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关键词： 数控设备   数控程序   航空制造企业   设备管理信息化  

摘要： 中国航发成都发动机有限公司为适应自身发展需要，近几年一直在进行数控设备购进，而数控设备作为效率提升的方式，也成为公司研究的重要课题。为妥善解决数控程序输入手段落后以及管理混乱等方面的问题，公司决定通过构建设备管理信息化系统的方式，高质量完成数控设备的利用、管控工作。本文在此将以公司的信息化系统建设为例，对航空制造企业设备管理信息化建设方法展开深度探讨。

摘要： 《设备管理与维修》杂志是中国科学技术协会主管,中国机械工程学会和北京卓众出版有限公司共同主办的,是中国学术期刊综合评价数据库源泉期刊,1980年创刊,全国发行,发行覆盖广,数量大,是设备工程领域权威专业杂志。为客户——预见商业未来为读者——传播科技新知为企业——寻求解决方案

关键词： Integrated gate drivers   Integrated power module   Optocoupler integration   SiC power module   LTCC-based optical isolator   Power electronic systems  

摘要： The growing demand for electrical energy in today’s industrialized economy has driven the need for innovative approaches to meet diverse application requirements. Notably, advancements have been made in the field of power electronic systems, as reliable power electronic converters are essential for managing multiple power sources and loads. However, the development of these systems poses challenges related to power device switching speed, system weight and size, and power losses. The integration of a gate driver into a SiC power module offers a solution to many of these challenges, thereby driving the advancement of electrical power density expansion. An LTCC-based gate driver with an LTCC-based optical isolator was developed and integrated into a fabricated 1.2kV SiC power module. This development was done specifically for high temperature applications as part of a wider research on the reliability of the integrated power module at higher temperatures. Therefore, this high temperature gate driver integrated SiC power module was tested from 25oC to 200oC. Double pulse testing of the fabricated integrated SiC power module was done to characterize the switching performance of the power module. The test results indicate a minimal voltage overshoot of approximately 3.5V during both the turn-on and turn-off periods. Additionally, the current overshoot ranges from ~5A to ~8A as the temperature increases from 25oC to 200oC. The results show good switching performance resulting in minimal losses over higher temperatures. Therefore, with these results, the integrated SiC power module can enhance better power density, and lower losses even in high temperature applications.

关键词： 制造业   设备管理   全员设备维护   制造执行系统  

摘要： 随着MES技术的不断提高，很多制造业开始向数字化工厂和智能制造转型。在企业内设备是制造行业不可忽视的重要资源，对设备进行科学高效的管理是企业发展的前提和保障，在MES环境下，通过信息化手段实现设备管理的升级，研究一套完善的设备管理体系是大部分企业着力优化的方向，设备管理水平的提升也能带动制造业生产管理能力的提升。本文从制造业D公司设备管理的现状展开研究，识别设备管理存在的问题，旨在利用信息化技术和先进的管理理念构建设备管理体系，提升设备管理水平，以满足公司发展需求。　　本文以D公司为研究对象，首先，通过现地调研对D公司近年来在设备管理方面出现的问题，设备数据信息丢失等进行分析研究，充分了解了公司目前设备管理的现状，结合企业发展的需求，初步确定了设备管理优化的方向。然后，通过收集现有设备信息并进行分类，结合产线特点制定了设备编号模型，设计了不同设备数据采集的方案并对设备数据信息进行分析，初步构建了MES环境下设备管理的体系。其次，结合精益生产TPM相关知识，对设备管理的指标进行优化，通过缩短设备维修时间和设备保养时间，不断提升设备OEE效率。最后，利用MES实现设备管理的信息化，同时，加强设备和现场人员的互联互通，从标准化、可视化、信息化、智能化的思路逐步优化设备管理，不断提升公司设备管理的水平。　　该设备管理优化方案的实现，可有效减少设备的非正常停机时间，可对设备潜在故障进行预测，很大程度上保证了设备运行的时间，有效提升了设备综合产出。同时，通过信息化技术优化了设备管理的流程，建立检修保养计划，搭建了设备管理模块，实现实时收集数据并分析问题的功能。该研究对一些中小型制造企业设备管理信息化建设具有一定的参考价值。

