IBM7535工业机器人控制器的改进

文章针对IMB7535机器人控制系统进行了改进,运用具有开放特征的"IPC+运动控制卡"的体系结构作为控制器的改进方案;设计了机器人控制系统的硬件和软件的结构组成。详细阐述了基于PMAC-PC和PLC-839两种开放式运动控制卡的控制系统硬件装置的构建过程。经过实验,验证改进后的控制器工作可靠,具有较高的开放性。

无缓冲异步流水线建模与性能分析

无缓冲异步流水线由多台加工周期不同的机器串联组成,广泛应用于汽车、航空发动机等制造领域。无缓冲与异步两大特征直接影响系统状态空间刻画,进而影响产线性能建模。面向无缓冲异步流水线,分析机器随机故障、节拍差异等因素对产线性能的影响,开展产线建模与性能分析研究。从机器维和工件维等两个维度出发,利用活动网络图描述了流水线中工件在机器上的活动状态,刻画了工件保持时间、机器饥饿时间、机器阻塞时间等随机变量与工件完工时间的函数关系,建立了产线性能分析的解析模型。在此基础上,定量分析了系统性能指标与工件保持时间等随机变量之间的关联关系,采用迭代算法求解了生产率、饥饿率和阻塞率等系统性能指标,并通过仿真实验验证了解析模型的有效性。

基于指纹识别技术的Web生产图纸管理系统研究

针对企业现有生产图纸管理体系中管理和监控方面存在的管理手段落后、监督不力等问题,提出了基于指纹识别技术的Web生产图纸管理系统解决方案。研究了制造型企业的生产信息流程,给出了由指纹识别系统和图纸管理系统组成的模块化设计方案。通过嵌入生产图纸中的指纹信息进行流程监控,描述了系统中指纹识别技术的主要功能及具体实现方式,并实现了网络考勤。最后通过一个转包企业生产图纸管理系统实例,验证了系统提高企业生产监控能力的显著作用。

多目标柔性作业车间调度优化研究

提出了一种集成权重系数变化法和小生境技术的混合遗传算法,建立了包括时间、成本、交货期满意度和设备利用率在内的多目标优化模型。采用基于工序的编码方式和“间隙挤压法”活动化解码方法;遗传算子包括选择、交叉、变异3种类型;选择操作采用轮盘赌选择方式。为了保证解的收敛性和多样性,采用了精英保留策略和小生境技术。交叉操作采用线性次序交叉方式;变异操作采用互换操作变异方法。染色体的适应度是各个目标函数的随机加权和。仿真实验证明,提出的混合遗传算法可以有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题。

多目标柔性Job Shop调度问题的技术现状和发展趋势

首先概述了多目标柔性Job Shop调度问题的基本概念,包括问题定义、常用假设条件、性能指标和问题的分类,讨论了其复杂性;其次,分别从建模、优化方法和原型系统研究方面综述了其发展过程和研究现状,对一类更加通用的多目标柔性Job Shop问题进行了简单的文献综述;最后指出了现有研究存在的问题与不足,并对未来的发展趋势进行了探讨。

集成环境下基于COM技术的复杂报表的实现

报表是制造业实施信息工程的一个非常重要的部分,在集成环境下,要实现各种复杂报表,利用单一的数据库开发技术就显得无能为力。为此提出了利用COM组件技术,设计实现各种复杂报表,从而满足生产发展的需要,为企业决策提供最直接的依据。

综合重要度的梯度表示方法

在对重要度理论及梯度计算方法研究的基础上,基于综合重要度的计算方法及物理意义,提出了基于梯度的综合重要度数学描述方法,探讨了综合重要度与梯度之间的关联关系,定理证明了综合重要度的几何意义,得出综合重要度值可以由梯度和向量的内积确定。通过典型串联和并联系统的数值仿真验证了综合重要度在多维空间中的几何意义,从梯度角度描述了其物理意义,为综合重要度在材料等领域的应用奠定了基础。

基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的统计过程调整技术研究

建立了统计过程调整问题模型,研究了基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的统计过程调整技术,并通过吉布斯抽样实现了偏移量的参数估计。在参数未知及参数已知的条件下,通过与其他方法的实例对比研究,验证了该方法的可行性及性能优势,并对参数未知条件下基于该方法的统计过程调整技术进行了改进。

基于设计模式的报表生成组件的设计与实现

文章对实际中应用的报表格式进行了分析、归类,探讨了各类格式报表的生成算法,同时根据对报表格式的分类,提出了一种基于策略模式的报表生成组件模型,并使用Delphi,采用COM技术,利用MicrosoftWord组件模型对这种报表生成组件模型对进行了实现。

