“2I-3G”研究生培养模式研究——以武汉科技大学为例

针对学术学位研究生培养知识创新能力不够强、专业学位研究生培养与社会需求脱节等问题,以笔者所在学校为例,提出了两创新三保障(2I—3G)创新人才培养模式,建立了“现代化、国际化”—“进项目、进平台、进团队”的“二化—三进”体系,构筑了“与社会需求衔接、与职业资格衔接”—“校企联合、双导师联合”的“二接—二合”体系,前者用来培养学术学位研究生知识创新能力,后者用来培养专业学位研究生实践创新能力,从“学科—导师—培养”三维度保障研究生培养质量,为学术学位和专业学位研究生培养提供模式参考。

自动垂直钻井工具纠斜液压系统的研究

对一种用于石油自动垂直钻井工具的纠斜液压系统展开研究,以实现钻具的纠斜力稳定、可变及钻具矢量纠斜效果。针对油缸压力无法调节及液压泵引起油缸压力不易稳定的问题,研究一种新型纠斜液压系统。在建立纠斜液压系统数学模型的基础上,进行了系统和油缸压力的动态响应分析。仿真结果表明,新型纠斜液压系统提供的导向推力较传统系统稳定性更高,压力波动幅度更低;调节比例溢流阀的输入电流55~85 mA,并保持比例溢流阀输入电流增量不变,钻杆转速越大,油缸压力在单位时间内的开环调节精度就越高。

中外合作办学模式下工科专业大学生文化自信建设有效新途径——以机械专业“榫卯鲁班锁”为例

中外合作办学模式下,机械专业大学生身处特殊的教学环境与生活环境,更易受外国文化的影响,从而产生自身文化缺失和不自信。文化自信对于他们树立正确的价值观,增强专业认同感,培养创新能力,跨文化交流能力和社会责任感有重要意义。该特殊模式下的大学生在英语语言课堂、专业课堂、思政课堂、课外实践和与来华留学生的互动中,通过开展与传统文化如“榫卯鲁班锁”相关的活动,在增强专业能力的同时,能够正确认识传统文化的优越性,培养其精益求精、爱岗敬业的道德品质,有利于其对工匠精神的认同与内化,在未来的成长与发展中做到知行合一。

工业自动化吸盘的类型及应用虚拟仿真实验教学系统研究

吸盘作为一种重要的机械零件被广泛应用在工业自动化领域,但当前的机械类课程中有关吸盘的类型及其应用方面的教学内容比较欠缺,难以满足新兴产业及"新工科"人才培养的需求。因此,该文以吸盘零件为研究对象,通过分析其工作原理、类型和应用场合,并与虚拟仿真技术进行深度融合,开发了吸盘应用虚拟仿真实验教学系统。实验教学以机械臂随机抓取多种工业物品进行转运为实验任务,依次进行吸盘的选型计算、吸盘数量及其吸附位置的确定、吸盘金具的安装和控制机械臂的运动等一系列虚拟操作,实现工业物品的高效吸持与搬送转运。该实验教学平台具有递进式、交互式、立体式和沉浸式的特点,可使学生多层次、多方位、多视角、多关联和多应用场景地理解吸盘的工作过程和应用,以提高学生的实践能力和工程创新能力。

物流自动化仓库拣选作业调度粒子群优化研究

建立自动化仓库堆垛机拣选作业调度模型,采用粒子群算法对拣选作业调度进行优化。提出一种基于货位和粒子位置的二维粒子编码方法,并采用基于粒子位置互换操作的局部搜索方法。计算结果说明,混合粒子群算法能够有效地对自动化仓库拣选作业调度进行优化。

钢铁企业自动化生产线监控系统的研究及其应用

论述了钢铁企业自动化生产线监控系统的设备监控管理系统、过程监控系统和生产管理监控系统三部分的功能。研究了基于专用装置的监控系统及其管理模式在钢铁企业自动化生产线上应用的可行性。在某钢铁企业热轧生产线上实际应用,取得了良好的应用效果。

石煤提钒制球工艺的自动化系统设计

在襄阳某厂的石煤提钒制球工艺过程中,污染情况比较严重,对现场操作工人的身体健康造成极大危害,现根据生产设备和工艺要求,结合在工业自动化监控系统中广泛使用的PLC技术,通过PLC"采集数据,分析数据,处理数据"的运行流程来控制设备的运行及参数;利用PLC编程软件SIEMATIC STEP 7模块化编程,并使用梯形图或语句表编写程序,选用Siemens MM440型变频器,对电机进行调速,利用Visual C++编写监控界面,对设备运行状态实时监控,同时运用计算机控制、网络通信、总线传输等技术,实现石煤提钒制球过程的自动化、智能化,进而达到提高生产效益并降低生产成本的目的,而且也可将此系统框架应用于类似的监控场合。

