浙江大学高水平产教融合培养卓越工程师的实践与探索

以智能化为特征的第四次工业革命正在深刻影响卓越工程师的培养路径和育人内涵,推动我国重塑工程师培养体系,增强自主培养卓越工程师的能力。以浙江大学为例,阐述了发挥高水平研究型大学优势,构建一流产教融合生态,深化专业学位研究生教育改革,依托工程师学院培养研究生层次卓越工程师的实践与探索。

当过程装备与控制工程专业遇上通识教育——来自浙江大学的探索与思考

过程装备与控制工程专业是典型的细分专业,为我国培养了该领域大批复合型人才。但在当今多元文化碰撞、知识高速更迭的背景下,过于强调专业细分和专业技能分类的专业教育不利于人才的全面发展,因而通识教育受到越来越多的关注。文章基于通识教育与专业教育的对比分析,明确了过程装备与控制工程专业的通识属性,并介绍了浙江大学过程装备与控制工程专业的通识教育实践,从加强四课堂融通、推行微辅修项目和实施英才计划等方面提出了相关建议与思考。

浅谈当代高校学生配套服务空间布局——以浙江大学紫金港校区为例

高校学生配套服务空间是学生课堂学习的补充,起到满足日常生活、增进相互交往和促进身心发展的作用,同时也是校园文化和校园凝聚力的体现。文章基于学生配套服务空间的发展,选取浙江大学紫金港校区四类典型案例,对综合服务楼、学生街或学生文化长廊、一流社区及散点布置的空间形式进行分析,探究当代学生配套服务空间的布局特征、原则和发展方向。

面向卓越工程师培养的物联网实践教学模式改革与探索

针对物联网方向卓越工程师培养要求,探索物联网专业硕士研究生实践教学新模式。开展了物联网专业实践教学体系、教学平台建设和教学内容的改革和创新。教学实践表明,学生的工程设计思维、行业产业认知、物联网系统设计、工程综合应用创新能力和工程意识不断提升,获得多项竞赛成果,就业竞争力明显增强。

考虑扰动影响的土体小应变硬化模型参数试验研究及其在基坑工程中的应用

天然结构性土体容易受到各类施工扰动,导致土体物理力学性质改变,进而影响工程稳定、变形以及邻近环境。针对宁波两种典型土体,分别对原状土和轻、重扰动土以及重塑土开展了三轴试验及一维压缩试验,分析了扰动度对小应变硬化模型(HS-small model,简称HSS模型)主要参数的影响规律,并将其应用于宁波某基坑工程,利用Plaxis3D分析了考虑周边土体扰动影响的坑后土体水平位移变化。研究结果表明,扰动会使土体的强度及刚度参数降低。对于淤泥质黏土,轻扰动试样的参考切线模量E_(oed)^(ref)、参考割线模量E50ref及参考加卸载模量Eurref值分别降低14%、10%、2%,重扰动试样三参数分别降低43%、14%、15%,粉质黏土三参数也呈现相似降低趋势。在考虑土体扰动影响的情况下,基坑周边两个测斜孔的最大水平位移值分别增大13%、15%,更加接近实测值。研究结果可为小应变硬化模型的参数取值以及考虑扰动影响的基坑工程分析计算提供指导。

新基建下我国“区块链+能源互联网”工程建设现存难点综述及应对措施

作为一种分布式的基础架构与计算范式,区块链技术有着去中心化、公开、透明的优势,能够支撑能源互联网在点对点交易、隐私保护、交易市场管理、需求侧管理和家庭能量管理等方面的建设。随着区块链技术的发展,区块链与能源互联网的结合有望成为我国新基建下能源系统建设的核心与重点。目前国内“区块链+能源互联网”相关试点工作已经逐步展开,取得了阶段性成就,但在大规模推广时遇到了困境。将重点放在深层次剖析“区块链+能源互联网”试点项目的“缺陷”上,结合实际案例点明了当前相关工作的不足和隐患。结合我国国情提出的一系列在“区块链+能源互联网”工程建设上的应对措施和相关建议可以作为该领域研究工作的补充,为未来大规模商业应用及相关政策标准的制定提供借鉴。

