Research on the Construction of Aerospace Equipment Maintenance Support Chain Models

The current space launch missions are intense, and the utilization of equipment is frequent, demanding increasingly higher responsiveness and capability in maintenance and support. The aerospace equipment maintenance and support chain relies on aerospace equipment maintenance and support facilities, deploying various maintenance and support resources rationally according to specific requirements and principles, ultimately forming a unidirectional functional chain or network from the supply side to the demand side. This system helps address the “bottleneck” issue in the generation of aerospace equipment support capability and significantly improves the level of aerospace equipment maintenance and support. The model construction is a prerequisite for analyzing the formation and operation mechanism of the chain, and identifying factors affecting the efficiency and effectiveness of maintenance and support. With consideration of the particularity of aerospace equipment maintenance and support, the paper extensively investigates the construction of the aerospace equipment maintenance and support chain model by drawing on research achievements in modern supply chain and logistics theories, as well as model construction methods. It develops a structural diagram-based chain model, with symbols as key elements, and establishes an evaluation indicator system, providing insights into understanding and grasping the composition of the aerospace equipment maintenance and support chain effectively. Furthermore, it offers a reference for solving other equipment support chains’ construction and optimization problems.

南极长城站哨声波监测仪设备及其初步观测

在子午工程二期项目的支持下,武汉大学(Wuhan University,WHU)联合中国极地研究中心研制了一套甚低频(very low frequency,VLF)波动探测系统,并在2022年由中国极地研究中心部署于南极洲的中国长城站(Great Wall Station,GWS,62.22°S,58.96°W).该探测系统的动态范围为~110 dB,时间精度为~100 ns,可为空间物理和空间天气研究提供高分辨率的波动观测数据.本文详细介绍了WHU VLF(子午工程编码:OCHCH_WHWM01)波动探测系统在GWS的初步观测结果,充分验证了系统的优越性能和稳定性.在过去一年的常规运行中,此系统能精确探测北美和欧洲等区域内各种地基VLF台站信号的动态变化.初步分析结果表明,在多次X级太阳耀斑爆发期间,GWS观测到的人工VLF台站信号特性与以往的研究结果高度一致.由于HWU-GWS(HWU为发射台站的名称)路径穿过南大西洋异常(south Atlantic anomaly,SAA)区域,观测结果同时表明,在磁暴期间,HWU VLF信号的扰动与磁层电子沉降在时空关系上具有很强的关联性.此外,此设备也能观测到闪电激发的宽频带哨声波,在频谱图上呈现特有的清晰色散结构.因此,在南极独特的地理位置,地基哨声波监测仪的观测结合其它仪器的观测,有利于深入开展与极区哨声波传播、低电离层扰动、地面闪电放电和辐射带粒子沉降等相关的空间天气学研究,对开展全天时空间环境监测具有重要意义.

数字孪生视角下的空天装备数字化

本文以数字孪生技术为媒介,从数据、模型和过程三个视角来洞悉数字孪生技术驱动下现代空天装备数字化,并对整个装备数字孪生体的系统组成、特征体系和关键技术进行剖析。然后,本文通过梳理部分空天装备中数字孪生技术的应用,探讨了数字孪生技术在空天装备设计、制造过程中的作用及优势,并分析了数字孪生在未来空天装备领域的应用前景。最后,文章从数据、模型和过程三个层面归纳总结了当前空天装备研发数字化转型建设所面临的困境,以及当前装备数字孪生体发展所面临的主要矛盾,为寻找可能的突破点与解决途径提出了新思路。

基于贝叶斯网络强化学习的复杂装备维修排故策略生成

为解决传统启发式维修排故决策方法决策时间长、生成策略总成本高的问题,提出一种基于贝叶斯网络(BN)结合强化学习(RL)进行复杂装备维修排故策略生成方法。为更好地利用复杂装备模型知识,使用BN进行维修排故知识表述,并且为更加贴近复杂装备实际情况,依据故障模式、影响和危害性分析(FMECA)的故障概率,经合理转化后作为BN的先验概率;为使用RL的决策过程生成维修排故策略,提出一种维修排故决策问题转化为RL问题的方法;为更好地求解转化得到的强化学习问题,引入观测-修复动作对(O-A)以减小问题规模,并设置动作掩码处理动态动作空间。仿真结果表明:在统一的性能指标下,所提BN-RL方法较传统方法获得更高的指标值,证明该方法的有效性和优越性。

