西北工大和南方科大联合策划——数据
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专辑导读
离散制造系统的西北智能化及其执行历程的动态联动与协同控制是先进智能制造系统高效运转的要害，也是和南合策划数下一代先进制造系统智能化水平的主要体现 。近年来，大联海内外学者在制造系统智能化、西北流程优化方面做了一定的和南合策划数研究，特殊是大联在智慧/智能制造模式、系统构架、西北制造效劳设置战略、和南合策划数制造执行历程监控与优化等方面取得了一定的大联研究效果 。为了重点对数据-知识混淆驱动下的西北制造系统智能管控新模式、新要领等研究效果举行系统性的和南合策划数先容，并进一步探讨数据、大联知识驱动的西北制造系统自顺应协同优化控制理论与手艺的前沿问题和生长偏向，推动智能制造系统与决议要领的和南合策划数普遍应用，增进国家智能制造、大联制造强国重大战略的理论指导和落地应用 。《机械工程学报》编辑部特邀西北工业大学张映锋教授担当客座主编、南方科技大学融亦鸣教授担当客座编辑，配合策划出书“数据-知识混淆驱动的智能制造系统”专辑，广邀本事域专家学者团结自身科研实践，先容最新研究希望、总结学科生长脉络及面临的挑战，集中展示未来智能制造模式和控制系统中的科学问题、物理机制、要害手艺及其推广应用，增进学术交流，推动相关领域的深入生长 。专栏共收录论文16篇 。专辑已于《机械工程学报》2024年6期正式出书 。
客座专家团队
张映锋，中国双法学会工业工程分会副理事长，中国机械工程学会机械工业自动化分会副主任委员、成飞科技委专家 。主持国家自然科学基金重点项目、国家重点研发项目课题等国家级项目10项，揭晓学术论文50余篇，出书中英文专著2部；入选 ESI 高被引论文/ESI热门论文12篇，主持制订国家标准1项，曾获国家教学效果二等奖（排名第2），中国机械工业团结会科技前进一等奖（排名第3），陕西省自然科学二等奖（排名第1） 。
融亦鸣，南方科技大学机械系创系系主任，美国机械工程师学会会士（ASME Fellow），盘算机辅助设计与制造领域的国际着名学者 。主持国家自然科学基金重点项目、国家863课题等国家级项目10项，在本事域顶级期刊揭晓学术论文100余篇，出书英文专著3部，多次获本事域国际聚会最佳论文奖 。
01
数据-知识混淆驱动的离散制造系统智能控制系统构架研究
引用名堂: 张党, 赵永宣, 王振军, 张映锋. 数据-知识混淆驱动的离散制造系统智能控制系统构架研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 1-10,20.
论文亮点：
离散制造系统智能控制的挑战与架构：目今离散制造系统在智能控制、制造资源智能化设置以及数据与知识驱动算法的迭代演进中面临挑战 ；诖，提出了一种数据-知识混淆驱动的智能控制系统构架，以应对这些问题；
多维运作机理与制造资源设置：团结信息物理系统和工业物联网手艺，提出一种基于操作层与算法层动态交互的制造资源端设置要领，从多维度剖析了数据与知识混淆驱动在制造系统中的运作机理；
数据-知识混淆驱动算法的应用模式：针对架构中数据驱动与知识驱动算法的固有优弱点，提出了三种在离散制造场景中的数据-知识混淆驱动算法应用模式，为新一代离散制造系统的智能控制提供理论参考 。
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02
基于小样本数据增广的产品服役性能展望要领
引用名堂: 刘振宇, 张楠, 裘辿, 谭建荣. 基于小样本数据增广的产品服役性能展望要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 11-20.
论文亮点：
融合要害组件特征与装配数据：通过将主要组件的接触刚度特征与原始装配数据团结，提升了对重大机械产品装配特征与性能之间耦合关系的明确；
小样本数据的增广与修正：使用变分自动编码器对小样本数据举行模拟增广，并通过离群值修正，提高了数据的完整性和准确性；
集成展望模子的应用：通过集成核超限学习机团结增广样本与原始数据，乐成实现了高细密机械产品服役性能的准确展望 。
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03
基于位置动力学的线缆运动历程仿真要领
引用名堂: 杨炜烽, 刘检华, 吕乃静, 马江涛. 基于位置动力学的线缆运动历程仿真要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 21-31,57.
