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“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第5期30卷 1551-1570页

作者：李浩王昊琪李琳利张玉彦杨文超文笑雨张旭辉刘根张幸福刘俊崔科飞陈录城王朋静杨新宇郑州轻工业大学河南省机械装备智能制造重点实验室河南郑州450002 西安科技大学机械工程学院陕西西安710699 郑州恒达智控科技股份有限公司河南郑州450016 中信重工机械股份有限公司河南洛阳471003 卡奥斯工业智能研究院(青岛)有限公司山东青岛266000

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机... 详细信息

工业数字孪生系统是智能制造应用实施的重要手段,但现有工业数字孪生系统主要面向机械系统探索研究理论和关键技术,缺乏从“人-机-环境”全局开展系统建模和优化。鉴于此,分析了“人-机-环境”系统建模和智能优化研究进展,总结了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统基本特征,建立了系统参考架构。然后,提出了“人-机-环境”共融的工业数字孪生系统智能优化方法与关键技术体系,主要包括数据驱动的快速动态建模与仿真方法、基于生成式人工智能(AI)的数字孪生快速建模方法、多模态感知与智能交互方法、虚实同步映射与模型校正方法、基于分布式计算的运行优化控制方法、“人-机-环境”安全监测与态势感知方法和基于AI agent的系统自学习与优化控制方法等。最后,通过典型案例展示了智能优化方法的应用效果。所提出的工业数字孪生系统智能优化方法为实现智能制造过程中的“人-机-环境”共融提供了重要支撑。

关键词： “人-机-环境”共融工业数字孪生系统智能制造智能优化 AI agent

结构缝隙宽度对6A01-T5铝合金腐蚀行为的影响

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表面技术 2024年第20期53卷 61-68页

作者：孙晓光郭小玉向利李博文马麦收中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中国电器科学研究院股份有限公司工业产品环境适应性全国重点实验室广州510300 中国科学院金属研究所沈阳110016

目的研究6A01-T5铝合金缝隙腐蚀行为规律,为6A01-T5铝合金缝隙腐蚀的防治提供理论依据。方法采用常温常压浸泡法对缝隙深度恒定、缝隙宽度不同的6A01-T5铝合金缝隙腐蚀试样在碱性Na Cl溶液中进行不同时间的腐蚀试验,采用数码相机、扫描... 详细信息

目的研究6A01-T5铝合金缝隙腐蚀行为规律,为6A01-T5铝合金缝隙腐蚀的防治提供理论依据。方法采用常温常压浸泡法对缝隙深度恒定、缝隙宽度不同的6A01-T5铝合金缝隙腐蚀试样在碱性Na Cl溶液中进行不同时间的腐蚀试验,采用数码相机、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)检测分析腐蚀后试片宏观形貌、腐蚀产物形貌和成分,采用白光干涉仪检测试片表面微观轮廓和腐蚀坑深度,采用电子天平检测腐蚀失重。结果缝隙宽度为0.15mm和0.3mm的试片沿缝口产生腐蚀沟,并在缝内产生局部腐蚀坑,浸泡45 d后腐蚀沟宽度和最深腐蚀坑深度分别约为2500μm、60μm,和1200μm、80μm。而缝隙宽度为0.5 mm的试片在缝口处并未检测到明显的腐蚀沟,腐蚀45 d后最深腐蚀坑深度约40μm;试片腐蚀失重随腐蚀时间的延长呈上升趋势,且在腐蚀过程中均表现为缝隙宽度为0.3 mm的试片腐蚀失重最大,缝隙宽度为0.15 mm的试片次之,缝隙宽度为0.5 mm的试片最小。结论在碱性Na Cl溶液中,6A01-T5铝合金缝隙腐蚀程度随缝隙宽度的增加呈先增大后减小的趋势,并随腐蚀时间的延长腐蚀程度逐渐上升;缝隙腐蚀会在缝口处产生沿缝口方向的腐蚀沟,并随着缝隙宽度的增加腐蚀沟孕育周期延长,腐蚀沟宽度减小,当缝隙宽度达到0.5 mm时,不再产生明显的腐蚀沟。