非均衡失效成本条件下的统计过程调整技术研究

为解决统计过程调整问题,建立了统计过程调整问题模型,采用公差设计和参数设计中的非均衡失效成本作为过程调整的评价指标,构建了过程方差参数未知和已知条件下的过程参数估计贝叶斯模型,进而构建了相应的质量特性值的预测模型。根据非均衡失效成本函数和质量特性值的预测模型,确定了过程每一步的最优控制目标,并根据控制目标完成过程调整。最后,在非均衡失效成本条件下,通过与格鲁布斯基本准则调整方法和马尔可夫链蒙特卡罗调整方法的对比,验证了本文中调整方法的性能优势。

双抽样均值-标准差联合控制图的构建及参数设计

在参考双抽样均值控制图及双抽样标准差控制图的基础上,构建了双抽样均值-标准差联合控制图。建立了控制图参数设计的优化模型,用以监控生产过程质量,并通过遗传算法完成了模型求解。采用马尔科夫链方法,完成了联合控制图平均运行长度性能指标的计算。基于该指标,通过两阶段抽样和可变抽样样本及抽样区间均值-标准差联合控制图的性能对比,分析验证了该控制图的性能优势。

机加车间成本管理的方法比较研究

针对传统成本法无法适应现代生产环境的问题,文章对几种新兴的成本管理模式进行了概括,并从管理的范围和重点、成本核算体系、成本控制方法和适用环境四个方面进行了详细的比较和分析,并得出结论,提出面向车间层成本管理新模式应该具备的特点。

TP53、P16及K-ras在胆囊高级别上皮内瘤变及早期癌中的表达及随机森林预测模型的建立

目的探讨TP53、P16及K-ras在胆囊高级别上皮内瘤变及早期癌中的表达差异及建立基因突变随机森林预测模型。方法回顾性分析2013年1月至2018年12月西安交通大学第一附属医院71例行胆囊切除术患者的临床病理资料,其中慢性胆囊炎20例、胆囊高级别上皮内瘤变28例、胆囊早期癌23例。采用免疫组化SP法对患者胆囊病理组织中的TP53、P16及K-ras的表达进行检测,并与其临床病理资料进行相关性分析;基于患者临床病理资料及表达建立各基因突变的随机森林预测模型。结果TP53、P16及K-ras的阳性表达率与胆囊腔内合并结石或息肉及胆囊病理组织类型有关。胆囊息肉组中3种基因阳性表达率明显高于胆囊结石组,差异具有统计学意义(P<0.05);胆囊高级别上皮内瘤变组及早期胆囊癌组3种基因阳性表达率均明显高于慢性胆囊炎组,差异具有统计学意义(P<0.05),而在胆囊高级别上皮内瘤变组与早期胆囊癌组之间无统计学差异(P>0.05);TP53、P16及K-ras的突变具有一定的相关性(χ^2=6.285、19.595、4.070,r=0.298、0.525、0.239,P<0.05);TP53、P16及K-ras基于随机森林建立的突变预测模型具有良好的准确性(AUC=77.42%、80.06%、71.75%,模型精度=76.06%、76.06%、67.61%)。结论TP53、P16及K-ras基因突变促进慢性胆囊炎向胆囊癌的转变,基于随机森林建立的基因突变预测模型准确性良好,可为胆囊癌的发生机制研究及早期诊断提供参考。

基于深度强化学习的流水线预测性维护决策

预测性维护是一种以设备工作状态为依据的维护决策方式,旨在降低维护成本的同时提高设备乃至生产系统的运作效率。针对考虑机器劣化过程的多机流水线,以产线性能评估为基础,分析系统运行过程中机器的维护时机,研究流水线预测性维护决策问题。首先,分析了机器故障和维护活动对系统状态转移过程的影响,基于马尔科夫链构建了流水线瞬态性能评估模型,揭示了机器故障和维护活动对生产过程影响的作用机理,量化了系统瞬态产出和在制品水平等性能指标。其次,综合考虑在制品库存成本、缺货惩罚成本和预测性维护成本,以最小化系统总成本为目标,基于马尔科夫决策过程建立了流水线预测性维护决策模型。利用所提的瞬态性能评估模型模拟流水线的实时运行过程,产生神经网络训练所需的数据,利用深度强化学习算法对问题进行近似求解,获得了有效的流水线预测性维护策略。仿真实验结果表明,所提预测性维护决策方法既保证了流水线产出,又降低了在制品库存和维护成本。

