基于多层耦合网络的装备保障体系级联失效及抗毁性分析

为准确描述装备保障体系结构特征与毁伤失效流程,进而提升装备保障体系功能与抗毁能力,基于杀伤层、保障层和储供层构建装备保障体系的多层耦合网络模型。基于杀伤链给出装备维修保障链与储供保障链的特征和典型样式,在此基础上,提出考虑装备保障体系多层耦合网络特性的级联失效模型与节点重要度评估方法。给出对应的网络抗毁性评估指标。仿真结果表明,考虑级联失效的多层耦合网络模型能较好地反映遭受攻击时整个装备保障体系的性能变化情况,所提出的使命任务节点重要度能准确识别关键节点。与传统网络抗毁性指标相比,杀伤链数量对节点失效产生的装备保障体系抗毁性变化更加敏感。

装备测试性工程技术现状与新进展

装备测试性工程技术起源于20世纪80年代,是先进测试技术与系统工程紧密结合的产物。该技术经过40余年的发展逐渐成熟,在测试性需求分析与分配、测试性建模与方案优化设计、机内测试(Built⁃In Test,BIT)与自动测试系统(Automatic Test System,ATS)设计、测试性试验与评估等方面形成了较完善的理论体系,并在各型装备中得到了普遍应用,取得了较大的军事和社会效益。今后测试性基础研究和应用探索究竟该如何开展,未来发展方向是怎样的,是亟需深入探讨的问题。在对测试性工程技术的产生背景与需求、概念与内涵、发展历程、关键技术现状与新进展进行剖析的基础上,指出了目前测试性工程技术研究存在的问题和今后研究突破的方向。

开放式教学实验室综合评价体系与方法初探

在深入分析高校教学实验室评价指标体系构建原则的基础上,结合开放式教学实验室的特点,构建了开放式教学实验室的两层评价指标体系;针对评价体系的"多层次"、"灰色"等特征,提出了基于多层次灰色关联度分析的综合评价方法;为了避免权重确定的主观性,引入了熵值法确定各指标权重系数。案例分析验证了方法的正确性和有效性。该方法可为开放式教学实验室客观、准确、科学的综合评价提供依据。

水下仿生柔性传感技术在流场感知中的进展与挑战

海洋资源的开发与利用具有重要的战略意义,亟待开展可以检测环境流速、压力梯度、涡流等的水下高灵敏度流场感知技术的研究,以提高水下无人装备的自主化、智能化水平。值得关注的是,经过上百万年的演化,自然生物进化出许多具有特殊结构的对微弱水流超敏感的感受器,这为水下仿生柔性感知技术的探究提供了灵感。综合分析了受鱼侧线、海豹胡须、鳄鱼表皮、电鳗等生物特征启发的水下仿生柔性传感技术,并介绍了这些传感技术的传感原理和传感性能,最后对水下仿生柔性感知技术的发展前景进行了展望。

基于复杂网络的装备维修保障协同效能优化设计

装备维修保障系统的网络化对保障效能分析与设计提出了新的挑战。本文针对该问题,引入复杂网络的描述与分析方法,分析了现代维修保障系统的网络化特性,建立了维修保障系统的网络模型。通过分析拓扑结构特性与动态演化对维修保障系统协同效能的影响,基于双层立体加权网络,建立了维修保障的动态演化模型,以协同效能最大为目标,提出了保障网络最优演化算法,设计了效能最大的保障网络。最后通过某型装备维修保障系统验证了该方法的可行性,比较分析结果表明,该方法可以获得较大的维修保障协同效能。

装备系统BIT权衡分析与选择技术研究

根据不同的系统结构特性及测试任务需求,机内测试(BIT)存在多种分类方法。首先通过BIT工作流程分析明确了不同类型BIT之间的关系。然后,针对两种典型的系统级BIT分类方法——BIT运行模式与实现方式的权衡与选择方法进行了系统地研究。对于前者,在系统故障特性分析与BIT测试性指标要求基础上,结合问题特点设计合理的染色体编码方式和适应度函数,并利用遗传算法对BIT运行模式进行权衡与选择;对于后者,通过分析BIT对系统综合保障水平的影响,分别给出相应的定量计算方法,建立基于改进超效率DEA的BIT实现方式权衡与选择计算模型。最后通过案例验证本文所提出方法的可行性和有效性。通过上述分析过程,可以为装备系统BIT详细设计与应用奠定基础。

基于多元加权网络的装备维修保障组织结构动态演化模型

针对维修保障组织结构的动态性分析与设计,引入了复杂网络的描述与分析方法,分析了现代维修保障组织的网络化特性,提出了描述维修保障组织结构的多元加权网络模型,并定义了刻画维修保障组织结构的5个特征量。通过分析拓扑结构特性与动态演化对维修保障组织结构的影响,提出了适应演化与随机演化2种维修保障组织结构的动态演化模型,并将其与5个特征量相结合提出了分析组织结构模型动态演化规律的算法,最终验证了该方法的可行性。结果表明该方法可以为维修保障组织结构的设计提供重要支持。

