工程复杂系统灾害形成与自愈防范原理研究

工程安全科学是涵盖机电工程、过程工程、信息论、系统论、控制论、耗散结构理论、医学、人文科学、社会科学的一门新兴科学。工程安全科学应该而且必将列入我国基础学科发展的行列。笔者探讨了工程安全科学的定义,重点研究工程活动中人-机-过程-环境复杂系统故障、事故发生发展及其防治、根除的规律,研究危险源隐患转化为危害或灾害的条件和影响因素及其监测、预防和控制。提出并讨论了工程系统灾害形成的机理,工程复杂系统灾害形成遵循的共性规律,工程复杂系统故障和事故的诊断预测以及灾害的防治原理。安全度既取决于危险又取决于控制能力。与故障作斗争是与疾病作斗争以另一种方式的延续。借鉴医学的“自主调理是治疗学的第一原理”和系统科学的自组织理论,提出并研究了故障自愈原理及安全的动态评价与灾害的自愈防范机制。该研究的理论和成果是落实科学发展观、促进人-机和谐和实现安全、绿色、节约型流程制造的重要途径。

基于前端控制的复杂系统工程档案管理变革研究

随着复杂系统工程研发模式由TBSE模式转向MBSE模式,前端研发方法论的变化也会导致后端各项管理要求的改变。本文以档案管理中的前端控制原则为研究出发点,通过分析MBSE模式下的科研设计特点,推导出其引发的后端档案管理的对象、主体和方法的变革,并以变革为重点,提出模型归档、科研档案和数据协同治理、前端参与、交叉人才培养等措施主动适应前端设计逻辑的调整。

复杂工程系统多学科设计优化集成环境研究

复杂工程系统的设计是一个多学科互相适应的系统过程,是一个多学科交叉综合设计优化的多目标决策过程。针对复杂工程系统设计过程,提出了复杂工程系统多学科设计优化集成环境模型,作为提高设计自动化的平台,给出了集成环境的体系结构和技术结构方案,定义了集成环境优化设计的流程;详细说明了工程系统多学科设计优化方法、智能产品模型两项关键技术。最后对集成环境的实施和验证做了相应的阐述。

复杂工程系统研发中的技术状态管理

围绕复杂工程系统的本质特征和研发过程的难控性提出进行技术状态管理的必要性;结合实际飞机系统的工作分解结构,分析了技术状态管理过程中技术状态标识过程、技术状态基线控制、技术状态纪实和技术状态审核等关键技术活动;提出了比较完备的技术状态管理体系结构,并指出流程管理在该体系结构中的重要性。

复杂工程系统的可靠控制

阐述了复杂工程系统可靠控制的发展状况,并分别对近年来发展起来的基于故障诊断的容错控制技术、故障预报技术、可靠性分析技术等可靠控制技术进行了分析和评述,最后指出了该领域亟待解决的一些关键问题和关键技术。

大型复杂工程系统设计的四要素法

从基本概念、重要特性及实施办法诸方面详尽阐述了可用于大型复杂工程系统设计的四要素法,并以7 000m载人潜水器为例,演示如何在大型复杂工程系统设计过程中使用该方法。

复杂工程系统可视化仿真建模方法与应用

依据Zeigler分层次模块化的思想,提出了面向对象的复杂工程系统可视化仿真建模方法。该方法建立了两层模型,底层CYCLONE模型实现封装,可移植,并对用户隐藏,上层CPM模型直接面向用户,用户可根据熟悉的CPM方法进行仿真建模,这就克服了以往工程系统建模的复杂性与专业性。同时利用功能强大的VC++语言编制了相应的仿真建模软件,其操作简单,功能完善,适于不同层次用户的要求。最后通过某实际工程的成功应用,验证了该建模方法的可行性和优越性。