关键词： 地铁车站   设备管理用房   热环境测试   气流组织   数值计算  

摘要： 随着城市地铁的迅速发展,人们对于地铁车站热环境的要求越来越高,关注重点向地铁车站节能降耗方面倾斜。通风空调系统作为地铁车站的重要组成部分,在提供舒适热环境的同时也消耗着大量的能源。现有对地铁车站热环境的研究主要集中在车站公共区,而对于地铁车站小系统即设备管理用房热环境的研究较少。为了提高设备管理用房通风空调系统的运行效率,促进系统的节能运行,精细化控制地铁车站设备管理用房热环境,有必要研究通风空调系统对地铁车站小系统热环境的影响。以西安地铁14号线西安北站设备管理用房为研究对象,对其冬季地铁车站小系统室内环境参数和气流组织参数进行了全方位的测试,综合分析影响设备管理用房内部热环境现状及通风空调系统的因素。探讨室内温度随室外空间周期性波动的变化情况,建立牵引变电房间设备发热量的计算研究方法。结合数值模拟计算,进一步模拟分析稳态工况下的典型牵引变电房间热环境现状。提出牵引变电房间通风空调系统的设计优化方案,探讨调整送风量和改善风管布局对房间热环境、气流组织评价指标和节能降耗方面的积极作用。通过上述研究可以得到以下结论:(1)设备管理用房热环境舒适性较差:西安北站小系统人员活动空间整体热舒适性差,冬季实际温度普遍低于设计值5℃以上;牵引变电房间的发热源单一且稳定,但通风量过大,导致冷量损失。各牵引变电房间风口温度会随室外空间温度变化出现周期性波动,且受风管沿程阻力、路径等影响呈现出不同程度的延迟和衰减情况。(2)设备管理用房通风空调系统设计不合理:各设备管理用房风量不平衡,房间内部气密性较差,存在不同程度的漏风、补风情况。设计一种牵引变电房间设备发热量计算方法,各房间设备发热负荷与施工设计冷负荷之间的设计偏差均超过了60%,暖通空调系统负荷在设计初期留有较大余量,存在一定的冷量浪费。(3)牵引变电房间气流组织热交换效率较低:将实测数据作为边界条件,对设备管理用房设施进行相应简化,借助CFD模拟软件建立物理模型。通过对比房间内部的模拟值和实测值来验证模型的可行性。计算温度不均匀系数K为0.037,速度不均匀系数K为0.781,牵引变电房间内部温度场分布的均匀性一般,而气流组织受空气扰动影响,扩散不均匀,房间通风空调系统存在一定的优化空间。(4)调整送风量和改善风管布局能够有效优化牵引变电房间热环境:从调节送风量大小和改变回风路径两个方面提出优化方案,通过数值计算对比两种优化措施的实施效果,从房间温度、速度不均匀系数等角度纵向对比评估其优化效果。模拟结果显示,减小送风量虽然可以避免一部分冷量的浪费,但会受整体环境温度的影响和限制,而改变风管布局后速度不均匀系数K显著降低了35.5%,气流组织的均匀性更好,能够促进房间内部热量交换。研究量化了在当前运行模式下的地铁站供暖季,设备管理用房人员活动有关空间和牵引变电房间的温湿度变化趋势,可以为地铁车站设备管理用房热环境评价指标和分析角度提供思路、为小系统的通风空调系统精细化控制和优化设计应用提供理论基础和参考依据。

关键词： 信息物理系统   Petri网   自动制造系统   死锁检测   自适应死锁控制  

摘要： 信息物理系统(Cyber Physical System,CPS)是建立在对物理环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制的网络化智能集成系统。近年来,由于CPS及其相关技术的快速发展,推动了各个工业领域以及信息领域关键技术的升级,其中就包括了自动制造系统(Automated Manufacturing Systems,AMSs)、物流管理系统和智能交通系统等。作为国家推进先进制造产业的重要产物,AMSs能够显著地降低制造成本、提高生产效率以及改善产品质量。一旦因为资源分配不合理或某些资源发生故障,就会导致系统死锁或阻塞状态的出现,极大影响了系统的生产效率。为了解决死锁问题,研究学者们已经做了大量的研究,但是大部分方法都是假定系统中资源不会发生故障,而实际中资源故障是不可控的。本文考虑资源故障,解决带有故障资源AMSs中的死锁问题。由于Petri网具有丰富的结构特征和严格的数学描述,可以很好地描述系统的并发及资源的共享情况,所以采用Petri网对AMSs进行建模及分析。为了避免因网规模增大而导致列举指数级别的可达状态和信标,本文采用代数的方法,通过迭代求解整数线性规划,实现死锁检测并设计死锁控制器,提出一种自适应死锁控制策略,实现系统稳健无死锁控制,同时改善系统性能。本文的工作主要有:1.在一类典型的简单资源系统中解决带有故障资源的死锁问题。针对含有资源的简单顺序过程系统SPRs(Systems of Simple Sequential Processes With Resources),设计并添加资源故障恢复子网,通过求解整数线性规划检测系统存在的死锁状态,分析该死锁状态,找到一类特殊的回路,设计死锁控制器。进一步考虑资源故障的问题,分析死锁状态与故障资源的关系,设计并添加一种自适应控制器,使得系统能够动态地在正常工作模式和稳健工作模式下转换,保证系统稳健无死锁运行。最后,通过例子验证方法的正确性。2.进一步扩展方法的普适性,提出一种改进的自适应死锁控制策略解决具有资源共享功能AMSs中的死锁问题。针对一类具有共享资源的顺序过程系统SRs(The Systems of Sequential Systems With Shared Resources),设计并添加恢复子网,利用整数线性规划的方法检测死锁状态,通过分析关键变迁、关键资源及关键库所三者之间的关系,设计对应的死锁控制器。进一步考虑资源故障的问题,设计并加入了自适应控制器,保证了系统在不降低性能的情况下维持计划生产,即使不可靠资源发生故障,系统仍然可以正常工作。最后,通过例子验证了所提控制策略的正确性。3.对本文所提两种自适应死锁控制策略进行仿真验证。通过针对一个典型的AMS实例进行分析,建立与其相对应的Petri网模型,将本论文所提的两种自适应死锁控制策略分别应用在该Petri网模型中,通过对比实验,得出本文所提出方法的优势和不足。