关键词：缝隙腐蚀铝合金碱性环境缝隙宽度

厚硬岩层下板结构破断应力-能量场积聚演化规律

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中国矿业大学学报 2024年第4期53卷 647-663页

作者：张广超尹茂胜周广磊陶广哲张照允闫宪洋李振国吕凯山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590 兖矿能源集团股份有限公司山东济宁273500

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的... 详细信息

掌握厚硬岩层破断致灾机理及应力-能量演化规律对于防控深部矿井动力灾害意义重大.基于东滩煤矿六采区63_(上)05、63_(上)06工作面工程地质条件,结合现场微震监测数据统计了大能量事件的分布情况,总结了厚硬岩层破断与大能量矿震事件的关联性;建立了关键层组Ⅱ厚板结构破断力学模型,分析了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响机理,揭示了厚硬岩层破断过程中的能量积聚与释放规律;采用FLAC^(3D)数值模拟软件,探究了厚硬岩层下的应力-能量场积聚演化规律,并通过63_(上)05工作面开采过程中触发的大能量事件进行了验证.本文明确了关键层组的破断运移是导致大能量强矿震的根源,得到了关键层组最大应力σ_(max)及岩层内部弯曲弹性能E_W表达式,揭示了各影响因素对厚硬岩层能量积聚的影响规律;明晰了工作面开采过程中厚硬岩层影响下垂直应力场、水平应力场及能量场分布特征;将63_(上)05工作面上覆厚硬岩层破断运移规律及能量“积聚-释放”演化过程划分了5个阶段,分别为关键层组Ⅰ初次积聚-释能阶段、关键层组Ⅰ与Ⅱ周期破坏阶段、关键层组Ⅲ蓄能变形阶段、关键层组Ⅲ破断沉降阶段及关键层组Ⅳ沉降变形阶段.研究成果可为深埋采场厚硬覆岩条件下动力灾害防治提供理论与技术支持.

关键词：厚硬岩层强矿震岩层破断厚板结构能量积聚

基于AR技术的采摘机器人数字化显示设备设计

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农机化研究 2024年第12期46卷 213-217页

作者：康龙海信商用显示股份有限公司山东青岛266100

以采摘机器人为研究对象,采用AR技术,以S3C2440微处理器为核心,以实时显示采摘机器人作业状态为目的,设计了一套采摘机器人数字化显示系统。系统利用AR技术对采摘动作控制参数进行模拟仿真,通过AR眼镜确定参数无误后驱动采摘机械臂进行... 详细信息

以采摘机器人为研究对象,采用AR技术,以S3C2440微处理器为核心,以实时显示采摘机器人作业状态为目的,设计了一套采摘机器人数字化显示系统。系统利用AR技术对采摘动作控制参数进行模拟仿真,通过AR眼镜确定参数无误后驱动采摘机械臂进行采摘,大幅提高了果蔬采摘成功率,并基于QT开发了显示界面,能够实时显示采摘机器人仿真过程和采摘过程。

关键词：采摘机器人数字化显示设备 AR QT

高铁过电压对车载牵引供电系统的影响机理及抑制方法:系统性综述

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中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4682-4701,I0008页

作者：肖嵩曹野吴广宁高国强郭裕钧张血琴孙传铭刘建城西南交通大学四川省成都市611756 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东省青岛市266611

为了追求更高的牵引速度及更强的运载能力,高铁车载牵引供电系统功率容量不断提升,现有牵引供电系统及关键设备需要应对更高频次、更大幅值的过电压冲击,如何保障列车在高速运行状态下牵引系统安全、可靠地运行是如今高速列车设计面临... 详细信息

