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期刊信息/Journal information
工业技术创新
中国电子信息产业发展研究院和赛迪工业和信息化研究院（集团）有限公司
工业技术创新

中国电子信息产业发展研究院和赛迪工业和信息化研究院（集团）有限公司

双月刊

2095-8412

100048

北京市海淀区紫竹院路66号赛迪大厦18层

工业技术创新/Journal Industrial Technology Innovation
查看更多>>《工业技术创新》是工业和信息化部主管、中国电子信息产业发展研究院主办的国家级科技学术类期刊。本刊主要面向工业技术创新领域的有关工业主管部门、工业企业、科研创新的学术交流平台、技术创新成果的宣传转化园地和战略政策研究的理论探讨阵地。
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    钢铁行业智能制造标准化成效与展望

    刘斓冰徐金梧陈士英
    1-8页
    查看更多>>摘要：智能制造是推动钢铁工业实现质量变革、效率变革、动力变革,促进钢铁行业实现高质量发展的重要引擎,标准化是钢铁行业推进智能制造的重要基础和关键抓手.自2020年钢铁行业智能制造标准化工作启动以来,已成功研制百余项智能制造标准,智能制造标准化工作取得一定成效.基于钢铁行业智能制造标准体系建设现状,分析出标准化工作存在标准化对象广、技术交叉融合、发展不均衡不充分三大特征,梳理出标准化工作中存在技术应用创新能力不足、复合型专业人才匮乏、基础标准缺失制约标准体系规范有序发展三大问题.据此,探讨得出我国钢铁行业智能制造标准化发展建议——构建完善的钢铁行业智能制造标准体系、集中优势力量加速制定重点标准、推动智能制造技术赋能行业应用、充分发挥智能制造标杆示范作用、加强专业化人才队伍建设保障,以期为推进我国钢铁强国建设贡献力量.

    钢铁行业智能制造标准化成效展望

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    球团回转窑煤粉燃烧及传热过程的数值模拟

    路明范立鹏刘征建王耀祖...
    9-15页
    查看更多>>摘要：球团回转窑煤粉燃烧状态和燃烧效率是决定球团矿产品质量和生产成本的主要因素,二次风温度对煤粉燃烧及传热过程有显著影响.以φ6 m×40 m回转窑为研究对象,在不同二次风温度条件下考察回转窑火焰性能、烟气流场及温度分布等情况.研究发现:对于给定的回转窑风量,当二次风温度为1323 K时,火焰性能良好,形状呈现出利于焙烧的棒槌状,火焰辐射高温区域温度可达1900 K,长度约为10 m,满足球团生产需求;相较于煤粉挥发分的燃烧,窑内残余焦炭燃烧表现出滞后性,且燃烧末端位置与窑内火焰末端位置吻合.因此,在回转窑实际生产中,可通过控制煤粉粒度和固定碳含量,达到调节窑内火焰长度的目的.

    回转窑数值模拟煤粉燃烧二次风温度传热

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    炼铁智能优化配矿系统研究及实践

    李扬苗振宇王正雯赵宏博...
    16-23页
    查看更多>>摘要：基于钢铁企业内部库存数据、质量数据和生产数据,设计配矿数据整合、配矿计划制定、配矿方案追踪三大模块,构建符合钢铁企业配矿逻辑和流程的炼铁智能优化配矿系统.优化配矿系统充分考虑钢铁企业铁矿粉库存、烧结矿质量、高炉原料配比需求,利用数据挖掘等算法,明确决策变量,设计目标函数和约束条件,避免各生产环节的需求冲突.同时,针对不同的配矿情境,形成差异化的配矿策略,以适应钢铁企业的多变需求.以优化配矿系统的计算结果作为依据,不仅可以评估原料使用计划的合理性,也能够指导新原料采购.促进了钢铁企业从"局部工序成本最优"向"全局产线成本最优"的转变,实现了大型炼铁产线资源的优化配置,对钢铁企业降本增效起到了巨大的推动作用.

