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带负载均衡的混合算法求解分布式异构作业车间调度问题

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控制理论与应用 2024年第6期41卷 977-989页

作者：方子丞李新宇高亮华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室湖北武汉430074

针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP),本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法.首先,综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载,提出了一种新的工厂负载表达方式.其次,针对DHJSP总工序数不定的特性,提... 详细信息

针对以最小化最大完工时间为目标的分布式异构作业车间调度问题(DHJSP),本文提出了一种新的混合遗传禁忌搜索算法.首先,综合考虑工厂的工件总负载与最大机器负载,提出了一种新的工厂负载表达方式.其次,针对DHJSP总工序数不定的特性,提出以最小化最大工厂负载为目标快速确定初始工件分配方案,并验证了方法的高效性.然后,新设计了两种考虑负载均衡的单工件转移邻域结构,根据工序调度的结果对工件分配方案进行局部搜索.最后,因DHJSP缺少标准算例和相关算法,在分布式同构作业车间调度问题(DJSP)上与现有算法进行对比,所提算法在TA算例的480个问题上更新了420个问题的最优解,其余60个问题取得了同等最优解.在随机生成的3个不同规模的异构算例中,所提算法也均取得了较好解,验证了所提方法的优越性.

关键词：作业车间调度分布式异构工厂负载均衡混合算法最大完工时间

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基于拉伸流场和助剂的聚乙烯挤出脱挥过程强化

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基于拉伸流场和助剂的聚乙烯挤出脱挥过程强化

作者：方子斌浙江大学

学位级别：硕士

聚乙烯是一种重要的高分子材料,在电子、医疗、建筑、农业、汽车和军工等领域有着广泛的应用。为了破解我国聚烯烃行业面临的通用产品过剩、中高端产品严重依赖进口的困局,开发乙烯和高碳α-烯烃共聚聚乙烯生产技术已成为聚乙烯高性能... 详细信息

