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基于低延迟可解释性深度学习的复杂旋转机械关键部件知识嵌入与诊断方法研究

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机械工程学报 2024年第12期60卷 107-115页

作者：刘岳开王天杨褚福磊清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 清华大学机械工程系北京100084

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度... 详细信息

对于复杂旋转机械关键部件的诊断任务,模型设计容易受限于以下两个特点:(1)机理驱动的方法往往难以实现复杂系统的完备、精准建模;(2)数据驱动方法多数需要规模化的高质量训练数据集用于训练。针对上述问题,提出一种先验知识嵌入的深度学习模型,融合机理知识与传感器信号特征。并通过引入轻量化模型结构,在保证模型精准性的前提下降低推理延迟。首先,通过融合先验机理知识与传感器信号特征,构建关键部件数字孪生体。然后,设计先验知识嵌入模块来提升深度学习模型对融合特征的表征能力。最后,基于帕累托最优化理论,设计考虑准确性指标和计算效率指标的多目标优化方法,对基于深度学习的诊断模型进行结构优化设计,并引入可解释性框架对深度学习模型决策过程进行分析。结果表明,所设计的关键部件数字孪生体能够提供丰富的先验信息从而加速模型收敛。基于帕累托最优化理论的训练策略,能够搜索到设定指标的相对最优解,从而在保证模型精准性的前提下有效降低模型推理延迟。

关键词：可解释深度学习先验知识嵌入数字孪生帕累托最优化低延迟推理

KurVMDPgram：一种用于旋转机械故障诊断的信号分解算法

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机械工程学报 2024年

作者：李华王天杨张飞斌褚福磊贵州大学省部共建公共大数据国家重点实验室清华大学机械工程系

变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而，VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大，但需要事先确定，使得其参数优化成为研究热点。首先... 详细信息

变分模态分解(Variational mode decomposition, VMD)是一种在旋转机械故障诊断领域广泛应用的信号分解方法。然而，VMD的若干影响参数尤其是模态数和惩罚因子对其分解性能影响很大，但需要事先确定，使得其参数优化成为研究热点。首先，结合小波包变换(Wavelet packet transform, WPT)的二元分解模式和VMD的维纳滤波特性构造一种新的信号分解方法，即变分模态分解包(VMD Packet, VMDP)。然后，构造了平铺结构的VMDP，提出了VMDPgram方法。VMDPgram的提出是为了利用VMD实现信号的WPT模式的分解。在VMDPgram中，原始信号被分解为一定层次的若干子分量(Sub-component,SC)，其中每个VMD生成两个SC，由此可将多参数问题简化为单参数问题。利用峭度指标对VMDPgram中的各VMD的惩罚因子进行优化，进而提出Kur VMDPgram方法。随后，提出累积峭度指标的策略选取Kur VMDPgram的最佳SC，可以解决共振频带分解到不同SC中的情形而不需要预先对其进行判定。最后，用仿真案例和实际轴承故障案例证明了Kur VMDPgram的有效性和优越性。

关键词：变分模态分解小波包变换 VMDPgram Kur VMDPgram 累积峭度指标故障诊断

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名字之差拔开一片印制疑云

中国收藏 2024年第3期 98-103页

作者：王天杨(文/图) 不详

上海四明商业储蓄银行,简称“四明银行”,成立于光绪三十四年八月十六日(1908年9月11日),是我国创立较早的民族资本大银行之一。由宁波帮人士袁鎏、周晋镶、陈薰、虞洽卿、李云书、孙衡甫等人发起创立,股本定额规银150万两,行名取自浙... 详细信息

上海四明商业储蓄银行,简称“四明银行”,成立于光绪三十四年八月十六日(1908年9月11日),是我国创立较早的民族资本大银行之一。由宁波帮人士袁鎏、周晋镶、陈薰、虞洽卿、李云书、孙衡甫等人发起创立,股本定额规银150万两,行名取自浙江旧宁波府的别称。四明银行在成立之初就拥有了货币发行权。

