摘要：针对长短期记忆(LSTM)网络对于多维数据特征识别和提取上存在不足的问题,在其改进模型嵌套式长短期记忆(NLSTM)网络的基础上,提出了一种基于注意力机制和残差NLSTM网络的剩余使用寿命预测方法。该方法将双层NLSTM网络代替残差块中的主网络,保留捷径连接中的卷积神经网络结构,既能充分提取时序特征又能保证有用数据在网络层中的跳层传递,并融入注意力机制构建多层残差网络,注意力机制的使用能够选择出对预测结果有重要影响的信息,有效提高预测的准确率。在航空发动机退化实验数据集上进行实验分析,结果表明:所述方法能有效建立监测数据与发动机健康状态之间的关系,剩余使用寿命预测误差较未改进残差结构方法平均降低10.8%,比未融入注意力机制方法平均降低18.9%,有效提高了预测精度。

摘要：针对当前可再制造性在机械产品设计过程中难以表征的问题,从机械产品的不同生命周期阶段对可再制造性进行了分析,提取了新产品设计中影响可再制造性的重要因素,在此基础上以时间为价值驱动量化了新产品中的可再制造性。同时以性能为约束,以制造成本和可再制造性为目标建立考虑可再制造性的机械产品设计优化模型。此外,对约束采用了一种径向多模态的重要性采样方法以提升算法的搜索效率,使用多目标粒子群优化(Multiple Objective Particle Swarm Optimization,MOPSO)算法生成了最优方案。最后,以离心式压缩机的转子系统为例,证明了该模型与方法在设计中的有效性和指导作用。

摘要：通过理论分析和数值模拟探究了滑移线缺陷的形成机理和滑动过程,分析了影响滑移线产生的相关因素。采用田口法设计正交试验研究了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数、拔模角度和板料厚度等因素对滑移线的影响程度,通过控制变量法研究了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数和拔模角度对滑移线的影响规律。结果表明,各因素对滑移线的影响程度为:压边力差值>拔模角度>凸模圆角半径>板料厚度>摩擦因数。得到了凸模圆角半径、压边力差值、摩擦因数和拔模角度等对滑移线的影响趋势,并应用影响规律解决前顶盖滑移线问题,为滑移线的控制提供了参考。

摘要：针对具有不同加工流程信息的多类型零件的单元构建问题,建立了最大化机器利用率和成组效率的多目标单元构建数学规划模型。在此基础上,提出一种改进MOEA/D算法(improved multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,IMOEA/D)。剖析模型特征,设计了面向机器分配和零件划分的双层编码策略;为了保证算法迭代的有效性,设计了初始化筛选方法和考虑各制造单元间机器零件平衡性的非法解修复策略;为了增强算法的局部探索能力,设计了基于模拟退火算法的局部搜索方法。实验结果表明所提算法具有优越的性能,获得的Pareto前沿解在覆盖率和Pareto比率两个指标上表现较优,且随着问题规模的扩大,其Pareto前沿优势更加明显。

摘要：针对考虑了可选加工路径、工艺约束、机器实际尺寸和摆放方向以及单元内机器间的距离和单元间的通道距离等诸多实际生产因素的单元构建与3D单元布局集成优化问题,建立了以总搬运成本最小为目标的数学规划模型,并提出了一种改进萤火虫算法(improved fire-fly algorithm,IFA)对该模型进行求解。首先,设计了一种离散化策略来建立IFA与单元构建与3D单元布局集成优化问题的联系;其次,设计了考虑各制造单元间机器数量平衡性的非法解修复策略,以保证算法迭代的有效性;接着,设计了包含3种邻域结构的局部搜索策略来加强算法的局部探索能力;最后,利用不同的算法对测试案例进行仿真求解。结果表明,改进萤火虫算法在求解单元构建与3D单元布局集成优化问题中具有较好的求解效率和优化效果,能够有效地降低总搬运成本。

摘要：现有装配公差设计方法分别考虑各特征参数对装配误差的影响,忽视了特征参数间的耦合关系,需对各特征参数进行联合优化。为此,以手术机器人为例,基于每种特征参数,分析小位移旋量平动和转动矢量边界约束,提出雅克比旋量最值模型,并基于此建立装配末端累积误差优化模型。设计改进粒子群算法,引入交叉和变异算子促进粒子间信息共享;设置罚函数动态调整交叉和变异概率;引入反向学习策略更新机制,深挖参数之间的关联性。实验结果显示,求解30次末端误差均为0.063 3 mm,算法运行时间在1 s以内,证明了所提出算法具有较好的收敛性,比常规蒙特卡洛法运算更快、所求解更优。

摘要：提出采用辊锻后模锻工艺生产细长变截面非轴对称剑条,并采用有限元法分析剑条的模锻过程。以剑条最复杂截面的模锻过程为研究对象,对比了一道次模锻成形和两道次模锻成形过程中金属材料的流动规律。结果表明:一道次模锻成形过程中,金属材料变形量大且分布不均匀,最大等效应变区域的最大主应力为拉应力,该区域易产生裂纹;预锻和终锻两道次成形后,锻件截面最大等效应变和等效应变的标准差均较大幅度降低。通过正交实验对预锻模具结构开展优化,结果表明,上模凹槽深度对锻件横截面等效应变分布的影响最为显著。与一道次模锻成形相比,预锻模具优化后二道次成形锻件的最大等效应变和等效应变的标准差均显著降低。将上述优化方法用于剑条模锻模具其他截面的设计,制造出了满足实际生产需求的模锻模具。

摘要：针对发展高端电液伺服阀技术已成为航空航天及舰船领域的研究热点的现状,本文以直接驱动式电液伺服阀为对象,介绍了直接驱动式电液伺服阀的历史概况。从阀的结构原理出发,着重论述了阀的结构改进、电-机械转换装置变换等的研究进展。对应用于直驱阀上的不同新型材料,从功能原理到基本特性进行了系统分析。其中,PZT材料的响应速度较快,可达10μs;GMM材料的能量转换效率较高,可达80%;MSMA材料宏观应变较高,可达10%。直驱阀在极端温度环境下的性能改善、冲蚀磨损特性分析及其数字化、智能化设计将成为未来的重点发展方向。

摘要：太阳能电池片的内部缺陷是降低电流传导效率的主要原因,通过EL或PL成像后的图像缺陷强弱变化较大,直接进行阈值分割会造成漏检。本文提出了一种全注意力FSA-UNet网络,用于太阳能电池片混合缺陷分割。针对缺陷分层特点,设计出了特征增强模块,提升弱缺陷的分辨能力,同时改进骨干特征提取网络,加快了强缺陷的检出效率。本算法能精确分割出单晶硅片的多种缺陷,为了验证本文算法的有效性,将本文算法与U-net、DeepLabV3+进行的比较,最佳MIOU达到了77.9%,突出了本算法的优势。

摘要：为了解决熔融沉积加工工艺的能源消耗预测问题,提出了一种将代码基元和熔融沉积硬件相关联的能耗预测方法。在该方法中,首先,判断代码基元和各能耗单元之间的隐含关系,分析指令与能耗部件对应关系;然后,对加工过程中的能耗单元进行系统分析,给出代码基元和加工设备中喷头仓室、传动组件、辅助组件能耗的定量联系;最后,以4个主要工艺参数为研究对象,通过正交实验法设计27组实验,利用预测方法对加工过程中的能耗进行分析。结果显示,对能耗的影响依次为分层厚度>打印速度>热床温度>打印温度。通过加工实例验证,该方法不仅预测精度可以达到90%以上,且能够在切片模型加工之前为能耗预测提供工具支持,节约生产成本。