为了追求更高的牵引速度及更强的运载能力,高铁车载牵引供电系统功率容量不断提升,现有牵引供电系统及关键设备需要应对更高频次、更大幅值的过电压冲击,如何保障列车在高速运行状态下牵引系统安全、可靠地运行是如今高速列车设计面临的重要技术挑战。详细调研了过电压导致牵引供电系统出现的典型故障,归纳了高速列车中过电压的种类及相关特性,目前主流的牵引供电方式包括采用带回流线的直接供电方式与自耦变压器(automatic transformer,AT)供电方式,均是单相交流供电制式。为了保障三相负荷平衡,防止系统中负序电流的产生,传输异相电流的相邻供电臂间通过绝缘分相区进行隔离。列车在驶过分相区时需要操作车载真空断路器(vacuum circuit breaker,VCB),分合闸过程中会产生剧烈的过电压冲击;此外,“弓-网”离线电弧及“轮-轨”滚动电弧频发,也伴随着过电压。通过调研目前已构建的牵引供电系统过电压特性仿真模型,探究了过电压的产生机理及传播规律;梳理了影响过电压特性的关键因素及抑制措施;明确了未来的研究重点,即“弓-网”及“轮-轨”燃弧过电压产生的机理和影响;“多车共臂”及“多车重联”工况下过电压的传播规律;展望了“源头-路径-终端”三位一体的过电压抑制方法。

关键词：高速列车过电压真空断路器电弧弓网离线电弧 “轮-轨”滚动电弧

伪狂犬病病毒gE/gI缺失株CY-6的构建及免疫效力初步研究

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中国动物传染病学报 2024年第3期32卷 9-18页

作者：曲信芹魏波徐丽丽刁治君韩成昊蔡青秀丛雁方马爱琴青岛蔚蓝生物股份有限公司青岛266100 青岛动保国家工程技术研究中心有限公司青岛266012 青岛蔚蓝生物制品有限公司青岛266114

构建针对伪狂犬病病毒gE和gI基因缺失的重组转移质粒pBL-gI-gE,将PRV-CY-ΔgI/gE-GFP病毒、pBL-gI-gE转移载体和Lipofectamin 2000转染试剂共转染BHK-21细胞,蚀斑筛选纯化法得到重组病毒PRV-CY-ΔgI/gE,命名为CY-6株。将CY-6株C1代在BHK-21细胞增殖并传至10代,测定生长曲线、病毒含量、基因鉴定、特异性、纯净、毒力和免疫原性。结果CY-6株的生长曲线与亲本CY株无明显变化,C1~C10代毒的病毒含量为10^(8.17)~10^(8.68) TCID50/mL,基因鉴定显示gE基因无366 bp的目的条带,gD基因有1条217 bp的目的条带,gI基因无331 bp的目的条带,特异性检验显示均能被伪狂犬病病毒特异性阳性血清中和;纯净检验该毒种无菌、支原体及外源病毒污染;毒力试验试验猪均5/5健活,免疫原性试验免疫组5/5保护,CY株攻毒对照组5/5发病,其中3/5死亡。以上结果表明伪狂犬病病毒CY-6株符合生产用毒种的初步要求,为研制新型伪狂犬病病毒基因缺失灭活疫苗奠定基础。

关键词：伪狂犬病病毒基因缺失免疫效力

基于加权融合的常导高速磁浮列车UKF定位算法

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西南交通大学学报 2024年第4期59卷 832-838页

作者：张昕翟凌露王舰深张志吴晨北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

为提高高速磁浮列车测速定位的精确性,本文针对基于长定子齿槽检测的常导高速磁浮列车测速定位方法在列车运行过程中可能因测速定位信号缺失、干扰、测速定位安装误差等原因引起的定位不准问题,提出一种基于加权融合无迹卡尔曼滤波(UKF... 详细信息

为提高高速磁浮列车测速定位的精确性,本文针对基于长定子齿槽检测的常导高速磁浮列车测速定位方法在列车运行过程中可能因测速定位信号缺失、干扰、测速定位安装误差等原因引起的定位不准问题,提出一种基于加权融合无迹卡尔曼滤波(UKF)的常导高速磁浮列车测速定位算法.介绍了高速磁浮列车基于长定子齿槽的测速定位方法,并对多路冗余速度位置信息进行预处理和自适应加权融合处理;给出基于加权融合UKF的常导高速磁浮列车测速定位算法模型;基于磁浮列车测速定位在环测试试验台试验,对改进后的无迹卡尔曼滤波磁浮定位算法与原定位算法进行了对比分析.分析结果表明:磁浮列车平均速度误差减小了32.6%,速度极差降低了49.3%,有效消除了信号采集噪声,提高了磁浮列车测速定位精度.