关键词：货币发行权光绪三十四年四明银行宁波府宁波帮虞洽卿

柳赞油田多层砂岩优势渗流通道特征及喉道体积

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新疆石油地质 2024年第1期45卷 53-57页

作者：曹同锋高东华李占东王天杨姜峰中国石油冀东油田分公司勘探开发研究院河北唐山063000 黑龙江省天然气水合物高效开发重点实验室黑龙江大庆163318 大庆油田装备制造集团力神泵业有限公司黑龙江大庆163100

陆相油藏储集层非均质性强,长期注水开发容易形成优势渗流通道,导致油井快速水淹,驱油效率降低,开发效果变差。以柳赞油田古近系渐新统沙河街组为例,综合分析测井岩电响应、储集层非均质性、注采特征、储集层孔隙特征等,描述柳赞油田多... 详细信息

陆相油藏储集层非均质性强,长期注水开发容易形成优势渗流通道,导致油井快速水淹,驱油效率降低,开发效果变差。以柳赞油田古近系渐新统沙河街组为例,综合分析测井岩电响应、储集层非均质性、注采特征、储集层孔隙特征等,描述柳赞油田多层砂岩优势渗流通道特征,确定了该区优势渗流通道形成条件,通过建立优势渗流通道喉道体积的计算方法,明确了油藏下一步调驱剂用量,达到了有效封堵优势渗流通道的目的,研究成果可为油田下一步稳油控水提供技术支撑。

关键词：柳赞油田沙河街组砂岩优势渗流通道孔隙特征孔喉半径喉道体积稳油控水

基于顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用、气相色谱-离子迁移与电子鼻分析NaCl添加量对产香酵母YC14挥发性风味物质的影响

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食品与发酵工业 2024年第10期50卷 282-289页

作者：熊怡玲吴宝珠王天杨杨镰易宇文吴华昌邓静成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室四川成都610100

以实验室前期从川南腌菜中分离筛选得到的产香酵母Candida parapsilosis YC14为实验对象,探究不同NaCl浓度下产香酵母*** YC14挥发性风味物质的变化情况。采用电子鼻、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microext... 详细信息

以实验室前期从川南腌菜中分离筛选得到的产香酵母Candida parapsilosis YC14为实验对象,探究不同NaCl浓度下产香酵母*** YC14挥发性风味物质的变化情况。采用电子鼻、顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用(headspace solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry,HS-SPME-GC-MS)和气相色谱-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)对不同NaCl添加量下(0、60、90、120、150 g/L)产香酵母YC14的挥发性风味物质进行测定。结果表明,不同NaCl添加量下YC14的挥发性风味物质含量和种类有明显差别。HS-SPME-GC-MS检测出103种挥发性风味物质,包括35种醇类、13种醛类、28种酯类、2种酮类、12种烯烃、2种烷烃、4种酚类、2种醚类和2种其他物质。GC-IMS共检测出71种挥发物,包括12种醇类、7种醛类、24种酯类、9种酮类、5种烯烃、1种醚、4种吡嗪和9种其他物质。通过偏最小二乘法分析(partial least squares-discriminant analysis,PLS-DA)分别筛选出了31与16个特征风味化合物,包括甲酸甲酯、丁酸乙酯、仲辛酮、丙酸乙酯等。该研究结果可为产香酵母在川南腌菜腌制过程中的应用提供一定的理论依据。

关键词：产香酵母 NaCl GC-MS GC-IMS 电子鼻挥发性风味物质

基于GC-IMS结合多元统计模型分析不同酵母菌发酵对豆汤酱挥发性化合物的影响

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食品工业科技 2024年第14期45卷 282-289页

作者：杨镰王天杨吴宝珠熊怡玲易宇文朱开宪乔兴邓静吴华昌四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室四川成都610100 四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾644000

为研究安琪酵母、毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母和假丝酵母发酵对豆汤酱挥发性风味物质的影响,以未发酵豆汤酱作为对照组,采用气相离子迁移谱技术(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)对发酵豆汤酱的挥发性风味物质... 详细信息