论文亮点：
基于位置动力学的线缆运动仿真要领：通过离散Cosserat杆模子形貌线缆的位姿和变形，并使用约束函数限制变形与阻止线缆干预，确保了仿真精度；
逐步求解线缆位姿和速率：团结受力和速率预估离散点位置，并在每轮迭代中修正位姿以知足约束，最终完成线缆运动历程的仿真；
验证线缆变形仿真效果：通过拉伸、弯曲、扭转等变形和碰撞的仿真实例，剖析差别质料线缆的响应，证实晰算法在盘算速率和仿真真实性方面的有用性 。
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04
面向航空重大零件智能工艺妄想的孪生工艺模子构建与应用研究
引用名堂: 张超, 周绚烂, 李晶晶, 魏智博, 秦天宇. 面向航空重大零件智能工艺妄想的孪生工艺模子构建与应用研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 32-43.
论文亮点：
数字孪外行艺应用于航空重大零件工艺妄想：通过引入数字孪外行艺，构建适用于航空重大零件的智能工艺妄想模子，解决古板工艺妄想中设计与加工历程缺乏协同的问题；
孪生工艺模子的多维空间协同演进机制：提出数据空间、虚拟空间和知识空间的构建要领，明确几何误差与物理性能指标的协同演进机制，实现工艺设计与加工历程的联动优化；
航空薄壁件应用与孪生工艺模子的原型开发：以航空薄壁件为例，开发孪生工艺模子原型，探索其典范应用场景，推动航空制造企业的工艺妄想方法刷新 。
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05
基于深度强化学习的自动化码头堆场场桥调理要领
引用名堂: 王无印, 黄子钊, 庄子龙, 方怀瑾, 秦威. 基于深度强化学习的自动化码头堆场场桥调理要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 44-57.
论文亮点：
场桥调理优化的目的与建模：针对场桥调理中的时空耦合和动态性，构建数学妄想模子，以最小化自动扶引车（AGV）和外集卡的期待时间为优化目的；
基于深度强化学习的解决计划：提出团结指针网络、注重力机制和演员-谈论家架构的深度强化学习要领，通过智能体与情形的交互，提高识别状态隐藏模式的能力，顺应现实堆场的作业情形;
算法性能与现实应用：在差别规模的算例测试中，相较于启发式规则算法，提出的要领在场桥调理中实现了约17%的性能提升，为自动化码头的堆场作业提供了有用的动态决议支持 。
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06
大数据驱动的快消品终端造访“云-边”联动决议与优化
引用名堂: 赵阔, 王皂琦, 潘臻信, 潘扬华, 张中飞, 屈挺. 大数据驱动的快消品终端造访“云-边”联动决议与优化[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 58-68.
论文亮点：
快消品终端造访挑战与云边联动架构：针对终端造访本钱上升、实时信息获取和客户需求响应问题，提出“云边联动信息架构”，设计动态云边联念头制以应对终端信息处置惩罚和决议动态性；
深度强化学习优化决议：团结深度强化学习算法，优化系统决议流程，实现对终端造访场景的高效调理，提升造访职员的事情效率和效劳质量；
效果与应用价值：试验仿真效果批注，该要领有用镌汰了造访职员的在途里程数，提升了客情关系维系效率，从而提高销量和订单转化率 。
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07
面向跨品类产品的可重构柔性装配手艺研究
引用名堂: 胡松, 徐赵博, 肖磊才, 冯平法, 曾龙. 面向跨品类产品的可重构柔性装配手艺研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 69-81.
论文亮点：
古板装配方法的局限性：随着个性化产品需求的增添，古板自动化专机装配方法因顺应性差，难以重用，无法知足多变的生产要求；
可重构柔性装配系统设计：通过装配工序优先关系图构建数学模子，提出了包括装配单位、工夹具库、集成工具的可重构柔性装配系统，并设计了基于IO通讯的主控机与机械臂控制架构；
仿真与验证：通过仿真优化与样机装配试验（如梭阀和减压阀），验证了可重构装配系统的可行性和应用价值，提升了柔性装配手艺的适用性 。
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08
基于多标准-高效通道注重力网络的刀具故障诊断要领
引用名堂: 狄子钧, 袁春风, 李东阳, 梁道君, 周晓天, 信苗苗, 曹凤, 雷腾飞. 基于多标准-高效通道注重力网络的刀具故障诊断要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 82-90.