钢铁自动化生产线信息集成研究

根据钢铁自动化生产线的特点和企业集成模型,建立自动化生产线的三层信息管理的结构模型。分析自动化生产线的信息流,建立了基于专用监控管理装置的自动化生产线信息集成模型,将自动化生产线的任务信息、生产信息和设备信息等有机集成,提高生产线动态调度的准确性和灵活性。在某钢铁企业热轧生产线上实际应用中,取得了良好的应用效果。

具有并行制造特征的自动化混流生产线调度模型

为提高自动化混流生产线的生产效率,瓶颈工作站通常设计有并行制造能力,以便同时处理多个工件。针对工件在并行制造单元上的实际加工时长跨越多个周期的情形,提出一种等效转换方法,从而将瓶颈工作站使用能力约束的研究对象从工作站整体转移到相互独立的多个制造单元个体上。以此为基础,针对自动化混流生产线周期性调度问题,构建了考虑并行工作站使用能力约束的混合整数线性规划模型。此外,基于现有文献针对并行工作站使用能力约束的建模方法,构建了该问题不考虑重入工艺情形时的混合整数线性规划模型。采用改进的标准案例首次指出了并行制造单元上搬运作业存在的周期性交替配对现象,并阐述了所提出转换方法处理相应约束的可行性。大量随机案例验证了所提出的模型的性能。基于随机案例的对比实验验证了所提出的针对并行工作站使用能力约束建模方法的最优性。

基于演化策略算法的物流自动化仓库拣选作业优化

文中采用演化策略算法对物流自动化仓库的拣选作业优化问题进行研究,建立了自动化仓库拣选作业模型,对演化策略算法的编码方法、重组和变异算子进行了设计。计算结果说明,演化策略算法能够有效地对自动化仓库拣选作业问题进行优化。

基于改进遗传算法的自动化制造单元调度

研究了一类带时间窗口的自动化制造单元调度问题。为了克服基本遗传算法求解此类问题容易陷入局部最优这一缺陷,在设计改进遗传算法时,采用基于循环序列的编码排列方式,并配合使用两点交叉操作,以增强进化过程中种群的多样性。采用启发式目标函数以引导种群向有利方向进化。针对进化过程中产生的大量不可行解,提出了具有联动修复机制的修复策略,根据修复过程自适应搜索待修复目标片段,同时引入禁忌表记录各基因的移动方向以避免迂回搜索,从而保证算法的搜索效率和求解质量。最后,使用文献中的8个基准案例进行算法测试,测试结果验证了本文提出的改进遗传算法的有效性。

基于多角度分析统计的眼底图像微动脉瘤自动检测

糖尿病视网膜病变(DR)是新增失明的主要原因,而视网膜微动脉瘤(MA)是糖尿病视网膜病变的早期临床表现之一。然而,由于微动脉瘤体积小,与周围背景的对比度差,很难用肉眼直接观察出来。本文提出了一种基于多角度分析统计的特征提取方法,每种预处理方法作为一个角度提取一组特征,利用多层感知机分类器(MLP)进行分类,最后对所有的分类统计求均值。该方法在e-ophtha-MA数据库上进行了评估,并获得了较高的灵敏度。使用FROC指标,最终平均得分为0.510,灵敏度为0.91,AUC值为0.98,与现有最先进的方法相当。实验证明,本文提出的基于多角度分析统计提取微动脉瘤的方法增强了MA的识别能力,有利于分类,提高了检测性能。

浅论人工智能技术在电气自动化控制中的应用思路

目前,人工智能技术变得越来越普遍,人工智能技术在很多领域都有应用,使得各种问题的解决变得更加简单、便捷。本文对人工智能技术在电气自动化控制中的应用策略进行分析。

关于智能型机械自动化应用探讨

机械自动化涵盖的范围很广,人对机械发布命令时需要通信技术的支持,当然在机械运作的时候还需要电子技术等其他先进技术的支持。智能机械自动化比机械自动化虽然差距只有智能两个字,但是在实际中智能才是最大的特点。智能机械化现在可以实现无人看守,计算机作为整个系统的指挥大脑,对机械进行合理、科学的控制。虽然没有人看守,但是智能机械化使设备的安全性有很大提升。

刀具磨损状态的多步向前智能预测

刀具状态的准确监测对于提高切削加工质量和加工效率至关重要。在当前广泛用于刀具磨损状态监测的间接法中,多以单步或短期预测为主,没有实现多步预测,且累积误差较大。高斯过程是间接法中应用较多的一种机器学习方法,然而传统的高斯过程回归由于模型结构和算法的限制,对刀具磨损预测的精度不高。针对上述不足,提出了改进的自回归递归高斯过程模型对刀具磨损进行多步预测。为了减小预测累积误差,在模型训练中应用了改进的模型更新方式、组合核函数,对样本设置了遗忘因子,在预测中加入了偏差校正方法。研究了各个改进因素对模型的影响并综合所有有利因素,实现了较准确的刀具磨损状态多步预测,在3个测试集上预测误差分别降低了85.68%,20.67%和63.32%。

