2018年, 第29卷, 第20期　
刊出日期：2018-10-25

  

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  中国机械工程. 2018, 29(20): 0.

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服务型制造专辑（续）
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  面向业务问题求解的模块化知识服务

  战洪飞, 邬益男, 张凡, 王程强

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2395-2400. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.001

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  为提高企业业务执行的绩效及创新性，针对企业业务问题求解时呈现的知识模块化现象，提出知识模块化的概念。将知识模块作为业务执行能力的知识服务单元，同时考虑业务、知识、情境的相互作用，建立了以业务求解为核心并集成情境要素的知识模块模型。以知识模块为业务能力核心，构造了多维度知识模块化服务体系，设计了面向业务问题求解的知识模块化服务系统的体系结构框架。
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  面向服务水平等级协议的制造服务能效评估

  向峰, 黄圆圆, 左颖, 陶飞

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2401-2407,2415. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.002

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  分析了产品能耗评估、产品能效评估、制造服务能耗评估、面向服务水平等级协议（SLA）的制造服务能效评估等阶段发展历程。区别于单位产品能效评估，面向SLA的制造服务能效评估是在服务提供方和使用方约定的开销和服务质量水平下，对制造服务全生命周期的能源消耗效率进行评估。提出一种面向SLA的制造服务能效评估框架，分析了制造服务的5大类关键技术，为向用户提供可随时获取、优质低耗的制造服务提供了理论基础。
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  信息共享和信息技术应用对客户服务的影响研究——考虑交互作用影响

  张文杰, 李刚

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2408-2415. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.003

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  构建了企业信息共享和信息技术（IT）应用及其交互作用、配送服务和售后支持服务与企业财务绩效之间关系的概念模型，基于中国制造企业的调查数据，使用结构方程模型方法验证了假设模型。研究发现高水平的信息共享可以显著促进售中配送和售后支持服务；高水平的IT应用只能促进售中配送服务，对售后支持服务的影响不显著；信息共享和IT应用的交互作用能显著促进售中配送服务。在实践中制造企业应重视信息共享和IT应用的交互作用，并合理配置资源以促进信息共享和IT应用的交互作用，从而提高客户服务水平和企业财务绩效。
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  基于粗糙Choquet积分的产品服务系统设计方案优选

  邱华清, 耿秀丽, 徐轶才

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2416-2424. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.004

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  以顾客需求作为评价指标，提出了基于粗糙Choquet积分的产品服务系统（PSS）设计方案评价方法。针对传统模糊评价方法中隶属度函数确定的主观性和随机性问题，采用粗糙集理论处理评价信息。通过模糊测度刻画指标关联关系的类型和强弱，采用Choquet积分算子对各方案的评价值进行集结，并对方案进行优选。最后以某企业打印机PSS设计方案评价为例进行实例验证计算，结果表明：所提方法考虑了决策过程的不确定性和评价指标间的关联关系，可有效提高方案评价结果的准确性和合理性。
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  产品服务系统工程特性最终重要度确定方法

  王浩伦, 程贤福

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2425-2431. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.005

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  提出了一种考虑产品与服务交互的产品服务系统（PSS）工程特性最终重要度确定方法。应用模糊软集合方法解决质量屋在传递信息过程中存在的模糊性和不确定性；利用客户需求改进比率和"买点"对需求基本重要度进行修正，确定需求最终重要度；在工程特性基本重要度的基础上，利用PSS工程特性之间的自相关矩阵、工程特性竞争优先度以及改进比率合成获得工程特性最终重要度。最后以某企业轮式装载机PSS设计为实例，验证了方法的有效性。
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  “内容-交互”双维度产品信息处理方法及应用

  王海朔, 陈科, 郑红梅, 汪园园

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2432-2437,2445. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.006

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  针对当前的产品信息处理方式在内容广度和交互深度上的局限，提出了"内容-交互"双维度信息处理方法。对产品信息内容和组织社群化进行分析，讨论了信息处理平台的功能与架构。以某汽车空气滤清器项目的开发过程为例，描述了该过程中产品信息处理的应用场景。研究表明，该方法有助于改善产品信息的表达并提高参与人员之间的交互。
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  云制造环境下基于贝叶斯网络的机床装备资源优化决策方法

  龚小容, 李孝斌, 尹超

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2438-2445. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.007

