涂层老化数值模拟与数据处理的研究进展

[目的]涂层老化的数值模拟研究取得了丰硕的成果。[方法]综述了研究涂层老化失效机理、寿命预测、在线监测的模拟分析与数据处理方法。[结果]对于涂层老化失效机理,可以就光氧老化、热氧老化、机械应力老化等微观或宏观特征进行模拟。对于涂层寿命预测,可以建立基于老化特征的模型或基于不确定性数学的模型。对于涂层老化的在线监测,电化学监测和老化特征监测是两个主要途径,所得数据可用于腐蚀数据库的建立及基于大数据的模型开发。[结论]引入人工智能是涂层老化数值模拟与数据处理的发展趋势。

Tool path strategy and cutting process monitoring in intelligent machining

Intelligent machining is a current focus in advanced manufacturing technology, and is characterized by high accuracy and efficiency. A central technology of intelligent machining--the cutting process online monitoring and optimization--is urgently needed for mass production. In this research, the cutting process online monitoring and optimization in jet engine impeller machining, cranio-maxillofacial surgery, and hydraulic servo valve deburring are introduced as examples of intelligent machining. Results show that intelligent tool path optimization and cutting process online monitoring are efficient techniques for improving the efficiency, quality, and reliability of machining.

用PSO算法训练神经网络抑制发电机局放随机脉冲干扰

随机脉冲干扰在局部放电在线监测的各类干扰中是最难抑制的,为此提出了一种基于粒子群优化(PSO)算法训练神经网络的随机脉冲干扰抑制算法。PSO算法的优势在于它能通过粒子间的相互作用而发现复杂搜索空间的最优区域。与传统反向传播(BP)算法相比,采用PSO算法来训练神经网络,可以有效地克服传统算法收敛速度慢、易陷于局部极小值等缺点,并且训练出的神经网络在泛化能力上也有很大的提高。大量实际数据的训练和分析结果表明,该算法在抑制局放随机脉冲干扰上是比较有效的。

铣床稳定性在线监测智能寻优控制方法

铣削稳定性智能寻优控制理论是确保高精、高效加工的在线监测关键技术之一。基于建立的刀具-工件铣削再生颤振多自由度动力学模型,考虑了多自由度耦合作用对稳定性的影响,据平均铣削力和2阶响应曲面的时变铣削力系数获取方法,研究了在线监测工艺参数时变作用下的稳定性预测理论。提出了以确保稳定铣削时最大材料去除率为寻优控制目标的"预报-控制-效果评估-再控制"在线监测、智能诊断和实时控制集成一体化策略,在TDNC-H8数控铣床上设计并实施了稳定性理论验证实验。结果表明,以该稳定性预测方法作为在线监测智能寻优的控制理论准确性高,确保了铣床高精、高效的稳定运行。

蒸汽热力管网系统的优化与节能

为降低蒸汽系统的物质及能量损失，中国石油兰州石化公司动力厂建立了气动式排凝回收站和凝结水排汽加压站，投用了蒸汽系统实时数据采集及在线智能监测优化离线模拟系统。蒸汽系统损失主要由计量损失、主干管线散热损失和排空排凝损失3部分组成，总损失约为总供汽量的22％。标定结果表明：回收利用低压蒸汽，蒸汽损失量约可减少5t／h，凝结水回收量为10-20t／h；蒸汽系统数据自动采集站投用后，蒸汽损失可减少3．5t／h；管道保温效果的改善，可节约蒸汽量为6．08万t／a。

基于数字孪生技术的水轮机虚实交互系统设计

针对传统的离线仿真无法准确反映水轮机系统实际运行状态且滞后性较大问题,结合数字孪生理念及应用实践,以C++和高级着色语言GLSL作为服务开发语言,设计了基于数字孪生技术的水轮机虚实交互系统,通过物理实体与数字孪生体进行交互融合及相互映射,实现数字孪生体对物理实体和控制操作的实时反馈模拟,基于高度集成虚拟模型,进行水轮机运行状态优化和在线仿真分析,为运行操作人员提供智能优化指导,进一步扩展了数字孪生的应用领域。

基于热平衡模型的镍铁电炉功率在线优化控制

目前,电炉功率设定大都由操作人员根据经验和现场运行情况人为确定,受人为的经验和操作等影响较大,难以保证功率给定的实时最优性,从而影响生产指标。本文针对回转窑-电炉镍铁冶炼工艺(RKEF工艺)熔炼电炉,提出一种在线控制电炉功率的优化方法。该方法通过建立电炉热平衡模型,对电炉进料、烟气和炉体冷却系统相关过程变量进行在线检测,实现电极功率最优设定值的在线计算;通过构建BP神经网络误差模型,利用出渣周期实测数据生成数据样本对网络模型进行训练和更新,实现对热平衡计算误差的预测和在线修正,提高热量计算的准确性和适应性。本文还基于工程数据采用仿真试验验证了该方法的有效性,指出该控制系统可以解决镍铁电炉智能冶炼的核心问题,下一步还需与其他子系统结合,形成完整智能冶炼厂解决方案。

