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科研成就梦想:自强不息,拼搏向上——记北京科技大学侯新梅副教授

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金属世界 2014年第1期 6-8页

作者：侯新梅北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

侯新梅是北京科技大学冶金与生态工程学院物理化学系的一名青年教师。1979年岁末出生于河南南阳。侯新梅的父亲是一位小学教师。侯新梅从小在他言传身教的影响下，梦想长大后能够成为一名光荣的人民教师。中学时，侯新梅学习了邓小平同... 详细信息

侯新梅是北京科技大学冶金与生态工程学院物理化学系的一名青年教师。1979年岁末出生于河南南阳。侯新梅的父亲是一位小学教师。侯新梅从小在他言传身教的影响下，梦想长大后能够成为一名光荣的人民教师。中学时，侯新梅学习了邓小平同志的“科学技术是第一生产力”的思想，又萌生了成为科学家为祖国进步发展做贡献的梦想。在梦想的激励下侯新梅于1997年考入郑州大学，就读材料科学与工程专业获得学士学位，

关键词：北京科技大学科研成就科学技术是第一生产力梅青年教师工程学院河南南阳小学教师

基于贝叶斯图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测

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工程科学学报 2025年第2期47卷 374-388页

作者：胡艳艳白雅婷北京科技大学智能科学与技术学院北京100083

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多... 详细信息

航空发动机作为飞机的心脏,其健康状态对飞机的安全飞行至关重要.深度学习强大的数据挖掘能力,为通过海量历史数据预测航空发动机的剩余使用寿命提供了新方法.然而,传统基于深度学习的方法大都关注于挖掘数据在时间上的关联,而忽略了多个传感器监测数据之间复杂的非欧氏空间关系.此外,少有研究考虑数据或者预测过程本身具有的不确定性,缺乏对预测结果可靠性的评估.为解决上述问题,本文提出了一种基于贝叶斯网络和图注意力Transformer的航空发动机剩余使用寿命概率预测方法.将图注意力机制融入Transformer的时间多头注意力模块,结合图注意力网络在空间特征提取上的优势和Transformer模型在时间特征提取的优势,实现数据特征时空关系的联合提取.同时,利用改进的贝叶斯网络度量预测不确定性,在得到剩余使用寿命预测点值的同时给出相应的置信区间.最后,通过在公开航空发动机数据集上的实验,证明了所提模型的有效性和先进性.

关键词：航空发动机剩余使用寿命图注意力Transformer 贝叶斯网络概率预测

区块链环境下基于商业信用融资模式的供应链运营决策研究

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管理工程学报 2025年第1期39卷 243-255页

作者：王道平朱梦影董汉玺北京科技大学经济管理学院

应用区块链可以解决现有商业信用融资模式中存在的交货期过长、产品真实性难以保证和零售商不按时还款等问题。本文构建了应用区块链与未应用区块链的两种商业信用融资模式,运用Stackelberg博弈求解两种模式下供应链的最优批发价和零售... 详细信息

应用区块链可以解决现有商业信用融资模式中存在的交货期过长、产品真实性难以保证和零售商不按时还款等问题。本文构建了应用区块链与未应用区块链的两种商业信用融资模式,运用Stackelberg博弈求解两种模式下供应链的最优批发价和零售价决策,研究未应用区块链时产品为真的概率、零售商期末按时支付剩余款项的概率、零售商违约对供应商造成的损失比例、应用区块链的单位运营成本和应用区块链后的交货期等因素对供应链运营决策和成员期望利润的影响,分析应用区块链后商业信用融资的价值。研究表明:当引入区块链缩短交货期、确保产品为真等功能带来的益处大于一定程度时,零售价和批发价高于传统模式;若零售商违约的可能性非常低,或者即使零售商违约,供应商的损失也不大,则传统模式下的批发价和零售价更高。若区块链运营成本小于零售商愿意支付的阈值,选择应用区块链对供应链所有企业而言均有利;而若区块链运营成本大于供应商愿意支付的阈值,供应链中任何企业均不会因应用区块链而受益。

关键词：区块链商业信用融资运营成本定价

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本科生全程导师制的价值意蕴及实践探索

北京科技大学学报（社会科学版） 2025年第1期41卷 32-38页

作者：赵萌北京科技大学北京100083

本科教育在人才培养工作中占据基础地位,如何推动本科教育理念和方式不断变革,谋求本科教育体制机制的创新发展是提升教育质量的关键所在。本科生全程导师制从学生多样化、个性化的需求出发,注重因材施教,逐渐成为提升人才培养质量的关... 详细信息

