的有效性和可靠性进行验证,分别评估了在不同负载和噪声情况下的识别精度,并与文献中的方法对比,证明所提方法在不同工作环境条件下都有较好的鲁棒性和较高的识别精度。

基于多色集合理论的概念设计建模和推理技术研究

对产品信息建模和推理技术的形式化方法进行了研究。将机械产品中存在的约束关系分为3类4种,在功能方法树中以边的形式进行了表示,建立了包含约束信息的功能方法树模型,在此基础上,利用多色集合理论的元素、统一颜色、个人颜色等概念以及多色图,建立了产品概念设计形式化结构模型;从功能分解和约束条件两方面进行了数学形式的描述、推理,给出了实现产品概念设计形式化推理的计算机算法流程;以隔振系统的概念设计为例,应用和验证了以上理论和方法。研究表明,基于多色集合理论建立的机械产品概念设计模型易于形式化描述和推理,方便计算机编程。

工作流管理系统动态变更模型与实例迁移方法研究

为提高工作流管理系统的柔性,研究了工作流动态变更模型和实例迁移方法。在基于统一建模语言和多色集合的工作流集成建模方法的基础上,建立了工作流动态变更模型,对节点(分支)的增加、删除和结构变化等常见动态变更进行了形式化描述。提出了工作流区域的概念,将当前运行节点和动态变更节点放在同一个层次上排序。基于基本模型结构的简化规则,提出了工作流区域的识别算法和排序规则。按照工作流实例迁移过程中可能采用的迁移策略,提出了支持动态变更的工作流实例迁移方法,并分析了实例迁移前后结构和语义的正确性。最后,以客户订单处理流程为例,验证了以上模型和方法的有效性。

基于多色集合的数控机床故障诊断模型构建与推理方法

数控机床故障具有层次性和相关性等复杂特点,构建形式化的数控机床故障诊断模型并推理出故障原因,是进行故障诊断的重要过程。本文基于多色集合理论,提出数控机床故障诊断形式化结构模型的构建与推理方法。在阐述多色集合基本概念的基础上,构建了基于多色集合的数控机床故障诊断层次结构模型;利用多色集合的元素、个人颜色、统一颜色以及布尔矩阵,从横向和纵向两个方向对该模型进行了形式化描述;给出了数据机床故障诊断模型的推理算法流程,实现了自顶向下的自动推理。最后以刀架系统故障诊断建模与推理过程为例,验证了所提理论和方法的正确性和有效性。

基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法研究

在分析了统一建模语言和多色集合理论两种工作流建模方法优缺点的基础上,提出了基于统一建模语言和多色集合理论的工作流建模方法。将活动节点的两两组合作为多色集合的元素,将节点间的连接关系作为多色集合的围道,由此建立了从统一建模语言活动图到多色集合围道矩阵模型的转换机制,给出了工作流过程模型的路径求取算法。以企业备件采购申请过程为例,应用以上理论和方法,定量评价了工作流执行效率,从而重组和优化了该工作流过程。

云制造模式下面向加工设备的服务聚类与初选方法

云制造模式下,加工设备量大类多,难以实现服务供给与服务请求的快速匹配。针对该问题,首先对加工设备的制造属性进行描述,改进了K-means算法随机选取初始聚类中心与提前确定聚类数目的不足,提出了基于相似度的加工设备云服务聚类方法。在对云服务进行聚类预处理并形成多个服务类簇的基础上,基于可拓论建立了服务请求与云服务类簇的物元模型,提出了加工设备云服务集合的初选方法。以云平台上加工中心云服务为例,验证了所提模型和方法的有效性。

基于在线评论挖掘的产品感性评价方法研究

为了快速获取用户感性评价并用于产品的改进设计,提出一种基于在线评论挖掘的产品感性评价方法。采用爬虫技术从网络平台获取用户对产品的在线评论数据,构建在线评论原始语料库;通过分词技术和词向量技术预处理数据,将文本评论转化为词向量表达形式;挖掘在线评论数据,构建用户极性词典并获取产品特征;分析用户关注特征和在线评论数据,为制造企业提出产品改进措施。最后以笔记本电脑为例,基于在线评论和产品规格说明书,构建在线评论原始语料库并进行数据预处理,获取产品特征,分析用户评价,验证所提理论与方法的可行性和有效性,为改进产品设计提供依据。

基于合作博弈的制造联盟利益分配方法

为了在云制造模式下实现制造联盟利益的合理分配,在分析联盟集体理性和成员个体理性特征的基础上,分别从核心企业和成员企业的角度建立了合作与不合作战略下的利益函数;考虑到云制造平台的服务性,建立了云平台的利益函数;在既满足个体理性又使集体利益最大化的前提下,构建了制造联盟协同优化合作博弈模型;采用改进的复合形法设计了合作博弈模型均衡解的求解过程,并给出了求解算法流程图。以插齿机及其部件的生产过程为例,验证了所建模型和求解方法的正确性和有效性。

