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期刊信息/Journal information
机械工程学报
机械工程学报

宋天虎

半月刊

0577-6686

jme@cmes.org cjme@263.net

010-88379907

100037

北京百万庄大街22号

机械工程学报/Journal JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERINGCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊进登机械工程方面的基础理论、科研设计和制造工艺等方面的学术论文，报道自然科学基金项目论文和国外学者的论文反映本学科的最新发展和最新科研成果。在国内外机械科技领域享有很高声誉，并有较大影响。曾荣获“中国期刊奖”，在中国科协、北京市和全国科技期刊评比中均获得奖励。在国内已成为机械类和力学类核心期刊。已被美国工程索引（EI）等国内外20余种文摘刊物和数据库收录。
正式出版
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    数据-知识混合驱动的离散制造系统智能控制体系构架研究

    张党赵永宣王振军张映锋...
    1-10,20页
    查看更多>>摘要：在分析当前离散制造系统智能控制、基于数据知识化的制造资源智能化配置、数据与知识驱动算法迭代演进方面所面临挑战的基础上,提出一种数据-知识混合驱动的离散制造系统智能控制体系构架,并进一步分析数据-知识混合驱动在制造系统的多维运作机理.进而,针对架构操作层制造资源端,结合信息物理系统和工业物联技术,设计一种基于操作层与算法层动态交互的制造资源端配置方法.针对架构算法层中数据驱动与知识驱动算法固有优缺点,提炼出数据-知识混合驱动算法在离散制造场景的三种应用模式.所提体系和策略可为新一代离散制造系统的智能控制提供一种理论参考.

    智能制造离散制造系统数据-知识混合驱动工业物联

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    基于小样本数据增广的产品服役性能预测方法

    刘振宇张楠裘辿谭建荣...
    11-20页
    查看更多>>摘要：高精密机械产品往往生产规模有限,且各装配特征参数与性能之间存在错综复杂的耦合关系,难以用显性的映射关系表达.构建能够准确预测服役性能的映射模型,对于产品装调具有切实的指导意义.为此,提出一种小样本数据下产品服役性能多参数关联分析与预测方法.考虑重要组件装配结合面接触刚度特征,将接触刚度与原始装配数据相融合;通过随机森林对装配特征参数进行重要度排序,筛选出关键特征;针对小样本不完备数据,利用变分自动编码器学习先验分布知识,实现装配数据的模拟增广,并对增广数据进行离群值修正;将装配增广样本与原始装配数据相融合,通过集成核超限学习机实现服役性能的预测.最后以某型位标器陀螺仪稳速电流预测为例,验证提出方法的有效性.

    小样本数据增广接触特性服役性能超限学习机

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    基于位置动力学的线缆运动过程仿真方法

    杨炜烽刘检华吕乃静马江涛...
    21-31,57页
    查看更多>>摘要：针对虚拟环境下活动线缆的运动仿真问题,提出一种基于位置动力学的线缆运动过程仿真方法.该方法首先建立离散Cosserat杆模型描述线缆位姿和变形,并构建约束函数来限制线缆变形和避免线缆发生干涉.随后基于位置动力学进行线缆运动仿真:在每轮位姿求解时,先结合受力与速度预估离散点位置,然后修正离散线缆位姿以满足约束要求,并更新离散点的位置与速度,重复进行上述步骤完成运动过程仿真.最后建立了系列验证实例,对线缆的拉伸、弯曲和扭转变形以及碰撞的响应进行了仿真,并分析比较了不同材料线缆的变形结果,验证了该线缆运动仿真算法的良好计算速度和仿真真实性.

    活动线缆弹性细杆理论运动仿真位置动力学碰撞响应

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    面向航空复杂零件智能工艺规划的孪生工艺模型构建与应用研究

    张超周光辉李晶晶魏智博...
    32-43页
    查看更多>>摘要：针对航空制造企业以人工经验为主的试错型工艺规划方式及工艺设计与加工过程缺乏协同导致的航空复杂零件工艺方案设置不合理、加工过程调整不及时、几何精度与物理性能指标调控难等问题,通过引入数字孪生技术,构建面向航空复杂零件智能工艺规划的新型孪生工艺模型及其参考框架.据此,从实测数据、质量信息和工艺知识融合的角度,提出孪生工艺模型数据空间、虚拟空间和知识空间的构建方法,明晰加工过程几何误差与物理性能指标使能的孪生工艺模型多维空间协同演进机制,实现工艺设计与加工过程的联动优化.进一步以航空薄壁件为例,实现孪生工艺模型的原型开发,并探索孪生工艺模型的典型应用场景,为航空制造企业革新工艺规划方式、实现工艺设计与加工过程的联动优化提供支撑.

    数字孪生智能工艺规划孪生工艺模型质量调控航空复杂零件智能决策

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    基于深度强化学习的自动化码头堆场场桥调度方法

    王无印黄子钊庄子龙方怀瑾...
    44-57页
    查看更多>>摘要：场桥是自动化码头堆场中的核心作业机械,场桥的合理调度是集装箱作业效率提升的关键.针对场桥调度问题具有的复杂时空耦合特性和高度的动态性,以最小化自动导引车(Automatic guided vehicle,AGV)和外集卡的等待时间为优化目标构建数学规划模型,并提出一种新颖的深度强化学习方法进行求解.算法设计贴近实际堆场作业环境的智能体,并在智能体与环境的交互部分通过指针网络、注意力机制和演员-评论家(Actor-critic,A-C)架构的设计提高了获取状态中的隐藏模式的能力.在基于洋山四期自动化码头实际数据生成的不同规模的算例上展开试验,所提算法能实现场桥调度方案的高效输出,相较于一些启发式规则算法有17％左右的性能提升.试验结果表明所提调度方法是有效且优越的,能够在实际中为堆场作业提供动态决策支持.