    优化配矿数据挖掘配矿数据整合配矿计划制定配矿方案追踪

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    基于神经网络算法和随机森林模型的烧结矿质量预测

    陈小艳刘畅于凤张建良...
    24-30页
    查看更多>>摘要：为对成品烧结矿质量进行实时、准确的预测,构建基于神经网络算法和随机森林模型的成品烧结矿质量预测体系.以TFe、CaO、SiO2、R2、MgO、Al2O3、P、固定碳共8个参数作为输入,以转鼓强度、筛分指数作为输出,采用限幅滤波进行数据处理,形成测试集;用测试集进行训练,以平均绝对误差(MAE)、命中率为评价指标,对比两种方法对烧结矿质量预测的精度优劣.结果表明,随机森林模型对转鼓强度预测效果更好,神经网络算法对筛分指数预测效果更好,二者相得益彰,可达到90％以上的命中率,可以实现对烧结矿质量的快速、准确预测.

    烧结矿质量预测随机森林模型神经网络算法平均绝对误差(MAE)

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    铁磁流体液滴下落的数值模拟研究

    刘玉婷李明军
    31-41页
    查看更多>>摘要：为更深入了解铁磁流体液滴的流动机制,建立理论模型和二维数值模型,模拟并考察不同大小的两个铁磁流体液滴之间的形态变化以及相互作用.采用耦合了流体体积(VOF)和水平集(Level Set)的界面追踪方法(VOSET)来捕捉两相界面的演化规律,考察初始分离距离、磁场施加角度以及磁场强度这三个因素对两个铁磁流体液滴聚结行为的影响.数值模拟结果表明,初始分离距离存在一个阈值,当初始分离距离大于该阈值时,两个液滴不发生聚结,反之,两个液滴发生聚结;当磁场方向为水平或者45°时,磁场会阻碍两个液滴聚结,而当磁场方向为垂直向上时,磁场会促进两个液滴聚结,并且随着磁场强度的增大,阻碍或促进作用相应增强.

    铁磁流体界面追踪方法(VOSET)液滴聚结磁场强度水平集

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    3PSS-PU并联机构设计与工作空间分析

    马越朱培逸王丹侯立果...
    42-51页
    查看更多>>摘要：为了解决航空发动机短舱零部件装配中普遍存在的装配效率低、装配精度低、装配过程不可控等问题,设计一种在装配过程中与串联机器人相互协同工作的3PSS-PU并联机构.首先,通过机械构型确定机构位置的输入输出关系,建立运动学正反解方程,开展运动学分析;其次,推导机构的雅克比矩阵和质心速度,实现静力学分析;最后,建立结构位移约束,采用蒙特卡洛法研究机构的可达位姿工作空间.对算法进行Matlab编程求解,结果表明:3PSS-PU并联机构的总体可达高度为36 mm,当动平台距离静平台280～290 mm时,翻转角度和倾斜角度范围最大,动平台绕y轴旋转角度α∈|-20°,35°,绕x轴旋转角度β∈|-35°,7°,满足短舱装配的实际应用场景.

    3PSS-PU并联机构运动学分析静力学分析工作空间Matlab短舱

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    七自由度焊接机器人的全局优化逆运动学算法

    曾子敬施成王天昊
    52-59页
    查看更多>>摘要：针对七自由度机器人运动学逆解过多,在复杂约束工况下难以保证关节运动连续性等问题,提出一种基于整条焊接轨迹全局优化的逆运动学算法.首先,根据S-R-S构型七自由度机械臂的改进D-H参数,对七自由度焊接机器人进行运动学建模.然后,引入冗余臂角变量,在满足关节限位及避障约束的前提下,计算离散后的空间焊缝轨迹中各位姿点的臂角范围,找到臂角的可行域;利用遗传算法优化B样条曲线的控制点参数,在整条焊缝轨迹范围内找到运动平稳且远离关节限位的全局最优臂角曲线.最后,将最优臂角值作为冗余限定条件,求解得到连续的关节角度.以"马鞍形"钢管相贯线空间焊缝为例开展仿真验证,得到了合理的运动规划,求解的臂角曲线变化率小于0.03,臂角曲线距离臂角边界的最小值大于0.5 rad,各关节角度在避开障碍物的同时平稳连续且远离限位,符合焊接工艺要求,证明了逆运动学算法的可行性,为七自由度机器人在各行各业复杂工况下的高质量作业提供了理论依据.