面向企业分布化的工程管理研究生培养需求与途径

企业分布化是制造业的发展方向。企业分布化的特点是企业分散化和集成化的统一、员工自主化和自律化的统一。这也可以成为工程管理专业研究生培养的重要方向。其意义为有助于提高研究生的创新能力;有助于提高研究生的创新素养;有助于研究生完成富有创新内容的高水平论文。该文研究企业分布化对企业技术人员的创新能力的需求和素养的需求,提出面向企业分布化的工程管理研究生培养途径。研究表明,将企业发展方向与工程管理专业研究生培养方向紧密结合起来,可以更好满足国家、企业和个人三方面对工程管理专业研究生培养的需求。

非全日制工程管理研究生论文写作“三缺少”难题的破解策略

非全日制工程管理专业学位研究生的特点导致其论文写作普遍存在“三缺少”难题:(1)许多来自技术岗位的研究生缺少工程管理背景,存在“写论文缺少内容”的难题;(2)非全日制的特点导致其“写论文缺少时间”;(3)长期在企业工作导致其“写论文缺少经验”。对此,开展如下研究:(1)从需求分析入手,说明工程管理对象向技术密集型方向发展,提供了新的研究内容,可以破解“写论文缺少内容”的难题;(2)提出充分利用非全日制研究生的企业实践优势,将过去和现在的工作与论文研究结合起来,帮助破解“写论文缺少时间”的难题;(3)提出多实践、范本学习、案例学习、应用验证等对策,帮助破解“写论文缺少经验”的难题。

关于卓越工程师能力素质评价标准的思考和探索

评价标准是出口依据,对教育教学等环节有“指挥棒”的作用。习近平总书记在中央人才工作会议上深刻指出,“要培养大批卓越工程师,努力建设一支爱党报国、敬业奉献、具有突出技术创新能力、善于解决复杂工程问题的工程师队伍。”[1]习近平总书记的重要指示科学阐释了新时代卓越工程师所应具备的能力素质特征,为评价标准的构建指明了方向。

未来社区——浙江省在新城市主义上的本土化探索

2019年,浙江省提出了“未来社区”的概念,通过对未来社区试点的建设,探索一条提升城市居住社区建设及更新的全新道路。文章从新城市主义的理论出发,比较未来社区与新城市主义城市建设模式的异同点,思考未来社区建设在新城市主义的本土化实践中的意义,为未来社区在接下来的探索与发展中提供更有力的理论支撑。

微细金属Z-pin对复合材料开孔板压缩性能的影响

通过开孔板压缩试验和建立的参数化多尺度有限元模型,获得微细(φ0.11 mm)金属Z-pin植入体积分数和排布方式对开孔板压缩力学性能和失效行为的影响规律.采用离散实体单元代表Z-pin,选用3D Hashin失效准则判断面内起始损伤,可以有效地模拟结构失效过程中扭结现象的不稳定扩展.结果表明,所有加Z-pin开孔板的压缩强度均低于无Z-pin试样.随着Z-pin植入体积分数的增加,Z-pin与层合板之间的桥联作用增强,加Z-pin开孔层合板压缩强度增加,开孔周围分层损伤区域受到抑制,损伤区域面积最高减小了67%.在相同的体积分数下,Z-pin排布变化对开孔板压缩强度没有显著影响.加Z-pin开孔板有限元模型的模拟结果与试验结果之间的最大相对误差为8.6%.

