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2020年 第31卷 第23期    刊出日期：2020-12-10
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版权页和目次
2020, 31(23):  0. 
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会刊创刊30周年专栏
利用系统涌现重构复杂系统隔振抗冲一体化设计
吴崇建;闫肖杰;杜堃;陈志刚;黄惜春;付爱华;郑立捷
2020, 31(23):  2773-2779.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.001
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引入涌现概念，利用系统要素与架构的内在逻辑关联以及架构与形式的外在表达，通过重构完成系统优化，使系统生出更多令人满意的涌现，避免不满意的涌现。提出了重构极的概念，通过重构极各要素对比，建立跨系统的综合评估方法，解决了复杂巨系统优化难题。隔振抗冲一体化案例表明,系统重构可带来巨大的系统收益，“合二为一”重构模式对舰艇、飞机等复杂系统优化具有广泛的应用价值。
国内重型数控机床的现状及发展趋势
桂林;李升
2020, 31(23):  2780-2787,2797.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.002
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重型数控机床是能源、交通等行业超重、超大零部件的工作母机，制约着这些行业的发展。结合国内重型数控机床设计与制造的挑战，以数控七轴五联动螺旋桨加工重型车铣复合机床CKX5680为例，介绍了重型数控机床的技术突破与创新；介绍了已投入使用的多型国产重型数控机床及其使用中遇到的问题；对重型数控机床的发展趋势进行了展望。
强光光学元件加工技术发展
戴一帆;钟曜宇;石峰;田野
2020, 31(23):  2788-2797.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.003
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面向强光光学元件的低损伤制造，概述了关联激光损伤性能的损伤前驱体检测表征方法，提出纳米尺度污染与化学结构缺陷等损伤前驱体是低损伤加工过程需要关注的焦点；结合光学元件加工方法的发展进程，探讨了基于化学辅助磁流变抛光和离子束溅射清洗技术的纳米损伤前驱体的抑制方法，以有效减少纳米级污染和化学结构缺陷；提出强光光学元件制造面临的三个挑战，为实现强光光学元件清洁制造提供参考。
混合流水车间调度问题研究综述
李颖俐;李新宇;高亮
2020, 31(23):  2798-2813,2828.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.004
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混合流水车间在流水车间的基础上，在所有或部分阶段引入多台可选择的并行机器，提高了车间的生产能力和柔性，是车间调度领域的研究热点之一。按阶段数和机器特征对混合流水车间调度方法进行了综述，系统总结了实际工程背景下相关扩展问题的研究现状，并指出了当前研究中存在的问题和可能的解决途径。结合运筹学的发展趋势，对混合流水车间调度在新兴领域中的应用前景进行了探讨。最后，指出了未来若干可能的研究方向。
机械基础工程
旋转滑动摩擦副摩擦噪声影响因素实验研究
吴玉厚;张珈翊;张丽秀;王俊海
2020, 31(23):  2814-2821.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.005
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为探究滑动摩擦噪声的影响因素，采用单因素实验法分析了表面粗糙度、相对速度、载荷、摩擦副材料、润滑油中石墨烯质量分数对滑动摩擦噪声的影响。实验发现:实验所测摩擦噪声可大体分为前期、中期、稳定期；表面粗糙度越小，摩擦噪声越小；转速升高时，摩擦噪声逐渐增大，但随着转速的增大，摩擦降噪增幅有所下降；适当增大载荷有助于降噪；石墨烯的降噪效果优异；陶瓷摩擦副比轴承钢摩擦副更具降噪优势。
介电泳效应磨粒流抛光中的电极形态