基于改进PERT的装备使用保障过程建模分析

计划评审技术(program evaluation and review technique,PERT)自提出以来被广泛用于具有不确定时间参数项目的分析评估中,但经典PERT不能对具有随机后续工序的情况进行建模,而且存在时间参数估计主观性强,估计误差较大等不足。本文提出在经典PERT模型中加入跳转虚工序的方法增强其对随机工序的建模能力,并提出了相应的分析评估方法。另外,提出了基于德尔菲评估法与专家权重相结合并综合相似工序的历史数据的方法克服经典方法在时间参数确定方面的不足。最后,利用某装备的使用保障过程PERT建模分析实例验证了该方法的有效性。

装备无故障发现与间歇故障诊断技术

无故障发现是装备单元在某维修级别被认为故障而拆卸,却在下一维修级别测试没有发现故障的现象,日益成为装备测试与保障领域的突出问题。间歇故障是无故障发现的主要原因,也是故障检测诊断领域面临的棘手问题。介绍了无故障发现和间歇故障的基本概念,总结分析了无故障发现和间歇故障的产生诱因、分类及对装备的影响,概述了无故障发现、间歇故障检测与诊断技术的国内外研究现状,指出了间歇故障确定性检测的发展趋势,深入分析了间歇故障诊断领域的关键技术与发展方向。

智能装备新型测试保障模式--无人化测试

随着智能技术的快速发展,越来越多的智能装备逐渐应用于军事各个领域,智能装备的有人测试保障模式将逐渐向无人化测试变革。针对未来无人化作战和无人化智能装备的特点,从智能装备无人化保障的角度,分析了未来智能装备无人化测试技术的需求,阐述了无人化测试的技术特征与技术现状。同时,结合未来加强该技术方向研究的发展建议,提出了一种未来智能装备无人化测试的新技术手段--认知机内测试的概念,阐述了其基本原理与关键技术,为未来无人化测试技术的研究发展提供了参考。

建设“装备保障云”实现“以知识为中心”的军械装备保障

随着军械装备信息化程度不断提高,装备的知识化趋势日益明显,军械装备"保障难、难保障"的问题更加突出。这一问题的根源在于,当前缺乏有效的装备保障知识的获取手段、传播渠道、扩散平台和应用工具。文章由此出发,系统分析了当前军械装备保障面临的知识化挑战,首次提出并构建一种以知识为中心的保障新模式—"云保障",论述了"云保障"的概念内涵、总体架构和基本运行模式。

基于动力学建模的装备自主保障系统性能仿真

自主保障是未来装备战场保障的重要发展趋势。论文以飞机发动机为对象,通过引入技术贡献率参数,建立其自主保障体系的动力学模型,并利用Vensim软件进行仿真分析,结果表明,自主保障体系在提高战备完好率、减少维修人员、降低维修费用和缩短保障时间方面具有明显优势。论文提出的方法为定量设计和评估其它装备自主保障体系提供了一种有效途径。

基于BBS的实验室全周期消防安全教育模式探索

高校实验室人员密集、实验设施集中,消防安全环境复杂,加强高校实验室消防安全教育是建设“平安校园”的关键环节。当前高校实验室消防安全教育存在教育内容不成体系、消防教育专业师资短缺、师生重视程度不够等突出问题,针对以上问题,结合行为安全(BBS)管理模型和全生命周期管理论基础,提出了实验室全周期消防安全教育模式。该模式采用了翻转教学法,配套开发了微信小程序作为支撑其翻转教学的平台。该模式具备教育流程体系化、专业知识智库化、学习时间碎片的特点,较好地解决了当前消防安全教育存在的问题。最后,以国家重点实验室为试点,经过1年的试运行,验证了全周期消防安全教育模式的可行性。

基于Petri网模型的装备使用保障性仿真与优化

在分析现有建模与仿真方法的基础上,采用Petri网与Matlab相结合的方法,对装备使用保障过程进行建模与仿真,实现对装备使用保障要素中保障设备和保障人员的优化。

可见光/近红外成像系统共轴折叠反射镜干涉检测技术(特邀)