论文亮点：
智能化刀具故障诊断需求：随着生产加工流程的智能化生长，实时监测刀具磨损状态关于包管加工效率和产品质量具有主要作用，有助于阻止因刀具失效带来的质量问题；
基于深度学习的刀具故障诊断要领：提出了一种团结多标准卷积神经网络和高效通道注重力的刀具故障诊断要领，通过通道特征学习自顺应融合机床振动信号，提升了刀具磨损状态的诊断精度；
试验验证与效果：设计刀具磨损试验平台收罗现实生产数据，验证了该要领在现实场景中的性能，诊断准确率相比古板多标准网络提升了4.47% 。
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09
基于特征重构深度置信网络的车用电机复合故障定位研究
引用名堂: 赵嗣芳, 宋强, 王明生, 赖武轩. 基于特征重构深度置信网络的车用电机复合故障定位研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 91-103.
论文亮点：
PMSM复合故障的重大性与工程价值：永磁同步电机（PMSM）的故障具有重大的相互关联性，尤其在电动汽车变转速工况下，其故障定位在现实工程应用中具有主要价值；
特征重构与DBN用于复合故障定位：通过振动特征剖析，团结Vold-Kalman阶比追踪和角域重构算法，提取并重构复合故障特征，镌汰转速转变对特征分量的影响，提升复合故障定位的准确性；
试验验证与定位精度：基于特征重构信号，构建了深度置信网络(DBN)模子，实验证实，该要领可实现99.5%的复合故障定位精度，显著提高了变转速工况下车用PMSM的故障诊断能力 。
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10
虑及颤振在线抑制的机床高效自顺应加工手艺研究
引用名堂: 刘阔, 姜业明, 黄任杰, 李明禹, 陈虎, 王永青. 虑及颤振在线抑制的机床高效自顺应加工手艺研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 104-113.
论文亮点：
自顺应加工手艺的提出：针对古板加工方法在处置惩罚重大结构件时因加工余量不匀称和去除量大导致的效率问题，提出了一种团结颤振在线抑制的高效自顺应加工手艺；
颤振抑制与模糊控制：开发了二维模糊控制器，通过实时调解进给倍率以顺应切削历程中的转变 。使用加权小波包熵和单自由度模子来在线识别和抑制切削颤振，优化主轴转速以避免颤振爆发；
手艺验证与效果：通过切削比照试验验证该手艺，效果显示，所提手艺显著提高了加工效率，同时有用抑制了切削历程中的颤振征象 。
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11
双资源约束的柔性作业车间鲁棒调理要领
引用名堂: 梁志珍, 王晓佳. 双资源约束的柔性作业车间鲁棒调理要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 114-126.
论文亮点：
模子构建：针对装备和工人双资源约束的柔性作业车间调理问题，构建了双资源约束的鲁棒调理模子（DRC-FJRSP），思量了工人手艺水平差别和加工时间随机性；
混淆算法设计：提出了一种PSO-DE混淆求解算法，将粒子群算法（PSO）的学习机制引入差分算法（DE）的交织部分，以加速求解历程并阻止搜索障碍；
试验与应用：通过与DE算法、遗传算法（GA）和PSO算法的比照，验证了PSO-DE混淆算法在调理鲁棒性和makespan优化中的优势 。在现实制造企业的FJSP求解中，展示了调理甘特图，并有用解决了资源缺乏带来的加工冲突和时间随机扰动问题 。
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12
重大产品智能设计与自动运维“双馈式”制造效劳要领系统
引用名堂: 任杉, 王晋, 赵欣, 张映锋. 重大产品智能设计与自动运维“双馈式”制造效劳要领系统[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 127-136.