聚乙烯是一种重要的高分子材料,在电子、医疗、建筑、农业、汽车和军工等领域有着广泛的应用。为了破解我国聚烯烃行业面临的通用产品过剩、中高端产品严重依赖进口的困局,开发乙烯和高碳α-烯烃共聚聚乙烯生产技术已成为聚乙烯高性能化的重要发展方向。同时,国内外为了促使塑料行业向更环保、更安全的方向发展,制定和执行了更为严格的塑料产品质量标准,要求塑料产品具有更低的挥发分含量。而聚乙烯中高碳α-烯烃的脱挥非常困难,这对从聚乙烯中分离出挥发性组分的脱挥工段提出了更大的挑战。因此,研究聚乙烯中高碳α-烯烃的溶解扩散规律,开发高碳α-烯烃的脱挥新方法,提高高碳α-烯烃的脱除效率,具有重要的研究意义和实际应用价值。现有聚乙烯生产工艺多采用传统的闪蒸脱气、氮气吹扫脱气、汽蒸干燥等方法脱除聚乙烯颗粒中挥发分,均不能满足聚乙烯中以1-辛烯为代表的高碳α-烯烃的脱挥需求。本文以聚乙烯熔融脱挥过程作为研究对象,在双螺杆挤出机中添加气体或液体脱挥助剂、引入拉伸流场,通过强化助剂分散混合和促进聚乙烯分子链取向,提高1-辛烯等挥发分在聚乙烯熔体中的扩散速率,从而强化脱挥,并借助高速摄像法在可视化双螺杆挤出机装置中研究脱挥助剂和拉伸流场对聚乙烯熔体内气泡成核、生长和破碎的影响规律,为聚乙烯中高碳α-烯烃高效脱挥新方法的开发提供理论指导。本论文的主要研究工作和结果包括:(1)在排气式双螺杆挤出机脱挥实验装置中,考察了气体和液体脱挥助剂以及温度、真空度、螺杆转速和脱挥级数对线性低密度聚乙烯(LLDPE)中1-辛烯脱挥的影响规律。研究结果表明,随着气体脱挥助剂(氮气和二氧化碳)表观气速、液体脱挥助剂(水、乙醇、表面活性剂)加入量、螺杆转速的增大,1-辛烯的脱挥效率先增大后减小,均存在最佳操作点。当1-辛烯含量较高时,起泡脱挥占主导,脱挥助剂强化脱挥作用的排序为:无水乙醇>表面活性剂>水>氮气;当1-辛烯含量较低时,扩散脱挥占主导,氮气强化脱挥的效果明显优于无水乙醇、水等液体脱挥助剂。结合理论分析,揭示了助剂强化双螺杆挤出机中聚乙烯脱挥机制,发明了以无水乙醇作为第一级脱挥助剂和以高纯氮气作为第二、三、四级脱挥助剂的四级挤出脱挥新工艺,可使LLDPE中1-辛烯含量降至50ppm以下。(2)为了进一步提高双螺杆挤出机中1-辛烯的脱除效率,提出了引入拉伸流场强化助剂与聚乙烯熔体混合的脱挥新方法,阐明了拉伸流场强化脱挥机理。在双螺杆挤出机混炼段用拉伸元件(SE、RF)替换捏合块(KB),将剪切主导流场改变为拉伸主导流场后,LLDPE中1-辛烯脱挥效率显著提高,不添加助剂时脱挥效率可从42.7%增至最高67.6%,添加4 wt%水作为助剂时,脱挥效率可从63.9%增至最高91.4%。旋转流变和偏振拉曼光谱分析结果表明,引入拉伸流场后聚乙烯分子链拥有更低的交联缠结程度和更高的取向程度,有助于挥发性小分子在聚乙烯熔体中的扩散。停留时间分布和混合实验结果表明,拉伸主导流场比剪切主导流场更有利于助剂在聚乙烯熔体中的分散混合,可提供更大的气液传质面积,从而提升脱挥效率。(3)在可视化双螺杆挤出机内,采用高速摄像和红外热成像技术,分别研究了脱挥助剂种类及含量、拉伸流场、操作参数等对气泡密度和气泡生长速率、熔体温度分布均匀性的影响。研究发现,在传统的剪切流场中,随着温度升高、真空度增大、初始挥发分含量升高,气泡密度和气泡生长速率都会增加;随脱挥助剂水和乙醇含量的增加,气泡密度和气泡生长速率均呈现先升高后降低的趋势,存在最佳添加含量,与脱挥效率随助剂含量的变化趋势一致。将剪切流场转变为拉伸流场后,随着水和乙醇含量的增加,气泡密度和气泡生长速率均呈现单调上升的趋势;有无脱挥助剂时,引入拉伸流场均可提升熔体温度分布的均匀性。研究还发现挤出脱挥过程中存在两种气泡破裂模式,分别为熔池中的拉伸破碎和熔膜中的侵蚀破碎。

关键词：聚乙烯脱挥双螺杆挤出机脱挥助剂拉伸流场可视化

考虑微电网协同的线路冰灾下配电网韧性提升策略

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上海交通大学学报 2024年

作者：方子闻周永智但扬清韦巍浙江大学工程师学院国网浙江省电力有限公司经济技术研究院

冰灾下线路断线严重影响配电网安全运行，含分布式资源的微电网接入后为提升配电网韧性提供了新手段。针对冰灾下微电网资源的合理利用，本文提出了一种微电网协同配电网的韧性提升策略，充分发挥微电网分布式电源及储能的紧急供电能力... 详细信息

冰灾下线路断线严重影响配电网安全运行，含分布式资源的微电网接入后为提升配电网韧性提供了新手段。针对冰灾下微电网资源的合理利用，本文提出了一种微电网协同配电网的韧性提升策略，充分发挥微电网分布式电源及储能的紧急供电能力。首先，考虑线路覆冰灾害故障演化特性，构建配电网线路覆冰风险量化模型。其次，提出基于长-短周期混合时间尺度滚动的优化方法，长周期优化聚焦跨日时间尺度微电网储能预调度与配电线路修复策略；短周期日前优化应对新能源及冰灾故障演化下网络拓扑变化的日间不确定性，采用列与约束生成算法生成调度策略；长-短周期优化模型在灾害全周期内滚动进行。最终，采用改进IEEE标准33节点配电网对所提韧性提升策略的有效性进行仿真验证。