关键词：常导高速磁浮列车测速定位加权融合无迹卡尔曼滤波

磷酸含量对FeSiCr@磷酸盐/硅酸钠软磁粉芯性能的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第8期55卷 2879-2886页

作者：王璞刘佳奇王成飞朱争取庞靖张家泉北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083 青岛云路先进材料技术股份有限公司山东青岛266232

基于粉末冶金工艺制备FeSiCr@磷酸盐/硅酸钠软磁粉芯,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与盐雾等实验方法与损耗分离计算,探究不同磷酸含量(质量分数为0~1.5%)对FeSiCr复合粉芯软磁性能与耐蚀性的影响。研究结果表明,适度增加磷酸含量... 详细信息

基于粉末冶金工艺制备FeSiCr@磷酸盐/硅酸钠软磁粉芯,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)与盐雾等实验方法与损耗分离计算,探究不同磷酸含量(质量分数为0~1.5%)对FeSiCr复合粉芯软磁性能与耐蚀性的影响。研究结果表明,适度增加磷酸含量,可提高磁粉芯相对密度与直流偏置性能,并显著降低磁粉芯损耗。但过高的磷酸含量会降低绝缘层均匀性,增加磁畴壁运动的阻力,导致磁粉芯损耗增加与磁导率下降。此外,磁粉芯耐蚀性也随磷酸含量增加而下降。当磷酸质量分数为1.0%时,FeSiCr磁粉芯具备最优综合软磁性能,磁导率为38.3(100 kHz时),损耗为646.24 mW/cm^(3)(1 MHz与20 mT时)。

关键词： FeSiCr合金软磁粉芯绝缘包覆软磁性能耐蚀性能

1株血清8b型禽腺病毒的分离鉴定及对不同日龄SPF鸡致病性研究

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中国动物传染病学报 2024年

作者：卜德新张伯顺迟丽丽黄冬王睿智马丰英于春梅丛雁方青岛动保国家工程技术研究中心有限公司青岛蔚蓝生物股份有限公司

从山东某鸡场疑似包涵体肝炎的肉鸡群中采集病料，经PCR鉴定、LMH细胞分离、纯净性检验确定为血清8b型禽腺病毒，将该毒株命名为FAdV-04株。在LMH细胞中的增殖特性显示，病毒滴度在感染细胞后12 h至60 h逐渐升高，72 h达到顶峰滴度107.5... 详细信息

从山东某鸡场疑似包涵体肝炎的肉鸡群中采集病料，经PCR鉴定、LMH细胞分离、纯净性检验确定为血清8b型禽腺病毒，将该毒株命名为FAdV-04株。在LMH细胞中的增殖特性显示，病毒滴度在感染细胞后12 h至60 h逐渐升高，72 h达到顶峰滴度107.50TCID50/0.1ml。Hexon基因遗传进化分析结果显示，与血清8b型参考毒株遗传关系最近，在一个小的分支上。对SPF鸡胚致病性试验结果显示，鸡胚在接种后5～7日死亡，存活率10%。对不同日龄SPF鸡的致病性试验结果显示，7日龄攻毒试验鸡出现排黄绿色稀粪、精神不振、食欲下降等临床症状，观察期内2/10死亡，死亡鸡只和存活鸡只观察结束后剖检均出现典型包涵体肝炎病变特征；21日龄攻毒试验鸡在攻毒后个别鸡只出现排黄绿色稀粪的临床症状，观察结束剖检4/10出现肝脏边缘出血和坏死的病理特征。42日攻毒试验鸡在观察期内未见明显临床症状和病理剖检病变。泄殖腔拭子排毒检测，7、21、42日龄SPF鸡攻毒后3日均可以检测到排毒；7日龄和21日龄攻毒试验鸡在感染后5和7日排毒阳性率均为10/10，42日龄攻毒试验鸡在感染后5和7天的排毒阳性率分别为10/10和8/10。7日龄攻毒试验鸡肝脏病毒拷贝数显著高于21和42日龄攻毒试验鸡。本研究评估了FAdV-8b毒株对不同日龄SPF鸡的致病性，为建立FAdV-8b的发病模型和评价疫苗效果提供参考。

关键词：血清8b型禽腺病毒分离鉴定遗传进化增殖特性致病性