事件驱动的流水线建模与质检机器配置优化

数字孪生车间环境下获取生产数据更加便捷,使系统运行过程中收集机器故障、质检报废等扰动事件成为可能。为了科学评估并及时应对扰动事件对系统性能的影响,面向考虑质检报废的流水线,研究流水线性能评估与质检机器配置优化问题。考虑流水线中的质量检测操作,定义了质检报废事件,定量分析了机器故障与质检报废等扰动事件对系统产出的影响,建立了事件驱动的系统生产损失模型;在此基础上,综合考虑系统生产损失成本与质检机器投入成本,以最小化系统总成本为目标,建立了质检机器配置优化模型,并采用遗传算法求解获得了质检机器配置优化方案。通过仿真实验表明,所提优化方法既可保证系统产出,又可降低质量检测成本。

胆囊癌根治术中淋巴结清扫数目与预后关系的多中心临床研究

目的 探讨胆囊癌根治术中淋巴结清扫数目对患者预后的影响。方法 回顾性分析2013年1月至2017年12月中国6家医疗中心收治的401例行意向性根治性手术的胆囊癌患者的临床病理学资料和随访资料。其中男性153例(38.2%),女性248例(61.8%),年龄(62.0±10.5)岁(范围:30~88岁)。53例(22.2%)患者术前伴有黄疸症状。所有患者均接受意向性根治性切除+区域淋巴结清扫,术后病理学检查结果证实为R0或R1切除。采用X-tile软件以不同淋巴结清扫数目作为截断值,分组进行统计检验,分析不同截断值与预后的关系,寻找最佳截断值。生存分析采用Kaplan-Meier法,单因素预后分析采用Log-rank检验,多因素预后分析采用Cox比例风险模型。结果 401例胆囊癌患者中,135例(33.6%)伴有淋巴结转移,其中N1期98例(24.4%),N2期37例(9.2%)。共清扫2 794枚淋巴结,每例患者淋巴结清扫数目[M(QR)]为6(5)枚,阳性淋巴结数目为0(1)枚,阳性淋巴结比例为0(0.20)。X-tile软件分析结果显示,淋巴结清扫数目12枚和15枚为两个界值,据此将全部患者按淋巴结清扫数目分为1~11枚、12~15枚、≥16枚三组,3年累积生存率分别为45.2%、74.5%、12.0%,三组间差异有统计学意义(χ2=10.94,P<0.01)。多因素分析结果显示,淋巴结清扫数目是胆囊癌患者的独立预后因素(P<0.05)。不同T分期分析结果显示,T1b期患者淋巴结清扫数目1~7枚组患者预后优于≥8枚组(χ2=4.610,P<0.05);T2期患者淋巴结清扫数目≥7枚组患者预后优于1~6枚组(χ2=4.287,P<0.05);T3+T4期患者淋巴结清扫数目12~15枚组患者预后优于1~11枚组(χ2=5.007,P<0.05)及≥16枚组(χ2=10.158,P<0.01)。结论 淋巴结清扫数目是胆囊癌意向性根治性切除术后患者的独立预后因素。T1b期患者推荐清扫<8枚淋巴结;T2期患者清扫>6枚淋巴结能改善患者预后;T3期以上患者推荐清扫12~15枚淋巴结,清扫≥16枚淋巴结不能改善预后。

基于FMECA的复杂装备故障预测贝叶斯网络建模

针对复杂装备故障预测问题,本文提出一种基于故障模式,影响及危害性分析(failure mode,effects and criticality analysis,FMECA)知识的故障预测贝叶斯网络模型(failure prediction BayesiannetWork,FPBN)建模方法.首先,在分析现有FMECA知识所包含故障信息的基础上,提出了基于FMECA单元的FPBN网络结构转化方法和FPBN概率参数计算方法,建立起对应的FPBN单元模型.然后,对复杂装备各组成部分对应的FPBN单元模型进行连接,构建整体系统的FPBN集成模型.最后,根据某机载平视显示器(head up display,HUD)FMECA知识,建立了HUD电子组件的FPBN模型实例.实例分析结果表明,基于FMECA知识建立的FPBN模型具有不确定性表达和定量分析方法的优势,能够准确、有效地进行复杂装备故障预测.

个性化三维打印仿生骨骼术前诊断模型

目前骨科临床手术利用CT数字图像诊断病案、规划手术方案及复位策略,不易在术前进行操作练习,所选取的内固定骨钉和骨板无法测定力学匹配,从而难以避免术后应力并发症.术中依赖手术医生的经验和工具反复测量以便准确选取内固定器械,从而延长了患者创面开放时间,增加术中静脉血栓甚至动脉血栓并发症几率.尤其对于血管和神经丰富的股骨头更是容易引起术中并发症,甚至致残致死.本文分析了骨骼解剖模型的结构,研究了骨骼的内部微细结构、术前诊断模型外形轮廓以及力学性能的仿生设计方法,在此基础上,通过控制三维打印工艺、粉体材料成分和材料参数,得到不同力学性能的骨支架,从而实现了个性化定制的全骨仿生术前诊断模型.利用该模型可有效反映病患骨折和骨缺损真实特点,并可增加观察视场,明确骨折和骨缺损的实际情况和病症分型,从而有助于制定固定骨钉和骨板实际操作方案和规划替代骨植入方案,为术前手术设计、复位模拟、内置物选择、三维数据测量等重要手术环节提供物理操作模型,可明显改善手术效果,有效缩短手术时间,减少术中和术后并发症几率.