不同补氮程度油品罐通过呼吸阀排放油气危险性研究

在大型油品贮罐建设量增加的趋势下,针对内浮顶罐在不同补氮程度下形成的不同浓度的气相空间油气,通过呼吸阀排放时形成的爆炸性危险的研究尚显不足。采用Fluent模拟研究不同补氮程度下形成的气相空间油气,在不同风速下通过呼吸阀排放时的爆炸危险性。结果表明,在罐底安装针对呼吸阀排放危险性的监测设备无法进行有效监测;外界风速在罐顶形成旋涡,在呼吸阀附近挤压作用明显,对呼吸阀排放出的油气起到加速扩散和稀释作用;在有无外界风干扰时,距离罐顶中心0.1 m处安装监测设备,均可以快速监测到气相空间内浓度为5%~100%的油气经过呼吸阀排放的爆炸危险性;罐内、外监测设备监测到危险性浓度后,应采取预防气相空间内形成危险性油气浓度、预防气相空间内形成可排放压力、防止危险性浓度的油气排放等措施,以进行综合治理。

智能枯枝清理收纳车设计

随着国家对城市绿化和环境保护的重视,城市公园和绿地的维护工作量也逐渐增加。其中一部分工作如割草、灌溉等已经实现机械化和智能化,但枯枝清理工作仍需要依赖人工,效率低。为此,设计一款智能枯枝清理收纳车,用于自主识别并清理枯枝,以提高城市绿地的维护效率,并为推动林机装备产品智能化提供参考。

针辊式烟丝结构调控设备参数变化对细支烟卷制品质的影响

以单支质量标准差、吸阻标准差、总通风率标准差、端部落丝量、含末率等为指标,选取选丝针辊电机频率、断丝针辊电机频率和选丝针辊间距3个参数设计正交试验,研究针辊式烟丝结构调控设备参数变化对细支烟卷制品质的影响。结果表明:选丝针辊电机频率是影响细支烟单支质量和总通风率标准差的关键因素,断丝针辊电机频率是影响吸阻标准差和端部落丝量的关键因素,选丝针辊间距是影响含末率的关键因素;调控设备最优参数为选丝针辊电机频率33 Hz、断丝针辊电机频率45 Hz、选丝针辊间距45 mm;调控后烟丝长丝率降低了14.39%、中丝、短丝率增加了26.01%和20.09%,碎丝率变化较小。卷制后细支烟物理指标无显著变化,但单支质量、吸阻、总通风率等标准差均下降30%以上,端部落丝量、含末率分别降低了61.79%和36.42%,细支烟卷制稳定性明显提高。

深井救援机械设备的结构设计与研究

旨在制造一个应用于深水井救援领域的救援机器人,以弥补该领域内专业救援设备的空白。该机器人由驱动模块、侦查模块、动力模块和救援模块4个模块组成。其体积小,活动灵活,能在狭窄的井中进行多种操作,完成在狭窄空间内人所不可能或很难完成的任务。在使用本装置实施救援时,只需在地面上进行远程控制便能快速完成救援任务。

天基航天装备维修链体系构建与维修策略研究

目前天基航天装备维修在我国乃至世界上都是一大难题,亟需改变传统的维修模式,构建天基航天装备维修链,以适应天基航天装备在轨布局与航天任务的发展需求。在分析在轨维修的必要性、可行性与维修特点的基础上,区分地面、低轨道、高轨道、深空4层空间高度,构建了以航天指挥控制中心、维修需求节点、维修保障节点和物资储供节点为关键节点的天基航天装备维修链体系架构,研究了三类重要轨道高度上基于维修链的天基航天装备维修策略,为提升天基航天装备维修保障能力,构建高效、敏捷、柔性的天基航天装备维修链提出了设计参考。