为研究安琪酵母、毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母和假丝酵母发酵对豆汤酱挥发性风味物质的影响,以未发酵豆汤酱作为对照组,采用气相离子迁移谱技术(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)对发酵豆汤酱的挥发性风味物质进行分析。运用相对气味活度值法(relative odor activity value,ROAV)确定关键风味组分,结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、偏最小二乘判别分析(partial least squares-discrimination analysis,PLS-DA)对发酵豆汤酱香气进行综合评价。结果表明,6种发酵豆汤酱中共检测出50种挥发性化合物,主要是酯类和醇类物质,赋予发酵豆汤酱醇香、果香和麦芽香。不同发酵豆汤酱的挥发性化合物的种类和浓度差异显著(P<0.05),其中经酿酒酵母发酵的豆汤酱中挥发性化合物的浓度和种类最高。通过气味活度值(relative odor activity value,ROAV)分析安琪酵母、毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母、假丝酵母发酵豆汤酱和未发酵豆汤酱6组样品,分别有8、13、9、11、19、7种关键风味物质。对这些关键风味物质进行PCA和PLS-DA分析,发现不同酵母菌发酵的豆汤酱能获得较好区分,发酵豆汤酱与未发酵豆汤酱的整体香气存在明显差异,这与GC-IMS指纹图谱的结果一致。因此酵母发酵具有为豆汤酱提高香气成分的应用潜力,为今后豆汤酱的精深加工提供一定理论依据。

关键词：豌豆发酵酵母菌气相离子迁移谱挥发性化合物相对气味活度值偏最小二乘判别分析

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干式熟成时间对牦牛肉品质的影响

食品工业科技 2024年第15期45卷 66-75页

作者：李昶甫邓静王天杨王思捷熊怡玲刘阳易宇文朱开宪吴华昌成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川旅游学院四川省烹饪科学重点实验室四川成都610100

为探究牦牛肉在不同干式熟成时间(7、14、21、28和35 d)下品质的变化,本研究采用感官评价、质构和气相色谱-离子迁移谱(Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry,GC-IMS)技术分析了不同干式熟成时间牦牛肉的质构变化和风味差异,... 详细信息

为探究牦牛肉在不同干式熟成时间(7、14、21、28和35 d)下品质的变化,本研究采用感官评价、质构和气相色谱-离子迁移谱(Gas Chromatography-Ion Mobility Spectrometry,GC-IMS)技术分析了不同干式熟成时间牦牛肉的质构变化和风味差异,并结合偏最小二乘法分析(Partial Least Squares-Discrimination Analysis,PLSDA)筛选出其特征性风味物质。结果表明,干式熟成35 d样品综合得分最高,其触感柔软组织结构完好,香气整体可接受度较好;干式熟成时间对牦牛肉硬度、咀嚼性、胶黏性和内聚性具有显著影响(P<0.05)并随熟成时间延长呈逐步下降趋势;共检测出50种挥发性化合物,主要包括醇类14种、醛类11种、酯类12种、烯烃类3种、酮类2种和酸类2种(包括单双聚体),其中醛类、醇类和酯类等化合物相对含量随熟成时间延长呈增长趋势,酮类和烯烃类化合物相对含量呈下降趋势。不同熟成时间牦牛肉整体风味存在差异,0 d和35 d整体风味差异较大;筛选出17种关键挥发性化合物,包括3-羟基-2-丁酮(D)、正己醇(M)和正己醛(D)等。该研究揭示了干式熟成时间对牦牛肉质构和风味的影响,为干式熟成牦牛肉风味形成和产品开发提供了一定的理论依据。

关键词：牦牛肉干式熟成感官评价气相色谱-离子迁移谱(GC-IMS) 偏最小二乘法分析 (PLS-DA) 关键挥发性化合物

基于电子鼻结合GC-IMS分析不同烹饪方式猪肉的挥发性成分差异

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食品工业科技 2024年第14期45卷 234-244页

作者：王天杨关雎罗晶晶杨镰李昶甫熊怡玲易宇文乔明锋邓静吴华昌成都大学食品与生物工程学院四川成都610106 四川旅游学院四川省烹饪科学重点实验室四川成都610100 舟曲绿脉农业科技有限责任公司甘肃甘南藏族自治州746300