邓乾发;郑涛;袁巨龙;王旭;张学良;吕冰海
2020, 31(23):  2822-2828.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.006
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针对薄壁陶瓷工件内表面抛光，提出一种基于介电泳效应的磨粒流抛光方法。将非均匀电场布置于陶瓷工件外表面，极化磨粒，实现陶瓷工件内表面高效抛光。仿真分析发现:电极间隙比为2时，SiC磨粒具有最好的介电泳效应，参与抛光的磨粒最多。陶瓷工件初始内表面粗糙度值Ra为(208±5)nm时，抛光10 h后，无介电泳效应的磨粒流抛光工件内表面粗糙度值Ra为51 nm，有介电泳效应的磨粒流抛光工件内表面粗糙度值Ra为23 nm。
基于双时域变换和稀疏编码收缩的滚动轴承早期故障诊断方法
万书亭;彭勃;王晓龙
2020, 31(23):  2829-2836.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.007
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针对滚动轴承早期故障特征微弱、在噪声和谐波干扰下难以有效提取的问题，提出了联合双时域(DTD)变换和稀疏编码收缩(SCS)的故障诊断方法。首先对原始信号进行双时域变换，将双时域变换谱的对角序列作为重构信号；然后对重构信号进行稀疏编码收缩，减小噪声与低频杂波的干扰；最后对降噪信号做包络谱分析，提取故障特征频率，判定故障类型，实现故障诊断。对仿真信号、实验信号、工程信号的分析结果表明，该方法可有效提取轴承早期故障信号中的微弱故障特征，准确判断故障类型。
基于并联手指结构的多功能灵巧手的设计与研究
龚峻山;方跃法;靳晓东
2020, 31(23):  2837-2846.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.008
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为满足工业生产对机器人末端夹持器灵巧性和承载能力的要求，设计了一种基于并联手指结构的多功能灵巧手。对手指机构的运动学、工作空间、奇异性进行了分析，对灵巧手的承载能力进行优化，并通过ADAMS仿真进行了验证。样机实验说明灵巧手具有理想的工作空间和较好的自适应性，可以实现对不同形状物体的随形抓取，适应柔性化工业生产的要求。
采用神经网络与模糊控制的制动需求识别
刘晏宇;喻凡;宋娟娟;庞纪苏;KAKU Chuyo
2020, 31(23):  2847-2855.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.009
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以保证车辆的制动安全性为最终目的，基于制动推杆行程传感器信号，利用神经网络算法与模糊控制算法提出了对制动需求进行识别的方法。首先采用神经网络算法与模糊控制算法完成对驾驶员制动需求的初步判断，然后通过主缸压力反馈信号对制动系统的制动动作完成程度进行预测，进而对制动需求识别结果进行持续反馈跟踪修正，以保证车辆的制动系统能够实现预期的制动效能。通过MATLAB/Simulink仿真试验与台架试验对控制算法进行了对比与验证，结果表明该方法能迅速准确地识别驾驶员的制动需求，从而为车辆的制动安全性提供保障。
基于迁移学习的数控机床节能控制决策方法
张朝阳;吉卫喜;彭威
2020, 31(23):  2855-2863.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.010
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为降低机床等待过程的能耗，提出了基于迁移学习的数控机床节能控制决策方法。通过分析机床的节能控制条件，提出了机床等待过程的5种节能控制策略。考虑生产过程数据的多样性与复杂性，建立了融合深度置信网络与迁移学习的机床节能决策方法，电梯零部件制造车间的案例分析表明该方法的机床节能决策误差仅为3.2%，机床等待过程总能耗降低了52.5%。
屈服强度在线识别的分散性分析与精度验证
段永川;乔海棣;张芳芳;刘煜;杨柳;官英平
2020, 31(23):  2864-2873.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.011