基于设备负荷均衡规则的空间目标监视资源调度研究

针对传统空间目标监视资源调度存在各观测设备负荷不均衡的问题,提出了一种基于设备负荷均衡规则的调度方法。以空间目标的可见性为数学基础,利用STK软件包对空间目标进行跟踪弧段的可见性预报,将设备负荷均衡调度规则融入传统调度流程中,以观测需求分别为3圈次、4圈次、5圈次为输入进行实验仿真,生成的调度方案以甘特图的形式呈现,最后利用构建的评价指标进行价值评价。实验结果表明,基于设备负荷均衡的调度规则能够很好地实现各观测设备工作负荷上的均衡性,并且能够实现对更多空间目标的跟踪监视。

第四代82000 DWT散货船锚泊设计

针对第四代82000 DWT散货船进行锚泊设计,从锚设备选型、锚泊布置和安装、锚与船体间距核对和锚的收纳与检验4个方面进行介绍,提供满足斯贝克锚和大抓力锚配置的锚泊布置方案,经核对验证满足设计要求。

高压直流海缆XLPE绝缘空间电荷与电场分布特性研究进展及展望

高压直流海缆是大容量、低损耗、远距离跨海输电的核心装备,是实现规模化海上风电并网、电网跨海互联的关键基础。当前快速增长的海上风电发展需求,要求直流海缆具有更高运行电压、更大容量、更大长度,因此对交联聚乙烯(crosslinked polyethylene,XLPE)电缆绝缘材料提出了更高要求。文中首先综述了国内外高压直流海缆的发展历程,对比分析了XLPE绝缘与绕包绝缘的优势与不足。针对直流海缆绝缘面临的大长度连续挤出过程中的焦烧问题和工厂模塑接头绝缘界面问题,论述了XLPE绝缘焦烧产物和工厂接头绝缘界面缺陷对空间电荷与电场分布的影响规律及机理,介绍了全尺寸直流海缆空间电荷与电场分布特性的有限元仿真和数值计算方法,分析了稳、暂态工况下直流海缆XLPE绝缘空间电荷与电场分布的演变规律,阐明了直流海缆绝缘层厚度对空间电荷与电场分布的影响机理。最后,对直流海缆XLPE绝缘未来的发展进行了展望,指明了高压海缆绝缘国产化亟需解决的关键问题。

太空设备用单片集成电路筛选方案研究

随着太空研究进程不断加速,空天优势已经成为现代竞争中取胜的重要环节。如果偶然失效或者有质量隐患的元器件上装应用,会导致太空设备整机早期故障率大大增加。装备对太空设备用元器件的质量与可靠性提出了战略需求。文中基于太空设备的典型应用环境,在充分调研国内外元器件标准体系及质量控制模式的基础上,利用FMEA技术分析元器件的敏感因素。基于薄弱环节建立分级分类的筛选方案,支撑太空设备用元器件可靠性保证工作,避免早期失效或有质量隐患的元器件上装应用,满足太空设备对元器件质量、成本及研制周期的要求,助力空天装备快速、高质量和可持续发展。

基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法

针对天基信息支援装备体系效能评估存在的问题,提出一种基于贝叶斯网络的天基信息支援装备体系作战效能评估方法。构建基于系统动力学的仿真平台获取仿真数据,采用基于搜索的贝叶斯网络结构学习算法以及期望最大化(expectaion maximization,EM)参数学习算法对数据样本进行学习构建贝叶斯网络模型,以正向推理、因果追溯推理、阶段分析推理3种方式进行作战效能分析;通过该模型深入分析海上方向远程精确打击移动舰船目标的作战场景下天基信息支援装备体系中诸多影响因素之间的相互关系与影响程度。仿真结果表明:该方法应用在天基信息支援装备体系作战效能评估具备有效性和可行性,能够为武器装备体系效能评估提供技术支撑。

特征融合的电力机械设备过热故障红外检测

因电力资源需求急剧上升,电力系统提高电能资源运输量的同时,电力机械设备经常出现过热问题,易导致电力故障的发生,为此提出特征融合的电力机械设备过热故障红外检测方法。将电力机械设备红外图像转换到HIS颜色空间,采用中值滤波法去噪处理红外图像,降低噪声对故障检测效果的影响。提取红外图像的反射与入射分量,获取图像相关细节信息,在信息融合的帮助下合并红外图像信息,完成红外图像增强。使用梯度方法定位图像边缘,通过划分红外图像中高温区域,实现电力机械设备过热故障检测。实验结果表明,所提方法的过热故障红外检测误差低、检测时间短,鲁棒性高。