关键词：配电网韧性覆冰灾害混合周期滚动优化

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苦味抑制剂阿魏酸的构效关系

食品科学 2024年第14期45卷 14-22页

作者：方子超周隽涵郑建仙华南理工大学食品科学与工程学院广东广州510640

探索阿魏酸(ferulic acid,FA)羧基取代基团以及丙烯酸碳链长度对苦味抑制作用的影响。本实验使用分子动力学模拟,分析苦味受体与苦味抑制剂FA、4-(2,2,3-三甲基环戊基)丁酸和苦味激活剂安赛蜜相互作用的构象差异,以获得FA对苦味受体的... 详细信息

探索阿魏酸(ferulic acid,FA)羧基取代基团以及丙烯酸碳链长度对苦味抑制作用的影响。本实验使用分子动力学模拟,分析苦味受体与苦味抑制剂FA、4-(2,2,3-三甲基环戊基)丁酸和苦味激活剂安赛蜜相互作用的构象差异,以获得FA对苦味受体的抑制结构F4。基于F4的相互作用模式,构建系列FA衍生物,结合电子舌分析技术,探讨FA苦味抑制构效关系。结果表明在配体与F4相互作用模式相符的前提下,FA羧基取代基团氢键受体的电荷量与苦味抑制强度呈反比;FA丙烯酸碳链长度改性为二碳长度,会导致配体与关键残基相互作用不稳定,导致其苦味抑制强度降低,改性为四碳长度则增强其苦味抑制强度。FA作为新型苦味抑制剂,在改善食品食用品质方面具有开发潜力。

关键词：阿魏酸苦味抑制构效关系分子动力学模拟电子舌

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含Ag@Ni核壳结构粉体镍基复合涂层的多循环高温摩擦学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第2期34卷 618-628页

作者：何乃如方子文贾均红杨杰陈威辛骅陕西科技大学机电工程学院西安710021 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州730000

为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层... 详细信息

为了抑制Ag的扩散,采用化学镀方法制备Ag@Ni核壳结构粉体,并利用大气等离子喷涂技术制备NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层,详细研究核壳结构设计对涂层在高温循环工况下的力学及摩擦学性能的影响。研究结果表明:Ag的核壳结构设计可以提高镍基涂层中Ag与NiCrAlY的界面结合强度,进而显著提高复合涂层的硬度。Ni覆层有效地抑制了Ag在高温摩擦过程中的扩散与耗散。800℃时NiCrAlY-Mo-Ag@Ni涂层的摩擦因数仅为0.25,磨损率仅为1×10^(-5)mm^(3)/(N·m),显著低于NiCrAlY-Mo-Ag涂层。同时,Ag的核壳结构设计使得涂层在高温多循环工况下始终保持良好的自润滑性和耐磨性。

关键词：核壳结构 Ag@Ni Ni基复合涂层摩擦学性能高温热循环

植物乳杆菌SCB2505代谢物对液化沙雷氏菌的抑菌机理

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食品与发酵工业 2024年第8期50卷 138-145页

作者：饶苇陈奎霖方子莹陈昭民方祥华南农业大学食品学院广东广州510642 味燃食品生物科技(深圳)有限公司广东深圳518040

液化沙雷氏菌是畜产食品在低温贮藏中的一种常见致腐菌和食源性病原菌。该实验通过最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和生长曲线分析植物乳杆菌SCB2505代谢物对液化沙雷氏菌的抑菌活性,并通过高温、过氧化氢酶及蛋白... 详细信息

液化沙雷氏菌是畜产食品在低温贮藏中的一种常见致腐菌和食源性病原菌。该实验通过最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)和生长曲线分析植物乳杆菌SCB2505代谢物对液化沙雷氏菌的抑菌活性,并通过高温、过氧化氢酶及蛋白酶、pH处理和乳酸排除实验分析抑菌物质组成,再通过生物被膜抑制率、细胞壁和细胞膜完整性、菌体形态变化的研究来分析其抑菌机理。结果表明,植物乳杆菌SCB2505代谢物对液化沙雷氏菌的MIC为8 mg/mL,其抑菌物质的高温耐受性较好,pH越低其抑菌效果越好,但相同pH的乳酸溶液不具有抑菌活性,过氧化氢酶和蛋白酶对其抑菌圈大小有显著影响,推测抑菌物质可能为乳酸盐、细菌素与过氧化氢的复合物。植物乳杆菌SCB2505代谢物能明显抑制液化沙雷氏菌生物被膜合成,破坏细胞壁和细胞膜的完整性,使得菌体皱缩凹陷,甚至裂解死亡。该研究结果说明植物乳杆菌SCB2505代谢物作为天然防腐剂在动物食品防腐领域具有较好的应用前景。

