2020年, 第7卷, 第2期　刊出日期：2020-04-25

  

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专题：绿色工业
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  半潜式钻井平台动力控制系统及其能源管理系统

  孙玉海, 鲍宁, 韩华伟, 姚竞争

  工业技术创新. 2020, 7(2): 1-6. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.001

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  半潜式钻井平台相关技术应用有助于推进远洋深海的海底资源开发。为半潜式钻井平台提出动力控制系统设计方案,对工况切换、发电机组启动、配电盘监控、负载分配、重载启动等子系统进行控制设计。结合子系统控制设计,构建基于动力控制系统的能源管理系统（PMS）,保障船舶总体运行稳定性、设备安全可靠性,并最大限度地节约能源。丰富了现有能源管理系统的功能,也为半潜式钻井平台的动力控制系统集成提供了一个可行的思路。
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  锅炉启动排汽回收技术构建和应用

  李森林

  工业技术创新. 2020, 7(2): 7-11. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.002

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  热电厂常采用的单母管制系统在锅炉升停炉时会产生蒸汽浪费和排汽噪音污染。基于对某热电厂的调研与分析,结合物质平衡、热平衡等理论公式,提出减温减压器和管道选型方案。开展项目设计与施工,在原有蒸汽管道基础上新增启动排汽回收管道,每次升停炉可回收蒸汽约95 t,噪音测量值降低至45 dB左右,满足国家标准55 dB的要求。锅炉启动排汽回收技术减少了能源浪费,节约了投资成本,静态投资回收期仅为2.14年,对同行业在锅炉节能降噪方面起到了示范作用。
共性技术
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  铝合金车体底架框型结构的焊接变形控制

  徐晓东

  工业技术创新. 2020, 7(2): 12-16. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.003

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  铝合金车体被普遍应用于高铁动车组中,但其底架框型结构在焊接过程中会产生较大变形,影响产品质量。对底架框型结构的焊接变形原因进行分析,提出焊接变形控制措施,并通过试验进行工艺效果验证。研究发现：底架框型结构的焊接变形主要源于焊缝横向收缩引起的弯曲角度变形和宽度收缩变形,是各次焊接变形发生复合的结果;分析探究其变形因素和规律;调整焊缝的焊接顺序对底架框型结构的焊接变形有方向性的影响。控制结果表明：降低了调修难度,提高了生产效率;针对底架框型结构特点进行预制反变形,是控制结构外形及尺寸的有效工艺方法,可以将变形量控制在公差范围内。
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  液压电磁阀推杆断裂故障排查及应对

  皮月亮, 吕焱明, 李永彬, 周骋

  工业技术创新. 2020, 7(2): 17-22. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.004

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  某型液压电磁阀内部推杆发生断裂,导致液压电磁阀出现故障。根据推杆故障件断裂位置,人工制作对比件,比较故障件、对比件的断口特征,表明二者断口形貌和金相组织基本一致,推杆材料组织与推杆断裂无直接关系,但二者芯部厚度尺寸偏差较大。采用ANSYS Workbench对不同芯部厚度的推杆在实际工况下的应力分布进行仿真分析,表明当芯部厚度逐渐增大时,推杆中的最大等效应力逐渐减小;当芯部厚度小于0.25 mm时,推杆的材料安全系数无法满足工程应用要求。通过对比试验,证实了推杆芯部厚度尺寸偏小确实是导致推杆断裂、引发液压电磁阀故障的根本原因,并提出了改进措施。
智能化
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  基于非分类关系提取技术的知识图谱构建

  韦韬, 王金华

  工业技术创新. 2020, 7(2): 23-28. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.005

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  知识图谱能够实现海量、复杂、异构信息的有机关联。提出一种自动化、持续化的知识图谱构建技术,对知识图谱构建进行系统架构设计,架构中包含数据采集、命名实体识别、语法语义分析、实体关系提取四大模块,其中命名实体识别和实体关系提取是关键技术。其一命名实体识别用于对主要实体对象进行识别,在分词和词性标注过程中实现分词库和词性库的自动扩充;其二在实体关系提取技术中,对非分类关系提取技术进行研究：采用基于关联法则和语义关系的非分类关系提取技术,自动发现概念间的关系,并通过语义标记这种关系;采用基于规则和机器学习的非分类关系提取技术,形成规则库、语料句式库,不断训练、验证,实现持续改进。后续还应继续提升知识图谱在系统运行状态进行自动化、持续化构建的能力,在不依赖于知识库的基础上实现知识图谱体系的自主形成。
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  储能式有轨电车充电电缆漏电检测方法