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  结合复杂网络理论，提出了一种云制造环境下基于贝叶斯网络的机床装备资源优化选择方法。对云制造环境下机床装备资源优化选择问题进行数学描述，构建了一种由决策环境变量、决策选择变量、决策传递变量、决策目标变量、决策价值变量以及因果依赖关系组成的不确定多阶段多目标（UMM）决策模型，并对该模型的求解算法进行研究；通过实例验证了所提方法的适用性和有效性。
机械基础工程
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  采煤机液压拉杠力学特性实验

  毛君, 杨辛未, 陈洪月, 宋秋爽, 袁智

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2446-2452. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.008

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  针对在采煤机工作过程中，液压拉杠时常断裂的问题，采用1：1模拟煤矿井下综采成套装备实验平台。以MG500/1180-WD采煤机为研究对象，通过无线数据传输系统，分别对采煤机空载、重载4种不同工况下液压拉杠的力学特性进行了测试与研究。研究结果表明：不同工况下液压拉杠的载荷均未达到实验前的预紧力；采煤机起车时，位于机身上方两个液压拉杠的载荷趋势较大；在采煤机重载截煤工况下，位于采煤侧上方的液压拉杠处于压缩状态，并且载荷最大。
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  汽车三级分段变刚度双质量飞轮非线性振动研究

  曾礼平, 陈齐平, 袁星星, 肖强, 周聪辉, 黄娟林

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2453-2459. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.009

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  分析了三级分段变刚度双质量飞轮（DMF）刚度随扭转角变化的特征，考虑刚度非线性因素建立了搭载DMF的汽车传动系非线性扭转振动模型和对应的微分方程，采用平均法和Runge-Kutta数值积分方法编制算法程序，推导和分析扭转角非线性频率特性近似解析解，并对不同转矩频率下的强迫振动响应进行仿真分析，以进一步探究三级分段变刚度DMF在传动系统中的非线性振动特性。
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  具有连续转轴的新型3-UPU并联机构的运动特性分析

  韩雪艳, 王子义, 李仕华, 田志立

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2460-2466. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.010

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  提出了一种新型3-UPU对称并联机构，该机构具有两个转动自由度和一个移动自由度（2R1T）。基于单叶双曲面几何性质，证明了该机构在任意位形下始终关于一个中间平面对称及机构自由度的非瞬时性；进而发现该机构动平台具有可绕其中间对称平面内任意直线做连续转动的特性，并通过仿真进行验证；采用一种新的两转动机构的姿态矩阵的求解方法，推导了该机构的运动学反解，并进一步分析了其工作空间。研究结果为该类机构的应用提供了理论参考。
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  面向避障和紧凑的浮动滚子推杆盘形凸轮机构尺寸综合问题

  林梦杰, 李延平, 常勇

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2467-2473,2478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.011

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  基于"双释放（释放滚子中心和凸轮轴心）的基本思想，根据Ⅰ类尺寸综合方法，分析推理得到最优凸轮轴心O₁^**是"整程避障成功"的最适任解，给出障碍集{D_i}与许用边界{∂D_i}等若干概念，提出滚子、凸轮"整程避障成功"的解析判据，以及"简约搜索区域Σ^[2]和Σ^[0]"和求解凸轮轴心O₁、滚子中心C解区域的遍历搜索方法，进而提出"机构紧凑尺寸解"的求解方法，圆满解决了面向避障和紧凑的浮动滚子推杆盘形凸轮机构尺寸综合问题。最后给出了机构尺寸综合的一个算例。
智能制造
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  面向产品配置设计的改进交互式遗传算法

  朱佳栋, 苏少辉, 陈昌, 刘桂英

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2474-2478. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.012

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  针对传统的交互式遗传算法不能很好地减少用户疲劳的问题，对其进行了优化。通过对变异个体和遗传操作的改进设计，对其进行了优化，并将其应用到多功能液压千斤顶的配置设计中。将所得到的产品配置结果与传统交互式遗传算法的结果进行比较，发现新的交互式遗传算法不仅可以有效地减少用户疲劳，还可以更快地配置出令用户满意的产品。
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  新型直圆导角复合型多轴柔性铰链的柔度计算及其性能分析

  刘庆玲, 罗萍, 于常娟

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2479-2483. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.013

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  设计出一种新型多轴柔性铰链——直圆导角复合型多轴柔性铰链，以卡氏第二定理为理论基础，推导了柔度计算式。利用所得结果进行实例计算，并进行有限元分析，通过结果对比验证了计算式的正确性。定义了铰链的厚长比λ，分析了柔度相对误差与λ之间的关系。利用所得柔度计算式，分析了铰链结构参数对其柔度的影响。通过与直圆型多轴柔性铰链的对比，得出直圆导角复合型多轴柔性铰链的转动能力与对载荷的敏感性均优于前者的结论。
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  体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统