    自动化集装箱码头堆场场桥调度深度强化学习

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    大数据驱动的快消品终端拜访"云-边"联动决策与优化

    赵阔王皂琦潘臻信潘扬华...
    58-68页
    查看更多>>摘要：随着我国的快消品消费市场快速增长,快消品公司的终端拜访成本显著增加,同时终端拜访场景面临着终端信息的实时获取、动态的决策与客户需求动态响应的问题.提出针对快消品终端拜访问题的"云边联动信息架构",设计"动态云边联动机制",同时结合深度强化学习算法优化系统决策.经试验仿真结果表明,有效地减少终端拜访人员的在途里程数.针对快消品终端拜访场景,能有效地提高公司终端拜访人员的服务水平,维系客情关系,从而达到提高销量、提升订单转化率等目的.

    终端拜访联动决策强化学习

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    面向跨品类产品的可重构柔性装配技术研究

    胡松徐赵博肖磊才冯平法...
    69-81页
    查看更多>>摘要：随着社会逐步进入产品个性化时代,自动化专机装配方式,适应能力差、难以改造重用.通过有向图和集合表达对装配作业及装配线的数学模型进行分析,提出基于装配工序优先关系图的产品完整装配工艺数学模型表达.基于上述分析,设计一种可重构柔性装配系统,包含具备快速更换接口的装配单元、装配工夹具库以及几种集成化和一体化的装配工具和装配夹具.之后,根据可重构的需求搭建适合的控制系统架构,确立主控机与机械臂之间基于1O通信的控制权交互协议.最后,进行可重构装配单元仿真优化及样机制造,并以梭阀和减压阀为实例进行样机的装配试验.通过样机试验,验证所提出的可重构柔性装配技术在可重构装配概念、数学模型、设计方案、机械结构以及控制系统各方面的可行性,对于可重构柔性装配技术的应用具有重要意义.

    可重构装配柔性装配快换技术自动化装配

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    基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法

    狄子钧袁东风李东阳梁道君...
    82-90页
    查看更多>>摘要：目前,生产加工流程正向着智能化迈进,设备的故障诊断及预测性维护在保障企业生产效率,降低生产成本方面起着至关重要的作用.刀具作为数控机床的切削工具,其实时健康状态直接影响着机床的加工效率和产品质量.对刀具磨损状态的精准监测有助于避免因刀具失效导致的产品质量问题.基于此背景,研究一种基于深度学习的刀具故障诊断方法,将高效通道注意力应用到多尺度卷积神经网络中,提出基于多尺度-高效通道注意力网络的刀具故障诊断方法,利用通道特征学习将机床主轴不同方向的振动信号进行自适应的特征融合,从而提升刀具磨损状态诊断精度.此外,设计刀具磨损试验平台,用于采集符合实际生产的数据,在实际生产场景中验证所提算法的性能.试验结果表明,所提出方法较多尺度网络的刀具故障诊断准确率提高4.47％.

    刀具故障诊断多尺度卷积神经网络高效通道注意力特征融合智能制造

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    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

    赵嗣芳宋强王明生赖武轩...
    91-103页
    查看更多>>摘要：永磁同步电机(Permanent magnet synchronous motor,PMSM)故障产生的机理较为复杂且每种电机故障的产生通常相互关联,复合故障定位是其故障诊断研究的难点所在.在电动汽车应用场合中,PMSM普遍存在变转速工作模式,变工况下的PMSM故障定位在工程应用中将具有重要价值.为了提高变转速工况下车用PMSM的复合故障定位精度,对基于特征重构和深度置信网络(Deep belief network,DBN)的新型PMSM复合故障定位方法进行研究.首先基于PMSM的振动特性分析,明晰转子偏心及轴承内圈故障下电机的复合故障特征分量;然后采用Vold-Kalman阶比追踪(Vold-Kalman filtering order tracking,VKF-OT)和角域重构算法实现对复合故障特征分量提取与重构,以减弱或消除转速变化对复合故障特征的影响.最后将特征重构信号用于构建基于DBN的故障定位模型,从而实现变转速工况下车用电机复合故障的定位.试验结果表明,基于特征重构深度置信网络的复合故障定位精度可达99.5％.

    永磁同步电机变转速复合故障故障定位深度置信网络

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    虑及颤振在线抑制的机床高效自适应加工技术研究

    刘阔姜业明黄任杰李明禹...
    104-113页
    查看更多>>摘要：针对传统加工方式面对加工余量不均匀、去除量大的复杂结构件缺乏参数调控能力,难以提升加工效率的问题,提出一种虑及颤振在线抑制的机床高效自适应加工技术.首先,基于模糊理论开发二维模糊控制器,通过采集切削过程主轴功率信号,实时调节进给倍率来实现自适应加工.其次,以加权小波包熵为特征量,研究切削颤振在线识别方法,并建立切削系统单自由度模型,通过寻找加工系统不发生颤振的最佳主轴转速,依据颤振频率和刀齿数,实现基于变主轴转速的颤振抑制.然后,基于机床主轴电机功率、扭矩和转速关系,制定主轴转速和进给速度的调控策略,实现虑及颤振在线抑制的机床高效自适应加工.最后,通过两组切削对比试验对该技术进行验证,结果表明,所提高效自适应加工技术可以明显提升加工效率,并能抑制加工过程中的切削颤振.

    自适应加工颤振识别颤振抑制模糊控制加权小波包熵

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