6

北京航空航天大學可靠性與系統工程學院苗永浩等認為，分解方法是處理機械信號多成分分離最有效的手段。然而，現有的分解方法并非以典型的機械故障特征作為分解目標，且分解模式的提取難以做到自適應濾波，因此面對復雜信號的成分分離與特征提取效果差，難以滿足診斷需求。針對此，提出諧波特征模式分解方法(Harmonic feature mode decomposition ，HFMD)，選擇信號周期性強度評價指標諧噪比(Harmonics-to-noise ratio，HNR)作為分解目標，借助有限沖激響應(Finite impulse response，FIR)濾波器系數更新機制實現分解模式提取過程中的自適應濾波。首先，借助基于樹狀結構的頻帶劃分方式初始化濾波器組。在此基礎上，以HNR作為分解目標求解最優濾波器系數。進一步，利用相關系數評價、比較進而篩選冗余模式。最后，通過設定分解模式數量作為收斂準則，實現復雜信號中周期性特征的提取與諧波信號成分的分離。仿真和試驗案例證實相比于傳統分解方法，提出的HFMD能更準確、有效地提取軸承故障信息。

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大連理工大學機械工程學院李宏坤等認為，針對旋轉葉盤在線振動監測方法僅能獲取有限測點信息的局限性，提出了一種基于數字孿生概念的旋轉葉盤全域振動狀態虛擬感知技術架構。首先，應用數字孿生理論從物理空間和數字空間分別介紹了該技術體系中各個模塊的功能和邏輯關系，闡述了實現旋轉葉盤振動狀態全景感知的技術路線。其次，詳細描述了孿生模型構建、非接觸振動測試、孿生模型動態更新、虛擬感知及可視化模塊開發等關鍵技術和實現方法。最后，面向旋轉葉盤試驗件構建了全域振動狀態虛擬感知原型系統，對各項關鍵技術進行了理論分析與驗證，并最終實現了動位移場和動應變場的全域狀態感知。該方法能夠在現有測試手段的基礎上獲得更加全面的葉盤振動信息，為旋轉葉盤的在線狀態監測提供了一種新的理論架構，并為后續進行葉盤疲勞壽命分析及可靠性預測提供有效的數據支撐。

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華北水利水電大學材料學院蔣正權等指出，自2004年石墨烯面世以來，世界各國對石墨烯的研究熱情空前高漲，甚至有人將其稱為“改變21世紀的材料”。綜述了近年來石墨烯及其復合納米微粒潤滑添加劑的摩擦學研究進展，歸納總結了石墨烯單體結構、表面修飾以及復合納米微粒的組成和潤滑機制；指出石墨烯納米微粒具有良好的摩擦學性能，是當前國際材料科學和摩擦學領域的研究熱點之一，其產業化應用可望產生巨大的經濟和社會效益；而石墨烯具有超薄納米片層結構、優異的力學性能及突出的自潤滑性能，在潤滑添加劑領域的應用前景廣闊。但石墨烯及其復合納米微粒作為潤滑添加劑目前仍然面臨石墨烯的分散穩定性較差、摩擦過程中的實時服役狀態不明確等問題；而實現納米級石墨烯及其復合材料的綠色環保制備和應用，有助于推動節能減排和實現“雙碳目標”，從而促進我國先進制造業的高質量發展。

探花

湖南大學機械與運載工程學院邵海東等指出，工業物聯網助推機械故障診斷步入大數據時代，然而因各節點需要共享本地的私有數據而造成隱私泄露是當前工業物聯網亟需解決的問題。聯邦學習有望應用于工業物聯網以實現在私有數據不離開本地存儲的前提下，協同各節點訓練診斷模型。然而，聯邦學習面臨著以下諸多挑戰。首先，聯邦學習的中心化架構極易引發單點故障。其次，工業物聯網中各節點的故障數據通常是非獨立同分布的，以致聯邦學習難以收斂。再次，聯邦學習缺乏防御手段來阻止惡意節點的攻擊。最后，聯邦學習需要激勵機制來鼓勵節點分享資源。針對這些挑戰，提出了一種區塊鏈和邊緣計算賦能的聯邦學習故障診斷框架，采用去中心化的模式保障工業物聯網中機械設備故障數據的隱私和安全。在此框架中，構造了一種特征對比損失函數來解決非獨立同分布問題，設計了一種拜占庭容錯的評分機制來抵抗投毒攻擊，并開發了一種基于信譽的激勵算法來評估應給予節點的獎勵。所提方法被應用于工業物聯網中風力發電機的行星齒輪箱故障診斷模擬場景，在私有本地數據不泄露的前提下，展現出最優的綜合性能。

榜眼

國防科技大學智能科學學院戴一帆等指出， 聚變點火、同步輻射、光刻機、深空探測、偵察預警等高端裝備要實現一系列前所未有的極端性能，并朝著多樣化和復雜化的方向發展。強光元件、同步輻射反射鏡、掩膜版和光刻物鏡、深空探測X射線反射鏡等關鍵光學元件是這些系統實現聚焦、極高能量輸出、極高峰值功率、極端尺寸光束聚焦和納米尺度精確圖案轉印等極端性能的關鍵。要實現這些高端裝備的極端性能，對核心關鍵元件的光學制造提出了高精度、低損傷、低應力、潔凈制造和功構一體等要求，要求實現的是多物理參數約束下的高性能。元件的性能不僅由設計約束，更受到制造水平的制約，傳統的以提升精度為目標的光學制造方法面臨挑戰，亟待實現從高精度制造到高性能制造的躍升。高性能光學制造是指面向極端性能高端制造裝備發展對材料/結構特殊、高功率/高能輻照、低缺陷和潔凈制造等關鍵光學元件的制造需求，以服役性能精準調控為目標，通過高性能光學制造裝備、工具、檢測和工藝等方面的技術創新，制造特殊材料/結構或者極高功能的元件，可作業于極端性能服役環境的制造。將近年來國內外圍繞光學元件和超精密零件高性能光學制造的工作進行初步凝練，總結高性能光學制造典型元件的特點、光學制造要求和光學制造技術，嘗試闡明高性能光學制造的內涵，介紹高性能光學制造的關鍵技術和發展趨勢，并給出了高性能光學制造的應用實例。

狀元

大連理工大學高性能精密制造全國重點實驗室康仁科等認為，在磨削難加工材料制成或具有薄壁、大長徑比、復雜曲面結構的零部件時，磨削系統顫振會直接影響零部件表面加工質量和輪廓精度，從而影響使用壽命。但是目前對磨削顫振系統產生機理，穩定性模型建立與分析的研究仍有不足。深入開展磨削加工過程中顫振穩定性研究對于提升加工質量、保障磨削系統穩定運行具有重要意義。圍繞磨削顫振機理、磨削穩定性建模與求解方法和應用進行綜述，首先分析磨削系統穩定性的主要影響因素，深入討論顫振的成因和磨削系統動力學建模進展；然后，從頻域、時域、實驗等方面重點分析磨削穩定性模型的求解方法，比較并歸納各種求解方法的過程原理、研究現狀與優缺點；最后總結穩定性分析應用方法與現狀，并對磨削加工顫振穩定性研究未來的發展方向進行展望。

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責任編輯：杜蔚杰

責任校對： 張 強

審 核： 張 強

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