复杂工程系统设计方案评价方法综述

工程背景为航天器舱的布局优化设计问題,为此我们研究了多种具有实用性的布局优化算法,并依据这些算法得出了多种不同的布局设计方案。航天器舱是一个复杂的工程系统,在概念设计阶段,能否对这些布局设计方案做出客观评价将最终决定整个系统设计质量的优劣乃至其成敗,因此系统方案评价工作十分重要。基于此,对国內外目前常用的系统方案评价方法的理论及其特点进行了研究,归纳为如下几类:层次分析法、模糊评价法、灰色理论法、物元分析法、聚类分析法、价值工程法、神经网络法以及综合评价法等,并简要介绍了各种评价法在工程领域中的应用情况,并就目前尚有待深入研究的问题进行了探讨。

复杂系统工程研究

在分析复杂系统工程基本特点的基础上,从目标时变特点、环境的多变和可用资源的成本可变性三个方面讨论了复杂系统工程目标的演进性.然后分析了复杂系统工程组织自主协调性与复杂结构网络脆弱性,进一步研究了复杂系统工程运行的市场机制与博弈,并建立了复杂系统工程效果评价的分布式仿真结构.最后针对一类典型的复杂系统工程——抗灾动员指挥工程进行了系统性分析.

同时考虑中介状态和失效相关时复杂抗震工程系统可靠性研究展望

讨论了工程结构与系统失效相关性和广义可靠性理论的研究现状,分析了应用研究中凸现的局限性。在此基础上,考虑结构和系统具有"安全-中介-失效"的三级工作模式,提出具有中介状态工程系统的可靠性向量概念;根据地震荷载的单一随机扰动作用特点,引入相关性参数,结合模系运算和条件概率提出较为精确又能简化处理的抗震工程系统失效相关性实用方法;建立同时考虑中介状态和失效相关时多级递阶和网络抗震工程系统的可靠性向量模型及其实用分析方法。该理论适用于土木、建筑、水利、机械等各种工程结构与系统。

复杂工程系统优化设计集成框架研究

优化设计对于提高复杂工程系统的设计质量具有重要意义,它贯穿于系统设计的整个过程之中。针对复杂工程系统的优化设计过程,提出了二维正交分析模型以减少系统分析的复杂性;定义了优化设计问题的变量类型以及解决设计问题的迭代方式;分析了复杂工程系统优化设计的基本阶段。以上3部分是复杂工程系统优化设计集成框架的支撑技术,为其提供了必要的理论基础。最后提出了复杂工程系统优化设计集成框架模型,以此作为提高设计自动化的平台,并对其实现机制和验证实例做了相应的阐述。

复杂工程系统的可靠控制(续)

阐述了复杂工程系统可靠控制的发展状况,并分别对近年来发展起来的基于故障诊断的容错控制技术,故障预报技术,可靠性分析技术等可靠控制技术进行了分析和评述,最后指出了该领域亟待解决的一些关键问题和关键技术。

复杂系统(产品)集成制造工程的技术研究与应用

基于现代集成制造的理念、方法、技术、工具,结合实践,提出并研究了一种能改善复杂产品研发时间(T)、质量(Q)、成本(C)、服务(S)的系统工程———称为“复杂系统(产品)集成制造工程”(简称COSIME)。阐述了它的内涵、系统框架和技术体系,并给出了其中具有特点的6类关键技术的阶段研究成果,包括基于人制管理及有关先进制造模式的复杂产品集成制造系统的经营管理模式;基于项目管理理念的异地企业间并行工程方法与技术;复杂产品虚拟样机工程方法与技术;基于分布仿真技术的复杂产品概念设计与性能评估系统;复杂产品质量控制与管理系统;基于PLM及网格技术的两种复杂产品全生命周期活动集成制造支撑平台等。

复杂工程系统优化设计初探——以某泥石流防治工程系统的优化设计为例

以某泥石流防治工程系统的优化设计为例 ,建立了优化模型 ,分析确定了模型参数 ,并利用基于随机模拟的遗传算法对模型进行了求解。对其他泥石流防治工程系统的优化设计具有重要指导意义 。

面向复杂工程系统的虚拟仿真技术应用研究

现实系统认知上的复杂性和仿真过程中的计算复杂性,导致复杂工程系统的建模与仿真方法不同于一般工程系统.根据复杂工程系统设计、管理与施工的一般习惯,运用虚拟仿真技术,将建模仿真过程分为面向不同层次工程施工管理人员与施工操作技术人员的结构化任务建模和面向仿真技术人员的模块化实体建模2大阶段.分阶段面向不同层次管理需求的建模方法,降低了复杂工程系统虚拟施工过程建模的复杂度,所得模型能更真实地反映工程系统的实际施工过程,提高了建模和仿真效率.