基于在线仿真技术的自动装配线工作过程的智能监测

针对企业实现工厂自动化远程管理过程中智能监测存在的问题,提出了一种基于自动装配线装配时对装配线总体和工作单元进行实时智能监测的方法,并阐述了该方法的系统架构,构建了从总体运行过程和工作单元2个方面的在线仿真模型及其运作流程,通过实例验证了该方法的可行性。

智能变电站在线监视系统的优化研究

本文在研究智能变电站在线监视对象的基础上,重点进行了变电站二次系统的健康分析和状态统计。设计了变电站二次系统状态估计的整体框架,建立了二次系统的状态方程。进而以信息流模型为载体,研究二次系统的运行方式辨识和故障诊断方法。最后具体阐释智能变电站在线监视的状态评估方法。

基于数字孪生的船舶分段自动化喷涂车间监测系统

针对大型分段船体自动化喷涂车间喷涂作业时产生大量毒害气体以及固体颗粒物,难以进行实时喷涂情况的监测,以及喷涂现场实例数据与工艺系统性能不匹配导致成膜质量差等问题,提出基于数字孪生技术的智能监测方法。建立数字孪生五维模型的系统架构及孪生模型,采用模型数据驱动技术,提出针对喷涂膜厚的数字孪生建模新方法。通过实验-仿真比对验证,该数字孪生系统能够高度还原喷涂膜厚及其均匀性。结合喷涂过程循环迭代的特点,通过累积、处理现场数据,可在加工前、加工时、加工后对喷涂工艺参数进行迭代优化,提高喷涂效率与喷涂质量。

炼化企业蒸汽动力仿真模拟云平台开发

基于图论基本原理,采用节点分析法,集成传热学、计算流体力学,实现大型复杂蒸汽管网的在线实时模拟计算;基于专家数据库,实现系统的实时优化;通过云平台,实现远程诊断与优化。在实际运行过程中表明,系统优化平台可以使企业系统管理更加科学合理,辅助企业管理人员优化管理与运行,帮助企业降低系统能耗。

篦冷机在线监测与智能化控制系统的应用

通过应用数字化智能控制技术,实现了篦冷机料层厚度的在线监测,篦床行程和速度的自动调节,多变量智能控制模块的迭代优化,智能控制熟料移动速度及冷却风量和风压,实现了篦冷机运行的智能化维护,提高了篦冷机运行的可靠性,降低了维护费用,稳定了熟料产质量,提高了水泥生产企业的管理水平。

在线优化技术在催化裂化装置中的工业应用

采用融合数据、模型和相关领域知识的人工智能技术,开展石化生产过程装置操作模拟与优化,是当前研究热点。近年来,针对中国石化镇海炼化公司(简称镇海炼化)的两套催化裂化装置生产过程模拟与优化的难点,基于智能在线仿真与优化技术,研发了催化裂化装置全流程优化运行系统,并开展了集生产过程仿真、操作优化和性能评估为一体的工业应用。实施效果表明,在线仿真系统对催化裂化装置关键产品和性质的在线预测效果较好,对多数指标的预测平均相对误差小于5%。基于系统制定的优化方案具有较好的实施性,其提供的优化产品收益率及效益值与装置实施效果基本一致。该技术的运用,使生产过程优化操作更加数字化、智能化,提升了装置优化运行水平。

矿井通风仿真系统在智能化矿山建设中的应用

文章介绍矿井通风仿真设计系统(简称IMVS),可以实现矿井通风系统优化、瓦斯浓度分布仿真、矿井主要通风机反风仿真、IMVS与监测一体化等多种强大功能,能够为通风系统保持最佳运行状态提供强有力的保障,为矿井通风系统存在的具体问题提出相应的解决办法,为智能化矿山建设提供技术支持。

切削过程中的智能技术

切削过程是非常复杂的加工过程,在切削过程中涉及物理学、化学、力学、材料学、振动学、摩擦学、传热学等多学科多领域的相关知识与理论,对于切削过程的控制一直以来是切削研究的重点。随着加工技术不断发展与工业4.0时代的到来,切削过程的智能加工技术已经成为切削研究的热点,在切削过程中应用智能加工技术是必然的发展趋势。阐述智能加工技术的内涵、应用智能加工技术的流程,并对智能加工技术所涉及的关键技术进行说明。论述了学者们应用智能加工技术在仿真优化、切削过程状态监测与优化控制等方面的研究成果。通过分析智能加工技术的应用前景与存在问题,指出了智能加工技术尚待解决的主要科学问题及关键技术。智能加工是加工技术的发展方向,智能加工技术在切削过程中的应用一定会带来制造业的又一次技术革命。