关键词： 光学元件   表面缺陷   检修系统管理   检修数据库   工艺参数优化  

摘要： 以熔石英为代表的大口径光学元件拥有优异的热学及光学性能，在高功率惯性约束激光聚变装置中担任重要角色。然而熔石英光学元件在强激光长时间的作用下表面易产生损伤，如果不及时修复将会导致损伤尺寸增大从而使光学元件报废，因此，熔石英光学元件的激光损伤严重制约了激光聚变装置的负载能力。由于熔石英光学元件对CO2激光具有高吸收率，因此CO2激光被用于修复熔石英表面微缺陷，从而提高熔石英元件的抗激光损伤能力。针对目前大口径光学元件表面微缺陷系统中检测与修复效率低、检修自动化程度低以及修复方案粗糙等问题，本文开展了检修设备的集中管理及修复工艺优化研究，实现了检修设备状态监测、检修数据统计分析以及微缺陷修复工艺的优化。　　为了解决检修设备检修流程繁琐单调以及人工参与度高等一系列问题，搭建了集中监测系统，设计了检修设备协作流程方案，并确定了C/S体系架构及TCP/IP通讯协议，针对检修设备与上位机之间的通讯问题，搭建了一套高效多线程通讯系统作为机床驱动程序和上位机程序的衔接，为每台检修设备开辟一条线程用于实现跨平台的数据采集和发送，从而实现上位机系统实时监测并控制检修设备。　　为了科学地采集、管理并分析检修数据，对检修数据管理系统进行需求分析，确定了C/S及B/S综合架构体系，划分了机床客户端及Web端系统的功能模块，在分析了数据库需求的基础上设计了用于存储检修数据的数据库，确定了基于xml文件的数据采集方式，采用预处理机制提升数据库存储效率，并对机床客户端进行系统实现，采用PHP搭配Apache进行Web端开发。　　为了快速且准确地确定修复结构的形貌，对熔石英光学元件出光面修复结构产生的近场光强进行数值计算，得到了锥形修复结构的形貌参数对光强产生的影响规律;进行了单因素实验得到激光扫描速度、激光脉宽、激光扫描层数等激光加工参数对锥形修复结构锥角的影响规律，基于响应面法建立了修复结构锥角的预测模型，并校验模型的准确性;以特定形貌参数为期望响应，分析得到最优激光工艺参数组合，并通过实验进行验证，模型相对误差在4.465%以内，为加工特定修复形貌的锥形修复结构提供参考;开发了相应的工艺参数预测模块，避免了原来粗糙的修复方案带来的诸如过大修复面积等一系列负面问题。

关键词： 企业设备管理   设备预警   异常检测   系统设计   智能化  

摘要： 数字化和信息化的深入融合,已成为推动制造业转型升级的重要手段,设备作为企业的基础,对其进行科学有效的管理是企业发展的关键,设备稳定运行和及时维护则是工业生产的关键。近年来,随着技术的发展,基于人工智能的异常检测技术也已被广泛应用于工业设备检测领域中,在企业中,传感器采集的设备数据可以更加准确有效地反映出设备实际情况,因此,本文从某钢管制造企业的实际需求出发,为实现企业数字化转型和智能化发展战略,提高企业生产效率,降低生产成本,设计并实现了一套智能化预警的设备管理系统。本文的研究工作,首先是通过对该钢管制造企业进行实地调研,深入研究了企业的现状,阐述了企业设备管理中的不足以及设备预警的重要性,并对系统需求进行了分析。其次以车间主要设备为研究对象,提出了一种基于PCA-DeepAnT的工业设备异常检测模型,来对设备实时运行数据进行检测与监控,并将该模型运用于系统中,使得系统能够及早发现设备的异常状态并在设备出现故障之前进行有效的预警和处理,最大程度上降低了设备损坏的几率。之后采用B/S架构搭建设备管理系统框架,通过My SQL和Redis两种数据库管理系统协同存储信息,基于模块化分原则,精心设计了各个功能模块,最后在企业基础配置上开发并实现了该系统,并对系统在企业生产运行中的效果进行展示说明。运行后发现系统的实现,能够提前排查设备故障隐患,减少生产停机风险、维修和备件成本,提高设备使用寿命和周期、加强企业的设备管理制度,明确企业设备管理内容、职责与标准,规范设备管理流程,从而提高了企业的竞争力和影响力。