  胡润文, 张伟先

  工业技术创新. 2020, 7(2): 29-32. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.006

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  为了提高储能式有轨电车地面充电系统可靠性,需对输出充电电缆绝缘情况进行检测。阐述了储能式有轨电车地面充电装置运行方式,对地面充电系统漏电进行了等效分析,阐述了基于电流差检测的方法在地面充电系统中不适用性。提出一种基于输出电压上升值检测的漏电检测方法,通过相同时间内实际电压上升值与预设值的比值对漏电等故障进行检测。该方法完全通过软件实现,无需增加附加电路,不会对现有充电系统造成干扰。建立了充电系统控制单元数据处理流程,有效地实现了储能式有轨电车地面充电系统中充电电缆破损时的监测报警。
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  基于Izhikevich模型的神经网络放电特性数值模拟

  王超

  工业技术创新. 2020, 7(2): 33-36. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.007

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  利用数值模拟方法研究神经网络的放电特性,为人工智能等领域的研究提供理论支持。以Izhikevich模型为节点,用化学突触连接各神经元,搭建神经网络,分析兴奋性突触和抑制性突触在神经网络中的不同效应,并通过调试化学突触的参数,实现峰放电和簇放电在神经网络中的正常传递。研究发现：当抑制性突触电导为0.5 mS/cm²时,突触后神经元动作电位传递受到抑制;当兴奋性突触电导为0.5 mS/cm²时,神经元动作电位传递正常;当兴奋性突触电导为3 mS/cm²时,突触后神经元动作电位由峰放电变为簇放电,发生畸变;选用参数合适的兴奋性突触可以使神经网络实现峰放电和簇放电的正常传递,但化学突触存在时间滞后性。
标准体系
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  地方安全产业细分领域发展的权重分析筛选体系构建

  黄玉垚, 高宏

  工业技术创新. 2020, 7(2): 38-43. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.008

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  安全产业是为安全生产、防灾减灾、应急救援等安全保障活动提供专用技术、产品和服务的产业。为了更好地帮助地方确定未来安全产业的细分领域发展定位,以某市为例：首先通过综合赋权法,建立产业选择模型,结合安全产业目录,赋予各类因素评价指标和权值。接着通过计算,得出每一个细分领域的权重,确定某市安全产业中应大力发展、机会发展及谨慎关注的细分领域。最后通过分析行业发展趋势、面临机遇和自身特点,确定细分领域的具体发展重点。该方法可协助地方定位安全产业发展方向。后续还需细化跨行业指标权重的设定,以及专家评分的整合方式,消弭主观因素的影响。
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  电流检测探头工作原理及性能测量方法

  冯桂山, 区健昌, 郭晋伟, 杨婉, 周阔

  工业技术创新. 2020, 7(2): 44-51. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.009

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  用于测量导线或电缆上的电磁干扰的电流检测探头,是电磁兼容测量的检测设备。基于电流检测方式,介绍了工作原理,分析了电流检测探头对被测电路的影响,表明电流检测探头在反射阻抗、磁芯饱和、电源频率调制特性等方面对被测电路可能产生影响。以传输阻抗、最大电源电流、最大RF连续波电流、探头屏蔽性能四种主要性能指标为例,创新提出了电流检测探头的性能测量方法。后续还应推进对最大脉冲电流、驻波、输出负载阻抗、工作温度、磁芯温度等性能指标的测量方法研究。
技改项目管理
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  陶瓷过滤机在球团精矿水分含量控制中的应用实践

  连晓钢, 杨颂

  工业技术创新. 2020, 7(2): 52-56. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.010