本科教育在人才培养工作中占据基础地位,如何推动本科教育理念和方式不断变革,谋求本科教育体制机制的创新发展是提升教育质量的关键所在。本科生全程导师制从学生多样化、个性化的需求出发,注重因材施教,逐渐成为提升人才培养质量的关键手段之一,并在教学实践中不断得到创新和优化。文章以北京科技大学近年来推行的本科生全程导师制为例,针对8921名本科生进行在校生满意度调查,分析得出该导师制在思想引导、学术指导以及创业就业等方面充分发挥了教师的积极作用,获得了广大学生的高度认可,由此探索构建符合新时代人才培养需求的本科人才培养新模式。

关键词：本科生全程导师制人才培养学生满意度

岩石爆破基础理论研究进展与展望Ⅲ——波纹关系

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工程科学学报 2025年第1期47卷 1-12页

作者：许鹏杨仁树陈程丁晨曦王雁冰北京科技大学数理学院北京100083 北京科技大学土木与资源工程学院北京100083 北方工业大学土木工程学院北京100144 中国矿业大学(北京)力学与土工工程学院北京100083

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(... 详细信息

岩石爆破“三大关系(本构、动静、波纹)”是爆破理论研究的重要内容,爆炸应力波与裂纹的相互作用是影响岩石破碎效果的关键因素.本文围绕“炸药爆炸能量释放与爆炸裂纹扩展的精细控制原理”这一关键科学问题,聚焦爆炸应力波与静止裂纹(岩体中既有缺陷)的相互作用、爆炸应力波与爆炸裂纹的相互作用、爆炸应力波作用下裂纹间的相互作用、地应力与爆炸应力波耦合作用下的裂纹扩展等四个方面,深入探讨了不同爆炸应力波的传播方向和强度对裂纹扩展行为(包括裂纹扩展方向、速度和长度)的影响规律.现有研究发现爆炸应力波在静止裂纹处发生反射和衍射,产生“双马赫锥”现象,致使爆炸能量较多地积聚在静止裂纹周围,诱导静止裂纹周围产生损伤和破坏;爆炸膨胀波对迎面爆炸裂纹的扩展有抑制作用,剪切波对其扩展有促进作用,而在爆炸应力波与同向爆炸裂纹的相互作用过程中,爆炸膨胀波和剪切波对裂纹扩展速度的影响则相反;爆炸荷载下相向扩展的两条裂纹互为自由面,产生“咬合效应”,形成相互勾连的形状;地应力场能够促进平行最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,抑制垂直最大主应力方向的爆炸裂纹扩展,且地应力场的主应力差值越大,爆炸裂纹沿最大主应力方向的扩展长度越长.研究成果可为优化爆破炮孔间距、延期时间等参数,实现精细调控爆炸裂纹扩展提供理论依据.

关键词：岩石爆破爆炸应力波静止裂纹爆炸裂纹裂纹相互作用

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复合填料对水性环氧涂料隔声性能的影响

涂料工业 2025年第1期55卷 52-57+63页

作者：唐灿王金伟苏新永王家澳北京科技大学顺德创新学院北京科技大学新材料技术研究院

为提升涂料的隔声性能，选择空心玻璃微珠（HGM）和氧化铝微球为填料，研究不同类别的功能型填料复配对水性环氧涂料隔声性能的影响。将经过表面处理的HGM均匀分布于涂层中，测试声音传递损失（TL）与HGM用量之间的关系，并在上述研究... 详细信息

为提升涂料的隔声性能，选择空心玻璃微珠（HGM）和氧化铝微球为填料，研究不同类别的功能型填料复配对水性环氧涂料隔声性能的影响。将经过表面处理的HGM均匀分布于涂层中，测试声音传递损失（TL）与HGM用量之间的关系，并在上述研究基础上进一步添加小粒径的氧化铝微球，研究其在HGM堆积空隙间的填充作用。结果表明：添加15%HGM的涂层平均TL较铝箔基体提升了5%；添加氧化铝起到了填充和减少HGM破碎的作用。含15%HGM和12%Al2O3的涂层在2 000～4 000 Hz频段的隔声效果更好，相较于仅含15%HGM的涂层平均TL进一步提升了3%。对特定发声设备在40～80 dB声压级范围的噪音，相比铝箔基体的传递损失提高了6 dB，具有较好的隔声性能。可为开发机械泵、压缩机、电机等设备外壳具有隔声效果的环保涂层提供参考。

关键词：水性环氧树脂隔声涂料空心玻璃微珠氧化铝

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异构无人系统协同控制研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 66-78页