建筑中设备空间研究

现代建筑中设备对建筑的功能起到越来越重要的作用,设备所占空间也越来越大,进而对建筑的造型、空间布局、美学特征产生越来越大的影响,但在建筑设计实践中很多建筑师由于受到专业知识的限制,对设备空间的大小、布局等过多依赖设备工程师的提资,在对设备空间的处理上处于被动地位。文章从设备专业和建筑学两个角度对建筑中设备空间进行定义,总结得出在建筑中对设备空间处理上有暴露、隐藏、结合建筑造型、将设备作为建筑的装饰等策略。在建筑设计中采用一定的方法是可以将设备空间融入建筑中,建筑设备不是为了实现功能“占用”建筑空间,而是可以作为建筑美学表现的一部分。

融合彩色模型空间的电力设备红外图像增强

电力设备红外图像普遍存在亮度暗、对比度低等问题,针对此现象,提出了一种融合彩色模型空间的图像增强算法。该方法将图像的对比度与亮度增强转换至HSV与RGB空间中分别进行处理:RGB空间中,首先预处理图像中的高灰度级,并采取混合滤波的方式抑制图中噪声,然后使用增强函数提高图像亮度,最后将增强图像转换至HSV空间中并提取H、S、V三分量图;HSV空间中,采用伽马变换和CLAHE(contrast limited adaptive histogram equalization)算法实现V分量的亮度提升,并采取非线性饱和度矫正函数处理S分量提升图像对比度,最后将处理分量与提取分量进行对应融合得到HSV空间中的增强图像,并将其转回RGB空间中得到最终的输出图像。实验结果表明,本文算法能明显地提升红外图像的亮度与对比度,增强后的3组图像其灰度均值和标准差平均值分别为115.94和78.65,相对于原图的平均值分别提升了81.59和36.17。

有限空间作业的风险控制管理

有限空间作业事故一直是容易被忽视但是频发的生产事故之一,本文深刻总结并吸取近年来有限空间安全事故教训,结合有限空间作业的特性,从建立有限空间安全管理体系入手,提升企业自上而下安全素养及管理理念,同时分析有限空间前中后作业特点以及结合事故发生的特点和环节,对全过程做出了相应的审批、监护及作业要求,明确了发生事故时应急救援要求,选取了科学有效的劳动防护用品,对选用和配备做出了强制性要求,弥补了有限空间作业过程中的最后一道短板,从而有效降低了有限空间的发生率和事故率。

现代木构屋架的空间利用设计探索

我们常说的建筑“第五立面”——屋顶作为建筑的顶部围护,不仅能成为建筑外轮廓和整体形象的视觉焦点所在,还是建筑空间的重要组成部分。不同于建筑下部主体空间的完整且自由,木构建筑的屋顶由于屋架结构的存在而使内部的空间被切割成多个部分。传统木构屋架由于技术和材料的限制一般无法在其中布置有效空间,而现代木结构能做到更大的跨度、更小的构件截面以及更丰富的搭建方式,使得在其中创造空间有了更多的可能性;同时,新技术的发展也要求建筑师探索新的设计手法以对木构建筑屋顶的空间结构和功能扩展进行处理,从而激发新的现代木构屋架设计理念。文章以现代木构屋架的可居性与架构性为研究目标,整理分析现代木构屋架的设计案例并探讨其逻辑,从而引发对木构屋架空间结构一体化设计的思考。

航天发射场信息化装备综合管理分析平台设计与研究

为解决航天发射场装备管理中人工录入效率低、装备信息更新慢、维护保养设置不合理、装备数据利用率低等问题,文章提出建设一种针对航天发射场的信息化装备综合管理分析平台。设计了由信息化装备、服务端、客户端和装备网络等组成管理分析平台;开发了平台样例,实现了部分信息化装备的综合管理,并以指挥显示终端为例演示了装备综合分析的效果。结果表明,信息化装备综合管理分析平台能够完成对航天发射场信息化装备的综合管理,提升了装备管理效率;并能够综合分析装备的数据信息,充分挖掘信息化装备的价值。