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  以太钢矿业分公司峨口铁矿球团生产线精矿水分含量难以控制为研究切入点,提出采用陶瓷过滤机替代原有盘式过滤机与烘干系统的技术改造方案。以处理量为基准,以质量控制与成本控制为目标,进行方案研究与比选,形成正常生产时采用3台盘式过滤机、4台陶瓷过滤机的工艺配置。对方案实施效果、经济性进行分析,表明过滤后综合水分含量为9.60%~9.76%,能够直接满足9.4%~9.8%的球团精矿水分含量要求;陶瓷过滤机单位成本比盘式过滤机低0.12元/吨精矿,且可节省后续烘干系统费用;通过方案比选优化,年节约成本385.18万元。
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  供热机组供热能力影响因素与提升策略分析

  李中尧, 董曙君, 吕晓娟

  工业技术创新. 2020, 7(2): 57-63. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.011

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  新技术、新设备的应用能够有效提升热网系统供热机组的供热能力,但存在耗时较长、耗资较高等不足,充分挖掘现有设备潜能、提升利用率是有效的解决方案。对机组供热能力的影响因素进行分析,提出相应提升策略。针对低压加热器疏水不畅的问题,提出调整正常疏水管路布置、降低管路标高的措施,将疏水沿路管路阻力降低了10%以上;针对中压缸排汽压力低的问题,明确主汽流量上限,科学调整工艺参数,提高了机组供热潜力和安全性;针对煤泥掺烧导致制粉系统出力受限的问题,为不同的原煤仓制定各自的煤泥掺烧方案,保证了入炉煤发热量。方案具有可行性、安全性、经济性、可靠性,实现了供热机组供热效率的进一步提升。
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  锅炉回燃室前管板（端）裂纹成因分析与优化措施——以WNS型燃气蒸汽锅炉为例

  官伟

  工业技术创新. 2020, 7(2): 64-68. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.012

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  以WNS型燃气蒸汽锅炉为例,对回燃室前管板（端）裂纹成因进行分析。研究发现：在结构设计方面,烟管长度设计超标,使得回燃室烟气温度过高,致使管孔区出现短裂纹;在制造工艺方面,制造单位未按照行业标准要求控制回燃室前管板（端）长度,也未按照操作步骤先胀管后焊接,致使烟管与回燃室前管板之间的间隙超标;在运行规程方面,燃烧器火焰长度调整过长、锅炉启停频繁、锅炉内局部区域水循环不良、水质不达标等因素,造成烟气温度过高、热负荷波动大、冷却效果不佳等问题,共同导致回燃室前管板（端）产生裂纹。提出了优化锅炉结构设计,加强锅炉安装环节的监督检验,强化使用单位对锅炉运行的管理制度建设等。优化措施对安全使用有参考作用。
工业科学
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  汽车注塑件成本模型构建与应用

  贾鲢莉

  工业技术创新. 2020, 7(2): 69-74. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.013

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  作业成本法是一种基于产品生产活动的新型成本管理方法,具有计算精确度高等优势,能够更好适应当前激烈的市场竞争环境对产品成本控制的要求。以汽车注塑件为研究对象,结合原材料、工艺等信息的收集,对注塑件工艺特点及注塑件结构对成本的影响进行论述。采用作业成本法,从原材料、直接人工、制造费用、包装运输、期间费用和利润等成本构成进行分析,得到各成本模型的计算逻辑;以注塑件装饰板为例,进行模型应用与评估。研究发现：作业成本法能够将业务语言翻译为财务语言,帮助汽车企业实现作业动因与成本动因的有机匹配,得到更精细化的汽车注塑件生产实际数据,为目标价格制定提供依据;同时,支持设计者不断进行精益设计,为企业开展定点决策、价值分析和商务谈判等工作提供科学数据。
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  基于决策树的360度视频编码参考像素滤波算法

  康剑源, 刘志

  工业技术创新. 2020, 7(2): 75-81. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.014