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构造了窗口向量法和标准化拟合残差法用于在线识别板料的屈服参数，并给出了屈服响应显著程度的一种评价方法，从几何角度分析了模具尺寸对屈服识别分散性的影响机理。窗口向量法效果更好，可消除不同硬化指数带来的屈服识别分散性。所提出的两种方法都使用了拟合算法并具有一定的抗噪声干扰能力。基于窗口法预测出的真实材料屈服强度相对误差在15%以内。
基于高斯混合隐马尔科夫模型与人工神经网络的紧急换道行为预测方法
于扬;梁军;陈龙;陈小波;朱宁;华国栋
2020, 31(23):  2874-2882,2890.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.012
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为了有效降低因驾驶员紧急换道行为而诱发的交通事故，提高道路交通事故链阻断效率，提出一种基于高斯混合隐马尔科夫模型（GMM-HMM）和人工神经网络（ANN）的紧急换道行为预测方法。首先利用GMM-HMM对车辆行驶状态以及驾驶行为连续观察序列进行换道意图辨识，采用ANN预测下一时段的驾驶行为，再预测换道过程中的横向加速度变化率，从而判断紧急换道的危险程度。驾驶员在环仿真实验及实车实验结果表明，该方法预测避险成功率达92.83%，实验避险成功率达90.32%。该方法能有效地对紧急换道行为进行提前警告与干预。
匹配机械弹性车轮的电子稳定控制器参数分析
郑鑫;赵又群;王秋伟;张陈曦
2020, 31(23):  2883-2890.  DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2020.23.013
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为了提高匹配机械弹性车轮(MEW)的某越野车操纵稳定性，考虑MEW与传统子午线轮胎侧偏特性存在的不确定性摄动，基于Lyapunov稳定性理论为电子稳定控制(ESC)程序设计了鲁棒反馈控制器；引入轮胎侧偏刚度不确定性的范数有界模型，运用Schur补引理和线性矩阵不等式(LMI)求解反馈矩阵。设定不同的车速和路面附着系数，通过搭建CarSim/Simulink联合仿真平台对控制器展开鱼钩试验，仿真结果表明，匹配MEW的ESC控制器能够保证车辆行驶的稳定性，横摆角速度与质心侧偏角跟踪误差分别稳定在0.03~0.3 rad/s与0.06~0.1 rad之内，并且设计的控制算法对MEW在05倍普通充气车轮侧偏刚度变化范围内具有很好的鲁棒性，从而为匹配MEW的整车主动安全控制提供了理论参考。
阅读导引
打造智慧物流与供应链，助力智能制造——《智慧物流与智慧供应链》导读
霍艳芳, 王涵, 齐二石
2020, 31(23):  2891-2897. 
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在智能制造环境下，打造智慧、高效的供应链，是制造企业在市场竞争中获得优势的关键。新一代信息技术，如物联网、区块链、大数据、AI等技术正在重塑物流与供应链行业。面向全产业链整合的智慧化变革正在引领3.0智慧型降本增效新时代的来临。国务院办公厅《关于积极推进供应链创新与应用的指导意见》明确指出，到2020年形成一批适合我国国情的供应链发展新技术和新模式，基本形成覆盖我国重点产业的智慧供应链体系，中国成为全球供应链创新与应用的重要中心。
作为《智能制造系列丛书》的一个分册，《智慧物流与智慧供应链》一书面向制造业智能制造升级改造的现实需求，从管理角度探寻作为智能制造系统连接器的物流与供应链系统的设计与管理的数字化问题。该书力图初步回答：什么是物流与供应链的智慧化？智慧物流与供应链与传统物流和供应链的主要区别是什么？其体系框架包含哪些内容？构建智慧物流与智慧供应链体系需要解决什么问题？如何基于该系统为组织创造价值？如何与智能制造协调发展以支持降本增效目标的实现？全书按照《智能制造系列丛书》主旨精神和要求，在重视物流与供应链系统工程属性的同时，更关注面向整体系统绩效优化的管理属性，在物流与供应链管理框架的知识框架体系内，站在服务智能制造的角度，阐述新一代信息技术对物流与供应链系统的挑战，并从原理、技术、方法以及应用等方面对数字化转型策略作出应答，为智能制造和物流发展提供支持。
英文目次
2020, 31(23):  2898-2898. 
摘要 ( )   PDF (469KB) ( )  
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