论文亮点：
“双馈式”制造效劳模式：提出了一种重大产品智能设计与自动运维的新模式，强调设计与运维的协同，使用生命周期数据实现设计前馈和运维反响的闭环机制；
要害手艺系统：设计了包括物联手艺的制造与运维数据自动感知、运维历程中的多源异构数据融合、以及基于设计知识的自动预防性维修等要害手艺，以提升智能化设计和运维的预见性；
闭环机制与优化：通过实验这些手艺，实现了产品生命周期各阶段数据的交互共享和营业的协同优化，构建了一个生命周期数据互联、设计指导运维、运维反响刷新设计的闭环运作机制，增进了产品设计和运维的智能化 。
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13
边-云协同下智能制造单位作业的数字孪生使命调理要领
引用名堂: 王跃飞, 王超, 许于涛, 孙睿, 肖锴, 王凯林. 边-云协同下智能制造单位作业的数字孪生使命调理要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 137-152.
论文亮点：
边-云协同调理要领：提出了一种基于端-边-云架构的智能制造单位作业数字孪生使命调理要领，使用虚拟现实交互框架对使命举行高保真建模和调理优化；
映射与使命调理模子：建设了智能制造单位作业与数字孪生使命的映射要领和调理模子，思量了虚拟现实交互中的快速响应性和误差问题；
EAMO-GA算法：设计了情形自顺应多因子优化遗传算法（EAMO-GA）用于使命调理优化 。试验数据批注，EAMO-GA算法在效果准确性、有用性和收敛性方面体现优于其他算法，适合大规模、并行式数字孪生使命的调理需求 。
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14
机械式真空快速切换开关机构多目的优化设计
引用名堂: 姜文涛, 刘晓明, 李培源, 陈海, 张煦松. 机械式真空快速切换开关机构多目的优化设计[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 153-162.
论文亮点：
非支配排序粒子群优化：提出了一种基于非支配排序粒子群的多目的优化要领，用于解决机械式真空切换开关斥力机构设计中的多变量和多目的优化问题；
数字孪生要领：团结数字孪外行艺，对机械式真空切换开关机构的实模与理模举行耦合建模与优化，解决了理模参数设计无法真实反应实模输出特征及可靠性的问题；
性能提升：优化后的设计使电流误差下降了5.69%，分闸时间误差下降了5.49%，提供了一种新要领用于智能电器产品的多目的优化设计 。
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15
激光选区熔化历程声发射信号的降噪与分类展望要领
引用名堂: 张赛凡, 李博, 轩福贞. 激光选区熔化历程声发射信号的降噪与分类展望要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 163-176.
论文亮点：
在线动态调控与质量监测：提出了一种基于声发射信号处置惩罚与神经网络算法的SLM工艺参数在线动态调控和质量监测手艺，以提高制造工艺的可靠性和成形件质量的稳固性；
降噪？橛呕：提出了一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判要领，以确定履历模态剖析的剖析层数，并将其作为神经网络输着迷经元的数目；
声信号特征提取比照：比照了基于履历模态剖析和小波包变换的声信号特征提取要领，研究效果批注神经网络模子能够有用分类展望差别激光工艺参数下的声发射信号，支持SLM工艺参数的在线优化和成形质量监测 。
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16
列车车体柔性装配精度展望的力学-数据混淆建模要领
引用名堂: 王俊玖, 刘金玉, 侯秀娟, 齐振国, 李志敏, 刘涛. 列车车体柔性装配精度展望的力学-数据混淆建模要领[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 177-186.
论文亮点：
力学-数据混淆建模要领：提出了一种结协力学剖析和数据驱动的混淆误差建模要领，用于高效仿真焊接薄壁结构的误差，思量了几何误差、局部变形和焊接变形的综合影响；
子结构要领与BP神经网络：通过子结构要领缩减获得结构变形的力学模子，并使用BP神经网络构建几何误差与局部变形的展望模子，团结有限元剖析数据优化焊接变形展望；
仿真与实测数据比照：基于提出的建模要领举行车体侧墙高度与轮廓度剖析，验证了要领的有用性和盘算效率，批注混淆建模要领能够在随机输入误差条件下有用提高统计误差仿真的效率 。
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责任编辑：杜蔚杰
责任校对：张 强
审 核：张 强
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