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  等矩形投影（ERP）是虚拟现实360度视频编码中的一种常用投影格式。在ERP格式下,靠近两极的视频图像拉伸并产生失真,导致了在帧内预测过程中,HEVC编码器对参考像素滤波方式判断的准确性降低。提出了一种基于决策树的参考像素滤波改进算法;结合虚拟现实视频帧的特点,优化了参考像素滤波方式的配置,增加了采样点的数量;为不同区域设计了不同的决策树属性和分类类别,构造了两极区域和赤道区域的决策树模型,判断参考像素的最优滤波方式。结果表明提高了滤波性能;与HM16.20相比,改进算法可以降低0.1%的BD-rate,而编码时间基本保持不变。
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  110 kV高压输电线路空间电磁场分布研究

  张启, 陈自然, 何宁

  工业技术创新. 2020, 7(2): 82-85. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.015

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  高压输电线路周围的电磁场分布是电网建设单位、电力运行管理单位和公众关注的焦点。以110 kV同塔双回高压输电线路为研究对象,对50 Hz工频下输电线路周围空间电磁场分布进行研究。选用COMSOL Multiphysics仿真软件,构建高压输电线路模型,设定模型参数,建立激励条件和边界条件,对150 cm以下地面高度的电场强度和磁感应强度进行仿真。研究发现：磁感应强度最大值为0.355 34 μT,电场强度最大值为423.11 V/m,分别仅为ICNIRP标准公众暴露限值的0.17%和8.46%。110 kV高压输电线路周围的电磁环境是安全的,不会对公众身体健康产生较大影响。
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  正三棱柱体在低雷诺数下流动特性的实验研究

  邱玥

  工业技术创新. 2020, 7(2): 86-92. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.016

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  以正三棱柱体为例,对低雷诺数下的钝体绕流特性进行实验研究。采用氢气泡示踪法,对流体经过正三棱柱体（柱面对来流）的流场进行流动显示,观察流动分离以及尾涡的变化情况。采用粒子成像测速技术（PIV）,得到正三棱柱体柱面对来流的尾流场随雷诺数Re=200~1 500的变化情况,并对流场进行定量分析。研究发现：流动分离点始终位于正三棱柱体底边顶点,位置不随雷诺数变化而变化;随着雷诺数的增大,柱面对来流方向的尾涡形成长度先增大后减小,Re=200工况下尾涡形成长度最小,Re=800工况下尾涡形成长度最大,定量分析得到的尾涡形成长度与流动状态图像相符合;随着雷诺数的增大,绕流阻力系数先增大后减小,Re=300工况下阻力系数达到最大值,Re=1 500工况下阻力系数最小。
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  空气导热系数和孔隙形状对多孔绝热材料相对导热系数的影响

  邱潇薇, 汪晓雪, 王小见

  工业技术创新. 2020, 7(2): 93-96. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.017

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  采用有限体积法,对空气导热系数可变的多孔绝热材料进行三维数值实验分析。构建细胞模型,推导热传导方程及边界条件,进而结合多孔绝热材料特点,得到共轭热传导方程。对共轭热传导方程进行求解,以相对导热系数为衡量标准,探讨在不同空气导热系数下,在三角形、椭圆形、菱形、T形和I形五种孔隙形状下,多孔绝热材料的绝热性能。研究发现：1）多孔绝热材料相对导热系数随着空气导热系数的增大而增大;2）在垂直于有效接触面积较大的热通量方向上,I形孔隙和T形孔隙是降低多孔绝热材料相对导热系数的最佳形状。
综述与评论
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  机器学习方法及其在电路故障诊断中的应用

  李杰

  工业技术创新. 2020, 7(2): 97-101. https://doi.org/10.14103/j.issn.2095-8412.2020.02.018

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  应用机器学习方法能够有效降低电路故障诊断计算量和复杂度。介绍了电路故障诊断技术中的试验前仿真方法和试验后仿真方法,分析了试验前仿真方法中基于故障字典技术的机器学习方法的优势。阐述了四种机器学习方法——支持向量机、人工神经网络、模糊分类和隐马尔科夫模型,并对机器学习方法在常用模拟电路和电力设备中的故障诊断应用实例进行了评析。研究表明：机器学习方法能够与电路故障诊断相结合,使电路尤其是模拟电路的稳定性和效率得到很大的提升。介绍的应用实例为电路故障诊断研究明确了方向,对机器学习方法在电路故障诊断中的进一步应用和发展具有重要启示意义。