关键词： 并发缺陷修复   死锁   ReentrantLock   代码表征   聚类  

摘要： 随着多核处理器的发展和人们对处理器性能要求的不断提高,并发程序正广泛应用于软件系统的开发过程中。由于其内在的并发性、线程调度的不确定性和代码规模的庞大,并发程序易于遭遇并发缺陷。并发缺陷通常会导致程序或系统陷入一种不确定的运行状态,甚至带来系统崩溃等严重问题,造成巨大的经济损失。然而,并发缺陷往往暴露在罕见且特定的交错执行中,开发人员很难有效、高效地检测、定位并修复它们。因此,对并发缺陷修复的研究已经成为近年来学术界和工业界的热点问题。目前,大多数方法通过静态或动态插入门锁来序列化并发缺陷中涉及的所有线程的执行,从而修复并发缺陷,但这种修复方法有很大的风险会导致死锁,且会带来较高的时间开销。本论文针对现有的并发缺陷修复方法中存在的问题,开展基于模板的并发缺陷修复技术研究并构建并发缺陷自动修复系统。本论文的工作主要包括以下几个方面:(1)提出了一种基于模板的ReentrantLock死锁修复方法。该方法通过分析大量由ReentrantLock引发的死锁程序,定义了 10种修复模板。接着,使用抽象语法树表征缺陷程序,并通过在抽象语法树中搜索和修改结点信息,根据预定义的模板检测、定位和修复死锁。实验结果表明,该方法可以高效地修复Java项目中177个ReentrantLock死锁中的156个,且其检测ReentrantLock死锁的性能优于静态分析工具 Findbugs。(2)提出了一种基于模板的并发缺陷修复方法。该方法从海量的源代码中筛选、提取并发缺陷对应的补丁代码,并为补丁代码构建细粒度语义变更图,以保留源代码的语法语义信息。其次,构建搜索索引,以解决细粒度语义变更图的直接两两比较而导致的空间爆炸问题。接着,使用聚类算法挖掘修复模板。最后,将待修复的程序构建为抽象语法树,并与模板进行匹配,进而修复并发缺陷。实验结果表明,该方法能够有效修复真实Java项目中更多的并发缺陷,其修复准确率和召回率分别达到48.47%和59.53%,性能优于现有方法。(3)设计并实现了一个并发缺陷自动修复系统,该系统提供了并发缺陷管理、ReentrantLock死锁修复和并发缺陷修复的功能,能够帮助开发人员分析并发程序、自动修复并发缺陷,提高了并发软件的质量和维护效率。

关键词： 高校仪器设备管理   AHP-DEMATEL   区块链   物联网  

摘要： 高校固定资产是学校进行教育、教学活动的物质基础,其中仪器、设备是固定资产的重要组成部分。随着国家对高等教育院校科研水平及教学水平的重视,对高校的投入逐渐增加,高校仪器设备规模逐渐扩大,现有高校仪器设备管理模式具有一定的局限性,本文借助区块链、物联网等先进技术理念,对高校仪器设备管理模式进行重塑,对高校仪器设备管理具有一定的借鉴意义。本文首先对高校仪器设备管理现状进行研究,利用AHP-DEMATEL法和模糊综合评价法对H高校仪器设备管理水平进行评价,通过访谈法对高校仪器设备管理中各阶段存在的问题进行说明。其次构建基于区块链的高校仪器设备管理模型,以区块链技术架构为基础,设计了高校仪器设备管理模式总框架。分别从Merkle树、时间戳机制、分布式网络、共识机制和智能合约技术等方面对高校仪器设备管理中的运行机制进行说明。最后选取较为典型的基于区块链的实体资产管理模式进行分析,对区块链在资产管理中的优势进行说明;并阐述了高校仪器设备管理和企业实体资产管理的通性,说明区块链技术在高校仪器设备管理中的适用性。融合区块链和物联网技术,构建高校仪器设备管理模式,对高校仪器设备管理进行探究具有重要意义:理论上为高校仪器设备管理研究提供新思路。在实践上,对完善高校仪器设备管理有一定的借鉴作用。