模块化多电平中压直流变换器的高可靠自供电架构研究

随着大容量中压直流配电技术的迅速发展,模块化多电平直流变换器受到工业界和学术界的广泛关注。然而,实现高可靠的辅助供电是实现直流变换器在中压直流配电场景中应用的关键技术瓶颈之一。为此,提出一种面向模块化多电平中压直流变换器的高可靠自供电系统架构。该架构实现主控制器、子模块等辅电系统的中压直联馈电,从而无需额外低压直流电源,并且大幅提升系统启动速度。基于此架构设计,模块化多电平直流变换器的子模块控制器和旁路开关辅助供电均实现3倍冗余,提高系统容错运行的能力。在子模块电容预充电阶段,提出一种基于辅助电源自主控制的子模块电容均压方法,保证模块化多电平直流变换器可靠预充电。最终通过实验验证所提辅助供电系统架构的可行性。

面向综合评估的船舶工装设计方法

针对船舶建造工装设计标准化程度低、设计不规范以及设计管理落后等问题,提出一种面向综合评估的工装设计方法。从工装库构建、智能设计、仿真评估与优化等角度开展工装数字化设计研究。基于工装模型库实现设计模型的有效管理和调用,并通过集成寻优算法实现工装最优布局,在此基础上基于有限元仿真和工艺仿真技术,结合具体指标,实现工装结构力学性能和工艺仿真评估,同时利用结构优化技术对设计结果进行优化,在满足使用需求的基础上降低了加工成本。基于达索三维体验平台开发数字化工装设计系统,固化设计流程,并通过分段吊马设计的实际应用,实现设计效率提升200%,同时重量减轻12.8%。

计及总损耗功率的电动汽车母线电容主动快速放电方法

针对电动汽车遇到碰撞等紧急情况时,高压驱动系统母线电容电压需迅速降到安全电压(60 V),而传统基于PI控制的母线电容主动放电方法存在鲁棒性差、放电时间长和安全性低的问题,提出一种计及总损耗功率的电动汽车母线电容快速放电方法。首先,建立以永磁同步电机绕组作为泄放电阻的母线电容能量流动模型,将逆变器损耗、电机绕组铜耗、电机电感储能等损耗作为总损耗,利用扩展滑模观测器(ESMO)对总损耗功率进行估算,并通过Lyapunov稳定性理论对ESMO的稳定性进行了证明。然后,将观测的总损耗功进行前馈补偿,从而使母线电压快速降低并稳定在安全电压。仿真和实验结果表明,与现有主动放电方法相比,所提放电方法不仅显著减小了放电时间,而且提高了快速放电的鲁棒性和安全性。

特种车辆电池热管理设计与实验研究

为确保消防特种车辆能在高温环境下正常工作,该文设计了一种新型的电池热管理系统。提出在电池外围布置隔热结构进行热防护,电池放电过程中产生的热量则通过相变材料进行吸收。此外在相变材料中布置液冷管道,待消防特种车辆撤离火场后利用液体换热实现相变材料的再生。该文重点关注相变材料对电池组的温度控制情况,对电池放电温升的仿真结果显示,电池组温度始终处在正常范围内,初步验证了设计的可行性。在此基础上进行了实验验证,恒流放电的过程中电池组工作正常,在相变材料的作用下电池组温度得到了有效控制。为进一步优化设计,通过仿真模型研究了相变材料相变点、相变潜热等因素对热管理冷却性能的影响。

变厚度CFRP超声缺陷自动成像的相关性算法研究

针对变厚度碳纤维增强聚合物复合材料(carbon fiber reinforced polymer,CFRP)超声缺陷成像工序繁琐的问题,提出了一种基于相关性的自动成像算法。试验预埋夹杂缺陷,使用超声相控阵检测获取数据,首先依据离散序列互相关理论,对不同厚度CFRP的超声A扫描信号进行底波时移处理,之后利用自相关理论从无缺陷区域生成必要的参考信号。通过相关计算结果,利用欧氏距离区分缺陷信号和非缺陷信号,并依据欧式距离进行颜色编码绘图。最后通过基于机器视觉以及Hough圆变换的边缘检测算法来对缺陷尺寸进行统计测量,总体均值误差率小于7%,最大误差率为16.25%,最小误差率为0.25%。结果表明该算法可广泛应用于变厚度CFRP自动化超声检测。