作者：郭兴李擎姚其家鲁小雅北京科技大学自动化学院北京100083 工业过程知识自动化教育部重点实验室北京100083

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、... 详细信息

面对复杂化、多样化和立体化的任务需求,异构无人系统将空、地、海跨域优势互补,最大化提升系统各方面能力,为未来协同作战和智慧民生提供有力的技术保障.首先,梳理了国内外在跨域协同领域出台的推动性文件,介绍了异构无人系统在军用、科研院所和民用等三方面的实际应用.其次,针对异构无人系统关键技术之一的协同控制,分别阐述了异构无人系统协同控制在一致性、轨迹跟踪和编队‒合围等三方面的最新进展.此外,还特别讨论了在不同通信条件下协同控制所面临的挑战和解决方案.其中,由于一致性和轨迹跟踪存在上层控制理论性和下层控制可行性的区别,进一步从滑模控制、自适应控制、反步控制和自适应动态规划等四方面对轨迹跟踪研究展开阐述.然后,为了更好地促进异构无人系统协同控制在实际中的应用,通过总结前人相关工作,讨论了其在多约束控制与实时性、多任务切换控制和跨域通信下稳定性等三方面亟需解决的技术瓶颈.最后,综合异构无人系统协同控制研究现状和实际需求来看,指出了其在深度强化学习与分布式博弈、人机交互以及反群体智能等三方面的发展趋势.

关键词：异构无人系统协同控制跨域协同任务需求技术瓶颈

基于前馈非线性模型预测控制的类车机器人路径跟踪

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工程科学学报 2025年第1期47卷 101-112页

作者：伊力夏提·伊力哈木江孟宇白国星顾青王国栋常鑫睿黄建秀郑燕北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院顺德528399 中国移动通信集团内蒙古有限公司呼和浩特010020

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误... 详细信息

类车机器人由于零件标准化程度低,侧偏刚度等轮胎力学参数难以准确获得,存在动力学建模十分困难的问题,因此现有研究工作通常以运动学模型作为类车机器人的控制模型,但由于其运动学模型存在模型失配,导致类车机器人与参考路径之间的误差、类车机器人的前轮转角和前轮转角速度出现剧烈振荡现象.针对前述问题,本文基于非线性模型预测控制(Nonlinear model predictive control,NMPC)的滚动优化原理,引入基于逆运动学模型的前馈转角信息,将前轮转向角作为预测模型的第四维,提出了一种基于前馈非线性模型预测控制(Feedforward NMPC,FNMPC)的类车机器人路径跟踪控制算法.并通过Simulink和CarSim进行了联合仿真,结果表明FNMPC有效减小了模型失配导致的振荡现象,同时具有较高的跟踪精度.其中前馈非线性模型预测控制器的位移误差幅值不超过0.1106 m,航向误差幅值不超过0.1253 rad.在相同工况下,线性模型预测控制、前馈线性模型预测控制、纯跟踪控制和Stanley控制误差发散,而本文提出的FNMPC相比已有NMPC跟踪精度更高,且控制增量绝对累计值相比NMPC控制器减小67.53%.通过线控类车机器人底盘作为实验平台完成的测试结果表明,NMPC系统在进入弯道时出现控制失控现象,在相同工况下,FNMPC系统能够有效完成对参考路径的跟踪,同时将位移误差幅值控制在0.1624 m以内,航向误差幅值控制在0.1138 rad以内.

关键词：类车机器人路径跟踪前馈信息模型预测控制平顺性

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面向工业场景的无人机时空众包资源分配

工程科学学报 2025年第1期47卷 91-100页

作者：刘娅汐李旭龙霍佳皓皇甫伟北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京市融合网络与泛在业务工程技术研究中心北京100083

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资... 详细信息

无人机时空众包资源分配是工业物联网能源管理中的重要任务之一.尽管现有方法考虑了联合反映时间敏感性和公平性的信息新鲜度指标,但忽略了无人机禁飞区和窃听者对数据新鲜度的影响.本文提出了一种基于深度强化学习的无人机时空众包资源分配方法,在考虑无人机禁飞区约束和对窃听者发送干扰信号以保障数据安全的情况下,最小化平均信息新鲜度和物联网设备能耗,从而得到最优无人机轨迹、发射干扰信号功率和物联网发射功率.然而,无人机时空众包中的资源分配复杂且存在挑战,主要表现为决策变量类型多且与考虑服务质量要求的系统性能指标关系复杂.本文将该问题建模为马尔可夫决策过程并使用先进的深度强化学习算法求解该问题,即软演员–评论家(SAC)算法.在多无人机场景下验证了所提出算法在解决无人机时空众包资源分配任务中的有效性和正确性.另外,SAC算法相较于其他两种先进的深度强化学习算法,即深度确定性策略梯度算法和双延迟深度确定性策略梯度算法,具有更快的收敛速度和更优的解.最后,分析了最优无人机数目的选择方案.

关键词：无人机工业能源管理时空众包资源分配深度强化学习