关键词：植物乳杆菌代谢物液化沙雷氏菌抑菌机理抑菌活性

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空间多目标掠飞观测接近轨道设计方法

现代防御技术 2024年第1期52卷 57-64页

作者：刘育昊张兵方子今航天科工空间工程发展有限公司北京100854 航天科工第二研究院研究生院北京100854

针对当前的天基空间观测任务中存在的观测效率低、燃料不足等问题,基于粒子群算法与空间多目标观测模型提出一种空间多目标掠飞观测的接近轨道设计方法以实现观测器在不变轨道的情况下实现对特定多目标的近距离掠飞观测。结合两轨道卫... 详细信息

针对当前的天基空间观测任务中存在的观测效率低、燃料不足等问题,基于粒子群算法与空间多目标观测模型提出一种空间多目标掠飞观测的接近轨道设计方法以实现观测器在不变轨道的情况下实现对特定多目标的近距离掠飞观测。结合两轨道卫星的距离计算与天光地影条件建立空间多目标观测模型。利用粒子群算法对观测器轨道六根数优化,得到对特定多目标的综合最近距离观测的最优轨道,以轨道高度差产生的周期差抵消目标与交线处位置的相位差,以消耗时间为代价得到了最省燃料的方式。利用仿真说明了该轨道设计方法的有效性。

关键词：多目标观测轨道设计天光地影条件粒子群算法掠飞观测燃料最优

基于多尺度目标检测的人机协作装配场景认知方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1657-1667页

作者：董元发严华兵刘勇哲彭巍周彬方子帆三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 三峡大学智能制造创新技术中心湖北宜昌443002

人机协作装配场景的快速理解对提高协作机器人认知能力、实现人机协作装配具有重要的现实意义。针对非结构化人机协作装配场景认知过程中目标尺度差异较大、缺少统一场景描述框架等问题,首先构建了一种轻量级多尺度目标检测网络LMS-Net... 详细信息

人机协作装配场景的快速理解对提高协作机器人认知能力、实现人机协作装配具有重要的现实意义。针对非结构化人机协作装配场景认知过程中目标尺度差异较大、缺少统一场景描述框架等问题,首先构建了一种轻量级多尺度目标检测网络LMS-Net,并在网络训练过程中引入目标检测框聚类机制以提高多尺度目标检测精度;然后将LMS-Net检测结果转换为人物交互图并建立了人机协作装配场景元描述模型,提出了基于多尺度目标检测的人机协作装配场景认知方法。在自建数据集HRC-Action上的实验结果表明所构建多尺度目标检测网络具有较高的准确率(平均89%)和较快的速度(深度学习工作站平均58.7 FPS,Jetson Nano B01嵌入式开发板平均25 FPS),所提人机协作装配场景认知方法具有较好的可行性和实用性。

关键词：人机协作装配场景认知目标检测人物交互图

培养未来古典音乐观众的“理想国” 深圳音乐厅“YOUNG星球计划”

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音乐爱好者 2024年第5期 49-52页

作者：方子煦不详

音乐是感性的季节,心灵在此时跳跃。华灯初上,街市如昼的深圳城中,深圳音乐厅的“YOUNG星球计划”成了培养未来古典音乐观众的“理想国”。它以全新的理念和丰富的形式,给青少年乐迷提供更为全面的观演体验,打造一个青少年友好型的剧场... 详细信息

音乐是感性的季节,心灵在此时跳跃。华灯初上,街市如昼的深圳城中,深圳音乐厅的“YOUNG星球计划”成了培养未来古典音乐观众的“理想国”。它以全新的理念和丰富的形式,给青少年乐迷提供更为全面的观演体验,打造一个青少年友好型的剧场。“YOUNG星球计划”项目自创立以来就得到了谭盾、郎朗、陈萨、曾韵等多位艺术家的支持。这是一场专为青少年爱乐者精心策划的艺术探险,通过多种实践方式和有趣的观演体验,吸引更多青少年观众,培养他们成为古典音乐爱好者,在潜移默化中提高他们的文化素养,开启一个绚烂夺目的艺术新纪元。

关键词：古典音乐理想国爱乐者绚烂夺目音乐厅观演青少年友好型