由共用镜坯、径向折叠的多个环带反射镜组成的成像系统具有紧凑化、免装调的特点。为确保各反射镜的面形精度和相互位姿精度,提出了计算全息(Computer Generated Hologram,CGH)补偿干涉测量方法。针对可见光/近红外成像需求,基于共轴折叠思路设计了环带四反射镜成像系统;应用金刚石车削工艺加工了多环带共体反射镜;重点针对其中共体的主镜、三镜和次镜、四镜分别设计了CGH补偿器,通过合理选择离焦载频和CGH轴向位置,有效分离了干扰衍射级次的鬼像,实现了多个反射镜面形与相互位姿误差的同步检测。干涉测量结果表明,多个反射镜同时达到接近零条纹状态,面形精度和相互位姿精度较高,且无鬼像干扰。系统对100 m远处目标探测实验表明,反射镜不需要额外装调即可实现良好成像,具有集成度高、研制周期短、成像质量高的优点。

正态型寿命分布设备的可用性分析

设备可用性的解析计算方法具有过程直接、结果准确的优点,但其建模过程复杂,目前研究相对较少,而多采用随机过程或仿真的方法进行分析。针对寿命服从正态分布的设备,考虑预防性维修与视情维修情形,推导出设备使用可用度与瞬时可用度的解析求解方法,模拟设备的工作与维修过程,构建了设备使用可用度与瞬可时用度的仿真分析方法。采用不同寿命分布参数的设备进行算例验证,结果表明两种方法具有较好的一致性,可为正态型寿命分布设备的预防性维修与视情维修方案评价与优化提供技术途径。

无人机系统MTBF和使用可用度的建模与仿真

针对无人机系统组成结构复杂、影响其可靠性可用性的维修保障因素较多的问题,基于设备寿命分布假设,构建了考虑预防性维修和起飞前故障检查的系统平均故障间隔时间(mean time between failures,MTBF)和使用可用度解析模型。并模拟无人机的维修过程,采用蒙特卡罗仿真的方法进行MTBF和使用可用度的仿真分析。解析与仿真两种方法的结果具有较好的一致性,可为无人机确定保障方案提供技术途径。

基于轻量级卷积网络的铣削粗糙度在机监测研究

传统机器学习类方法对光源类型、设备安装误差等因素较为敏感,需要反复调试与实验,难以实现规模化生产的自动检测.针对上述问题,提出了一种铣削粗糙度在机监测方法,有效提升了检测效率和准确性.首先,采用低感度参数设置的方向梯度直方图特征的候选框提取算子实现铣削工件的定位,并基于点匹配算法校正安装误差;然后,通过清晰度评价指标实现工业相机对焦过程优化;最后,构建了一种面向移动端实时计算的轻量级卷积神经网络模型,可对不同粗糙度工件表面纹理进行分类,并在立铣加工纹理数据集上进行了实验验证.实验结果表明:相比普通卷积神经网络,在模型复杂度相似的情况下,以乘、加运算次数为指标,提出模型推理所需运算量减少55%;代价敏感函数的引入能有效提升粗糙度识别模型对不平衡数据的稳定性;所提方法与传统机器学习方法相比,在检测帧率、图像分辨率相同的实验条件下,精准率、召回率分别提高了8%、21%.

基于自由曲面光学元件的大视场光学成像系统

面向机载探测系统大视场光学成像的需求,开展了大视场光学成像系统光学设计、自由曲面光学元件超精密加工、形位误差同步检测以及系统集成与成像实验研究。首先,采用视场扩展法进行大视场自由曲面离轴反射光学系统的设计;其次,进行铝合金自由曲面反射镜纳米精度加工和高频抑制工艺探索,并实现了基于计算全息元件的自由曲面形位高精度检测;最后,进行了光学系统的装调集成与成像实验。结果表明,系统的视场角为30°×5°,全视场光学传递函数值大于0.7,接近衍射极限,最大像元均方根半径为2.075μm,自由曲面光学元件的面形精度均方根(Root Mean Square,RMS)值优于20 nm,位置精度优于1μm,装配集成后能够满足大视场高分辨的场景使用要求,同时具备稳定可靠和快响制造等特点。

内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构的机理分析与优化设计

低频噪声一直是噪声控制领域比较棘手的问题,近年来吸声超结构的蓬勃发展为低频噪声控制提供了新理念.本文提出了一种内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构,建立了其吸声特性计算的理论解析方法,并与数值计算方法对比,验证了解析方法的有效性.随后,从吸声曲线、简化等效模型、归一化声阻抗、声压云图与质点速度分布等多角度对吸声特性及吸声机理进行了深入分析.进一步,采用差分优化算法开展了多元胞并联耦合宽带优化设计,优化后典型超结构实现了90 mm厚度下在170—380 Hz低频段内平均吸声系数达到0.86的优异吸声效果.最后,制备了若干样件,开展吸声测试,实验结果与理论结果符合良好,验证了解析建模与优化设计方法的准确性.本文提出的内插缝Helmholtz共振腔吸声超结构具有结构简单、低频吸声性能好,且易于加工制造等特点,在低频噪声控制领域具有广阔的应用前景.