基于统一建模语言和多色集合的并行设计过程研究

在分析现有并行设计过程建模研究的基础上,提出了一种基于统一建模语言(UML)和多色集合理论的并行设计过程建模与分析方法,分析了并行设计活动的连接形式、UML活动图的基本建模元素和基本模型结构.采用多色集合理论,将UML活动图节点间的连接关系和基本模型结构形式化,结合基于特征的零件和工艺并行设计过程,建立了UML活动图模型,从模型简化、路径求取和时间消耗等方面定量地分析了并行设计过程,实现了该模型到多色集合围道矩阵的映射.研究表明,该方法具有面向对象且易于被非专业人员理解和使用的特点,可以为产品设计过程建立形式化模型.通过对设计活动进行布尔运算和定量分析,发现了影响产品设计进程的关键环节,从而为并行设计的组织和实施提供了理论指导.

基于多色集合离析运算的工作流资源管理与配置方法

为建立工作流过程模型与资源模型之间的推理机制,对工作流资源管理与配置方法进行了研究。给出了多色集合及其体的概念,将多色集合的离析运算分为实体离析运算和功能离析运算两种形式。基于多色集合的体和离析运算,提出了工作流资源管理与配置的总体框架,构建了工作流资源的信息模型。对所提出的基于多色集合离析运算的工作流资源管理与配置方法进行了研究。结合实例研发了基于多色集合离析运算的工作流资源管理与配置原型系统,验证了所提方法的正确性和有效性。

工作流组织资源建模及其形式化配置方法

提出了基于统一建模语言(UML)和多色集合(PS)的工作流组织资源模型及其形式化配置方法,建立了包含部门和工作组的工作流组织资源UML类图模型.结合制造企业的工作流过程,对通用的组织资源UML类图模型进行了实例化,建立了工作流组织资源的UML对象图模型.基于PS理论,对工作流组织资源的类图模型和对象图模型进行了形式化描述,建立了工作流组织资源的PS层次结构模型.通过对PS围道矩阵的递阶推理,完成了工作流过程活动的形式化资源配置,并将其表示为多色集合中体的形式,从而实现了制造企业工作流组织资源模型与工作流过程模型的良好连接.

数控机床故障诊断关联规则挖掘方法研究

基于历史维修数据挖掘故障模式与故障原因之间的关联规则,是进行数控机床故障诊断和预防性维修的重要过程。采用改进的频繁项集挖掘算法,研究数控机床故障诊断关联规则挖掘方法。在阐述关联规则相关概念和挖掘原理的基础上,构建了数控机床故障诊断关联规则挖掘概念模型;针对传统挖掘算法执行效率低且产生大量候选项集的不足,提出改进的频繁项集挖掘算法,并给出了算法流程;根据数控机床故障特点,计算频繁项集及其非空子集的支持度和置信度,生成故障诊断的关联规则。最后,以挖掘数控机床刀架系统故障模式与故障原因之间的关联规则为例,验证了所提理论和方法的有效性。

以工程教育认证为抓手推进“一流专业”建设

工程教育专业认证是目前国际上占主导地位的工程教育质量保障制度。以工程教育专业认证为重要抓手,修订培养目标,重构课程体系,健全评价机制,扎实开展本科教学质量持续改进工作,对于加快推进“一流专业”建设和提高人才培养质量具有重要意义。在总结西安理工大学经验的基础上,从规章制度建设、培养方案修订、非技术能力培养、学习效果评价、教师工程能力提高、实践教学与实验室安全建设等六方面提出了开展工程教育专业认证需要强化的工作,供以工为主的高等院校借鉴和参考。

基于改进型遗传算法的制造资源优化配置方法研究

针对云模式下制造资源的优化配置问题,以交付时间、制造成本和加工质量为目标建立评价函数模型。为解决传统遗传算法在模型求解过程中盲目迭代、效率偏低等问题,采用轮盘赌法和锦标赛法相混合的方法进行选择操作,同时赋予变异过程正反馈特性,在不失种群多样性的前提下提高算法的寻优效率。对交叉率和变异率进行自适应改进,提高算法的收敛性、稳定性和求解质量。最后以某型号齿轮的加工过程为例,验证了本文所提模型和改进算法的有效性。

工程教育认证背景下的“双一流”建设——基于我国进入全球工程教育“第一方阵”的工科专业分析

工程教育专业认证是一种国际通行的工程教育质量保障制度。文章基于我国进入全球工程教育"第一方阵"的工科专业,从专业、专业类、行政区等角度,分析我国工程教育专业认证工作的开展现状,探讨工程教育专业认证与"双一流"建设的关系,从工程教育专业认证的角度提出"双一流"建设的有效路径。入选"双一流"建设的高校,要以工程教育认证为重要抓手,按照国际先进理念推动教育教学改革,加快高校与国际接轨,早日建成世界一流大学。

加弹机上油装置的分析与比较

对目前国内所用的加弹机上油装置进行了分析和比较,指出了油辊式上油装置和油针式上油装置的各自特点和适宜使用的场合。