    焊接机器人全局优化逆运动学算法避障遗传算法B样条曲线

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    基于NASTRAN的垂直分流器控制优化与疲劳寿命分析

    陈猛李佳鸿谢军华罗俊斌...
    60-66页
    查看更多>>摘要：针对某机场行李分拣线上垂直分流器使用过程中减速电机底部螺栓发生断裂的问题,对螺栓受力来源进行分析,得知主要因素是主连杆的作用力和螺栓预紧力.建立垂直分流器三维模型,应用NASTRAN软件,在Motion模块中通过STEP函数表达电机速度控制方式,获得连杆的受力—时间历程.将速度控制方式优化为0.22 s加速、0.36 s匀速、0.42 s减速,主连杆受力减小约27％.在NASTRAN的Simulation模块中,电机、螺栓均采用混合实体单元,建立有限元模型,以螺栓预紧力和主连杆的轴向力作为载荷,分析得到螺栓所受的Mises应力.比较不同的电机速度控制方式和预紧力对螺栓应力的影响,发现当预紧力为12.5 kN时,螺栓最大Mises应力为114 MPa,为最优解.对最优解进行疲劳寿命分析,最小循环次数大于107次,表明可以避免螺栓断裂.工况改进后,新的垂直分流器使用一年间未再出现断裂现象,在不更换材料、不改变结构的情况下,解决了螺栓断裂问题.

    垂直分流器NASTRANMises应力疲劳寿命螺栓

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    基于FPGA的DP-LIBS延时发生器设计与评测

    吴天宇周勇胥成金何康...
    67-74页
    查看更多>>摘要：双脉冲激光诱导击穿光谱(DP-LIBS)技术是物质分析领域中的一种新兴分析技术,两束激光间的延时需要达到纳秒级精度方可满足技术应用需求.以标准的DP-LIBS激光器击打节奏为起点开展研究,确定最小延时.基于现场可编程门阵列(FPGA)开展系统整体设计:在Verilog-HDL语言环境下构建FPGA仿真程序架构;以EP4CE10E22C8N作为主芯片开展硬件设计,绘制PCB图,得到焊接电路板;基于C#的Winform框架进行上位机控制软件开发,通过矩阵按键的标签名称进行数字排序,以实现波形显示及输出.经评测,系统能够准确接收上位机指令产生相应的脉冲波形输出,脉冲间隔最小可低至10 ns,软硬件协同处理效率高,满足DP-LIBS实际应用需求.

    DP-LIBS光谱分析FPGA延时发生器Verilog-HDL纳秒级精度

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    基于CEEMDAN的PPP长期变形监测方法

    李睿辉李博峰葛海波楼立志...
    75-84页
    查看更多>>摘要：在工程项目建设与运营中,变形监测是保障工程安全运营必不可少的重要措施,然而,现有变形监测手段难以完全适用于复杂工程环境,且基准站变形等问题易导致结果失真.提出一种利用基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)算法的长期变形监测方法,利用精密单点定位(PPP)技术,从包含地学周期响应、多路径等非模型化误差的PPP监测坐标序列中获取目标的实际变形信息,提高变形监测精度.利用IGS站点观测数据与坐标基准进行单站点、多站点变形监测实验,验证方法的可靠性.实验结果显示,实验区域内多站点在E、N、U方向上平均变形监测精度分别可以达到0.81 mm,0.97 mm、1.81 mm,达到了2 mm以内的监测精度.

    精密单点定位(PPP)长期变形监测自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)基准站IGS站点

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