复杂工程系统自组织问题研究综述

随着科学技术的发展,产生了许多复杂的工程活动和复杂工程系统。这类工程的要素十分庞杂,要素之间的非线性相互作用很强,传统的工程方法已经难以应付。面对这种情况,人们开始将复杂性科学中的某些思想尤其是自组织理论应用到工程问题中来,出现了一些应对复杂工程问题的新思路和新方法。本文通过国内外文献综述,阐明了复杂工程系统的概念及特点,从三个层面评述了关于复杂工程系统自组织问题的研究进展:复杂工程系统的自性能、复杂工程系统的自组织机制以及复杂工程系统中自组织与他组织的关系。作者认为,目前基于模拟仿真而得到的研究成果在工程实践中是否有效,尚待检验;关于复杂工程系统的建构,还需要探讨一般性的原则和规律;对于复杂工程系统自性能的研究,与工程实践也有不小差距;在复杂工程系统建构过程中,如何权衡自组织与他组织之间的关系,需要重点展开研究。对于这些问题的探讨,不仅需要一般意义上的工程科学研究,也需要工程哲学研究的介入,尤其是在工程方法论层面,工程哲学可以做出自己独特的贡献。

输变电工程建设项目管理复杂系统研究

输变电工程是由多个可以相互区别、相互联系又相互作用的阶段/要素为达到整体目标而存在的复杂系统工程;运用系统集成思想,通过分析输变电工程建设项目的管理要素、管理组织结构、全生命周期管理过程,明确输变电工程建设项目管理的子系统。运用系统集成的思想与方法,构建输变电工程建设项目管理系统模型,并通过可实现多目标优化的非线性二次规划对模型各要素进行均衡优化,从而使输变电工程建设各阶段、各管理要素达到整体最优。

2024年工程师不可错过的AI主要发展趋势

随着AI在各行各业的应用日益广泛,它将继续深刻影响着人类社会的发展和进步,并彻底改变技术和人类交互的方方面面。据Forrester预测,到2024年,企业AI计划有助于将工作效率和创造性问题解决能力提高50%。AI将对工程师和教育工作者等的工作产生影响,即帮助他们节省时间,让他们有更多精力专注于推进科学和工程事业的其他项目。2024年推动AI持续发展的三大趋势:AI和仿真对于设计和开发工程系统至关重要随着AI在各行各业和应用中走向主流,不使用AI的复杂工程系统将显得格格不入。工程系统集多个领域的组件和子系统于一体,创建了能够感知和响应周围世界的智能系统。

电力工程新型项目群“命运共同体”组织模式

在国网公司传统的电力工程项目群组织模式的基础上,进一步跨参建单位、跨工程及跨内外部相关方,构建了电力工程新型项目群“命运共同体”组织模式,构建了“纵向协作共同体-横向建设共同体-内外联合共同体”的组织模式,助力推动实现重大复杂系统工程的利益最大化。

复杂工程风险管理的信息密度演化计算方法

为提高复杂工程系统的风险评估和计算效率,对工程系统中复杂性和信息密度演化进行研究.利用信息熵方法对复杂工程系统中风险分析效率、效果与工程信息密度演化相关性进行研究.通过提出信息密度演化的信息栅格度量工具和计算方法,指出信息价值的独立性和不恒定,依赖于次密度维度上的信息演化,并且信息价值量与演化速度具有正相关性.结果表明,在信息密度演化的价值累积的初期,主要是信息价值生成过程的贡献,随着演化进程延伸,信息价值的扩散过程的贡献逐渐增大.