不同淋巴结分期指标评估肝内胆管癌患者预后的价值探讨

目的 探讨阳性淋巴结数目(NMLN)、阳性淋巴结比例(LNR)、阳性淋巴结对数比(LODDS)在评估肝内胆管癌(ICC)患者预后中的价值。方法 收集2010年1月至2018年12月中国10家三甲医院肝胆外科中心行意向性根治性手术治疗的440例ICC患者的临床病理学资料。其中男性205例,女性235例;年龄(57.0±9.9)岁(范围:23~83岁)。85例(19.3%)合并肝内胆管结石,98例(22.3%)合并慢性病毒性肝炎。随访截至2019年4月30日。采用Kaplan-Meier法计算累积总体生存率,生存分析中单因素分析采用Log-rank检验,多因素分析使用Cox检验。结果 440例患者均接受意向性根治性切除治疗,其中R0切除424例(96.4%),R1切除16例(3.6%)。所有患者均接受淋巴结清扫。术后病理学检查结果显示,高分化比例为4.2%(18/426),中分化比例为60.6%(258/426),低分化比例为35.2%(150/426);腺癌比例为90.2%(397/440),非腺癌比例为9.8%(43/440);Tis期2例(0.5%),T1a期83例(18.9%),T1b期97例(22.0%),T2期95例(21.6%),T3期122例(27.7%),T4期41例(9.3%)。所有患者的总体中位生存时间为24.0个月,1、3、5年累积总体生存率分别为74.3%、37.7%、18.3%。175例(39.8%)患者出现淋巴转移,清扫淋巴结[M(QR)]6(5)枚,NMLN为0(1)枚,LNR为0(0.33),LODDS为-0.70(-0.92)。单因素分析结果显示,有无结石、分化程度、有无血管侵犯、LODDS、切缘、T分期是影响患者的预后因素(P值均<0.05)。进一步的Cox多因素回归模型分析结果显示,分化程度、切缘、T分期、LODDS为患者的独立预后因素(P值均<0.05)。结论 LODDS可作为ICC患者淋巴结转移的分期指标,同时也是患者的独立预后因素。

基于贝叶斯网络的肝内胆管癌根治术后生存预测模型的初步探讨

目的探讨基于贝叶斯网络建立肝内胆管癌患者根治性切除术后生存预测模型的临床价值。方法回顾性分析中国10家中心2010年1月至2018年12月收治的经意向性根治切除治疗的516例肝内胆管癌患者的临床资料。男性266例,女性250例,年龄[M(QR)]58(14)岁;116例(22.5%)合并肝内胆管结石,143例(27.7%)合并慢性病毒性肝炎。使用Kaplan-Meier法绘制生存曲线,单因素生存分析采用Log-rank检验,多因素生存分析使用Cox回归模型。根据不同变量特征分别采用树增益朴素贝叶斯网络(TAN)及朴素贝叶斯网络算法,应用BayesiaLab软件建立以12个月为目标节点的生存预测模型。同时建立列线图模型,采用受试者工作特征曲线和曲线下面积(AUC)评价模型预测效果的优劣。结果516例患者的总体中位生存时间为25.0个月,1、3、5年累积总体生存率分别为76.6%、37.9%、21.0%。单因素分析结果显示,性别、术前有无黄疸、肿瘤分化程度、有无血管侵犯、有无脉管侵犯、有无肝包膜侵犯、T分期、N分期、切缘、有无结石、癌胚抗原水平、CA19-9水平是患者的预后因素(χ2=5.858~54.974,P值均<0.05)。Cox多因素回归模型分析结果显示,性别、肿瘤分化程度、有无肝包膜侵犯、T分期、N分期、有无结石及CA19-9水平为患者的独立预后因素(P值均<0.05)。依据19个临床病理学因素建立的TAN模型的AUC为74.5%,依据单因素分析得到的12个预后因素所建立的TAN模型的AUC为74.0%,依据多因素分析得到的7个独立预后因素所建立的朴素贝叶斯网络模型的AUC为79.5%,依据多因素分析得到的7个独立预后因素所建立的列线图生存预测模型的AUC为78.8%,C-index为0.73。结论基于贝叶斯网络建立的肝内胆管癌根治术后生存预测模型具有较高的准确性,较列线图具有一定的优势。