基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法

针对路网交通信号控制的复杂性,本文提出基于异构多智能体自注意力网络的路网信号协调顺序优化方法,提升路网范围内多交叉口信号控制策略性能。首先,模型考虑多交叉口交通流的空间相关性,采用基于自注意力机制的价值编码器学习交通观测表征,实现路网级通信;其次,面向多智能体策略更新的非稳态环境,模型在前序智能体的联合动作基础上,基于多智能体优势分解的策略解码器,顺序决策最优反应动作;最后,设计基于有效行驶车辆的动作掩码机制,在时效完备区间自适应调节决策频率,并提出考虑等待公平性的时空压力奖励函数,进一步提高策略性能与实用性。在杭州路网数据集上验证模型有效性,结果表明:所提模型在2个数据集和5个性能指标上均优于基准模型;相比最优基准模型,所提模型平均行程时间降低10.89%,平均排队长度降低18.84%,平均等待时间降低22.21%。此外,所提模型的泛化能力更强,且显著减少车辆等待时间过长的情形。

街景影像在城市交通研究中的应用:回顾、分析和展望

街景影像覆盖面广,能提供城市级别的交通场景信息,对开展交通研究分析提供了大规模数据源的支持和新的研究方法。为了探究街景影像在交通研究中的应用情况,从Web of Science核心集合数据库筛选了2011—2022年街景图像在交通研究中应用相关的143篇论文,借助CiteSpace文献计量分析软件从年发文量、作者合作图谱、国家与机构合作图谱、关键词共现、关键词聚类和主题突发检测等方面进行归纳分析。在此基础上总结街景影像在交通基础设施、交通安全感知、出行辅助和出行环境感知四方面的应用研究进展,并对未来的研究方向提出展望。文献综述结果表明:(1)街景影像数据已被广泛应用于交通领域不同维度的研究,大多数研究通过卷积神经网络模型提取街景影像信息以反映交通场景特征;(2)由于街景数据采集时间跨度大,致使当前基于街景影像数据的交通方面应用主要集中在空间维度研究,缺乏动态时间维度的分析;(3)街景影像与交通领域知识数据进行融合分析建模是街景影像数据在交通领域应用的发展趋势。

RIS辅助毫米波通感一体化关键技术与研究进展

未来的6G系统需要同时满足多维性能需求,实现从万物互联到万物智联,因此,深度融合了传统定位、探测、成像等无线感知功能和无线传输功能的通信感知一体化(Integrated Sensing and Communication, ISAC)技术是未来6G网络的一个重要发展趋势。智能超表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)凭借其可以通过编程来智能调控电磁波传输环境且低成本、低功耗等优势成为6G的关键性使能技术,并催生了使用RIS辅助毫米波ISAC的新研究方向,其有望从底层架构到完整系统层面上解决6G新场景中的诸多难题、挑战。阐述了RIS辅助毫米波ISAC的起源与发展过程,介绍了其研究背景与国内外研究现状,指出并讨论了RIS辅助毫米波ISAC研究中的一些关键技术,分析了该领域已有的一些研究成果,进而展望了RIS辅助毫米波ISAC未来发展和面临的挑战。

学生夜间学习空间局部照明环境研究

当前研究表明,光环境不仅对人的生理健康产生影响,还会对人的心理健康产生影响。目前随着作业量的增加,夜间学习时间增长,夜间局部照明环境对眼部健康的影响也日益明显。本文从客观的数据测试与主观感受两方面对目前学生夜间学习空间的局部照明环境情况进行调研,同时建立照明环境参数与满意度模型,发现照度与满意度之间呈现二次函数关系,得出:照度为730 lx时,满意度最高;同时照度均匀度与满意度之间呈线性增长关系。研究结果有助于对局部照明环境进行深入研究。