数模联动的多特征工件加工能耗预测方法研究

在实际切削加工过程中材料去除率是不断变化的,现有将其视为恒量的能耗建模方法难以实现能耗准确预测。为了提高切削过程能耗预测精度,提出了一种基于材料去除率的数模联动加工能耗预测方法。首先,基于切削过程刀具与工件的接触关系分析了切入、完全切入和切出阶段材料去除率变化规律,并对相应的加工能耗特性进行了分析;其次,提出了数据驱动的刀具切入,切出阶段加工能耗预测方法,以及模型驱动的完全切入阶段加工能耗预测方法,实现加工过程能耗准确预测;最后,利用实验案例验证了所提模型及方法的有效性,为今后研究能耗预测精度奠定了基础。

高功率密度磁悬浮高速电机转子动力学建模与分析

与传统电机相比,高功率密度磁悬浮高速电机的运用范围越来越大。但由于转速的提高,转子在加速或减速过程中跨越临界转速会导致共振现象,因此为避免共振带来的问题,需对转子进行动力学建模及分析。以12.3 kW高功率密度磁悬浮高速电机转子系统为研究对象,建立基于有限元法的动力学模型,并对其进行模态计算,使用Ansys Workbench进行模态仿真。通过B&K敲击试验对高功率密度磁悬浮高速电机转子进行模态分析,与基于有限元法的模态计算结果和Ansys Workbench模态仿真结果进行对比。结果表明:3种方法数据较为吻合,其建立的动力学模型有足够的准确性。

动态数据流驱动的再制造拆解工艺知识图谱构建方法

高效稳定的再制造拆解是实施规模化再制造的重要前提。然而,废旧零部件的内部结构、损伤特征等存在较大差异,需要对拆解工艺进行频繁调整,从而造成再制造拆解效率低、质量稳定性差,严重制约了再制造规模化效益。为此,提出一种从动态数据流中提取个性化拆解工艺知识的知识图谱构建方法,利用知识的高效更新与重用提升再制造拆解效率与质量。首先,分析再制造拆解工艺数据的动态时序性特点,以拆解工位为数据分析节点,建立动态数据流模型。其次,基于工位数据对拆解工艺知识进行分类,构建包含拆解过程知识、资源知识和特征知识的本体模型,并利用命名实体识别模型(ALBERT-BiLSTM-CRF)和自然语言处理方法自动抽取拆解工艺知识。进而,提出一种动态数据流驱动的图谱更新机制,实现知识图谱对拆解工艺调整的快速响应。最后,以某型号废旧动力电池包拆解为例,验证所提方法的有效性。

考虑宏观结构性能的多材料微结构拓扑优化设计

多孔微结构材料以其质量轻、比刚度/比强度高、抗冲击等优异力学性能,被广泛应用于航空航天等工程领域。相比单一材料设计,多材料设计可获得力学性能更优的微结构拓扑构型。拓扑优化是实现多材料布局设计的有效方法之一。通过构建基于差集的多材料水平集描述模型和交替活动相算法,提出了基于参数化水平集的多材料微结构拓扑优化设计方法。首先,构建了基于差集的多材料水平集描述模型,利用N个水平集函数实现N+1相材料拓扑的精确描述。然后,引入交替活动相算法,将原始N+1相多材料优化问题分解为N(N+1)/2个双相材料优化子问题,以减少设计变量与约束条件,提高计算效率。最后,采用均匀化方法计算多材料微结构的等效弹性张量,以宏观结构柔度最小化为优化目标,各相材料用量为约束条件,构建多材料微结构拓扑优化模型,并利用优化准则法实现上述优化模型的高效求解。数值算例结果表明,所提方法可有效实现多材料微结构的拓扑优化设计,所设计微结构均具有光滑的结构边界和清晰的材料界面。

基于能效的机械零件激光熔覆工艺参数优化

为降低激光熔覆工艺的能量消耗、减少加工时间,本文提出一种基于能效的激光熔覆工艺参数优化方法。以比能耗作为激光熔覆能效的衡量标准,通过分析激光熔覆各子系统的能耗特性,建立激光熔覆能耗模型。在此基础上,计算系统总能耗与成型体积间的比能耗,构建以比能耗和加工时间为优化目标的激光熔覆工艺参数多目标优化模型并采用NSGA-Ⅱ算法进行求解。通过对环形薄壁件进行激光熔覆试验,验证了比能耗模型的准确性,并证明优化后的工艺参数能有效提升激光熔覆的能效,减少加工时间。