烹饪方式可对食品风味产生较大影响,为深入探究烹饪方式对猪肉香气的影响,本研究采用电子鼻结合气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)对不同烹饪方式猪肉挥发性化合物进行多元统计分析,并使用GC-IMS... 详细信息

烹饪方式可对食品风味产生较大影响,为深入探究烹饪方式对猪肉香气的影响,本研究采用电子鼻结合气相-离子迁移谱(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS)对不同烹饪方式猪肉挥发性化合物进行多元统计分析,并使用GC-IMS对不同烹饪方式下猪肉的100种挥发性化合物(包括单聚体和二聚体)进行表征。最终采用正交偏最小二乘判别分析建立出稳定的模型。结果显示,烹饪方式对猪肉风味化合物的形成至关重要。同蒸制和煮制两种烹饪方式相比,烤箱烤制和空气炸锅法烹饪的猪肉含有(E)-2-己烯酸乙酯、1-辛烯-3-醇、(Z)-4-癸烯醛、3-壬烯-2-酮、(E)-2-已烯-1-醇、丁酸丙酯、呋喃酮和双戊烯-M等特征挥发性化合物,且空气炸锅法猪肉中(E)-2-己烯酸乙酯、1-辛烯-3-醇、(Z)-4-癸烯醛、3-壬烯-2-酮的含量比烤箱烤制猪肉高。戊醛和乙酸乙酯标记为蒸制和煮制烹饪方式的特征挥发性物质化合物,电子鼻传感器的结果表明,RPCA模型可以有效地识别出各烹饪方式下猪肉的挥发性香气。研究结果揭示了不同的烹饪方式对猪肉挥发性成分的影响,空气炸锅制和烤箱烤制的香气更为相似,为猪肉的烹饪加工提供一定的参考。

关键词：猪肉烹饪方式气相-离子迁移谱挥发性风味化合物正交偏最小二乘法

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五种产香酵母对发酵耙豌豆挥发性风味物质的影响

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食品与发酵工业 2024年第9期50卷 276-282,I0014,I0015页

作者：杨镰邓静朱建仓王天杨吴宝珠易宇文乔明锋钟世荣吴华昌四川轻化工大学生物工程学院四川宜宾644000 四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室四川成都610100

为探究产香酵母菌对耙豌豆挥发性风味物质的影响,该文用5种酵母(安琪酵母、季也蒙毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母和近平滑假丝酵母)对耙豌豆进行固态发酵5 d。采用电子鼻结合GC-MS对发酵耙豌豆挥发性风味物质进行鉴定分析,通过主成分分... 详细信息

为探究产香酵母菌对耙豌豆挥发性风味物质的影响,该文用5种酵母(安琪酵母、季也蒙毕赤酵母、酿酒酵母、鲁氏酵母和近平滑假丝酵母)对耙豌豆进行固态发酵5 d。采用电子鼻结合GC-MS对发酵耙豌豆挥发性风味物质进行鉴定分析,通过主成分分析和偏最小二乘-判别分析(partial least square-discriminant analysis,PLS-DA)对不同酵母菌发酵耙豌豆的香气进行差异分析。电子鼻分析表明酵母菌发酵对耙豌豆挥发性风味有影响,酵母发酵耙豌豆与未发酵耙豌豆整体风味差异较大。GC-MS共检测出69种挥发性风味物质,系以醇类和酸类为主,其次为酯类和酮类。5种不同酵母发酵耙豌豆的挥发性香气成分差异显著(P1),主要是异丙醇、异戊醇、2-甲基丁醇和乙酸乙酯等物质,赋予发酵耙豌豆醇香、果香和麦芽香。因此,产香酵母能降低耙豌豆的豆腥味,显著改善耙豌豆的风味。综上,该研究为酵母发酵耙豌豆工业化生产提供数据支持,为开发发酵型耙豌豆产品提供理论基础。

关键词：豌豆发酵产香酵母电子鼻 GC-MS 挥发性风味物质偏最小二乘-判别分析