  瞿畅, 吴炳, 陈厚军, 于陈陈, 沈芳

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2484-2489. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.014

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  为辅助患肢进行自主康复训练，研制了一种体感控制的上肢外骨骼镜像康复机器人系统。设计了可穿戴式三自由度上肢康复机械臂，利用Kinect传感器提取人体6个骨骼关节点数据，计算所需控制参数，将健肢的体势动作转化为控制信号，控制机械臂带动患肢做镜像或同步运动康复训练。搭建了上肢外骨骼康复机器人系统实验平台，分别进行了单关节镜像控制和多关节联动同步控制穿戴实验，系统具有良好的体感控制随动性能，能满足上肢康复训练的要求。
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  改进PSO_BP_Adaboost算法在尺寸超差故障诊断中的应用

  姜春英, 康玉祥, 叶长龙, 于苏洋

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2490-2494. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.015

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  利用改进的粒子群优化算法优化BP神经网络，组合多个优化BP网络构成Adaboost强分类器，采用"一对一"分类思想建立了改进PSO_BP_Adaboost多分类器算法，并在部分UCI数据集上进行了有效性验证。实例中，将某零件上相同尺寸、不同位置的4个孔的直径作为BP网络的输入值，利用真实数据进行验证，该算法的分类正确率达到98%，表明提出的改进多分类器算法可有效用于尺寸超差故障诊断。
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  基于位姿反馈的三臂空间机器人抓捕轨迹规划

  蓝启杰, 刘宜成, 张涛

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2495-2501. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.016

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  以三臂空间机器人为研究对象，针对经历奇异位形时出现的位姿误差问题，提出一种基于位姿误差反馈的轨迹规划算法。根据系统一般运动学方程并结合动量守恒方程建立系统运动学模型，利用位姿期望指令得到误差运动方程。以关节角速度为控制量，设计了基于位姿误差反馈的控制率，使闭环系统的跟踪误差按指数速度收敛。该方法能够减小机器人奇异点邻域内的位姿跟踪误差，且在离开奇异区域后能完全消除误差。仿真结果证明了该方法的有效性。
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  一种基于最小二乘法的离散点螺旋线式拟合算法

  尤中桐, 王太勇, 刘清建, 辛全琦

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2502-2506,2514. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.017

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  针对数控加工中，小线段刀路轨迹数据量较大的问题，提出了一种利用阿基米德螺线拟合小线段轨迹（离散点）的算法，分析了阿基米德螺线参数与切矢、径矢夹角的关系，给出了拟合误差的计算方法。基于最小二乘原理，通过前寻、回溯离散点集，在满足精度要求的前提下，用较少段螺旋线拟合该离散点集。仿真结果表明，阿基米德螺线拟合离散点具有数据量小、拟合精度较高的优势。
先进材料加工工程
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  金属波纹管单点增量成形过程研究

  石珣, 李言, 杨明顺, 姚梓萌, 侯晓莉

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2507-2514. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.018

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  将单点增量成形技术引入金属波纹管成形，提出了一种金属波纹管单点增量成形工艺。基于ABAQUS/Explicit建立增量成形波纹管仿真模型，分析成形过程中成形力的演变，以及成形应力、材料局部变形位移和塑性应变分布的特点；建立了波纹管单点增量成形实验平台，采集成形过程数据并分析实验数据。结果表明：X向分力在增量成形管壁中的数值最大，其次是Y向分力和Z向分力；斜面拉伸区和圆弧过渡区的塑性应变大，该区域管壁容易发生过度减薄和断裂。
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  基于离散单元法的铝粉冲击加载过程三维数值模拟

  罗晓龙, 刘军, 田始军, 林立, 周纯

  中国机械工程. 2018, 29(20): 2515-2519. https://doi.org/10.3969/j.issn.1004-132X.2018.20.019

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  基于离散单元法原理，应用三维离散元软件PFC3D对金属粉末的冲击加载过程进行了模拟，利用分离式霍普金森压杆实验验证了模拟结果。对压制过程中颗粒的运动情况进行了初步研究分析，发现颗粒的速度分布形状为不规则弧形，并存在分布梯度。刚受到冲击时，颗粒以横向移动为主进行重排，随着颗粒速度的增加，颗粒的运动方向逐渐向下偏移，以此规律，逐步传递。上部颗粒的垂直下移与下部颗粒的横向重排是颗粒间产生剪切的主要原因。
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  中国机械工程. 2018, 29(20): 2520.

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