本发明属于结构优化设计相关技术领域，并公开了一种基于应 力惩罚和自适应体积的结构拓扑优化设计方法，适用于考虑应力约束、 刚度最大化和体积分数最小化的结构优化，所述方法包括以下步骤: 利用基于应力惩罚和参数化水平集方法的优化模型，求解体积约束下 基于应力的柔度最小化结构优化，利用区间搜索方法调整体积约束， 以缩小结构最优体积分数的搜索范围，获得最优结构的体积分数上限 值;利用局部搜索方法进一步调整体积约束，以获得最优结构的体积 分数，并输出最优结构。本发明运用循环的方式进行求解，避免了直 接将结构体积

本成果提出了基于零件批量加工数据分析的加工工艺与流程优化，主要包括零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法、基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测、基于机器学习的零件加工工艺优化与决策、基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证这四方面。以下是各方面具体对应内容： 1）零件加工过程的工艺数据挖掘与机器学习算法：在数据挖掘与机器学习算法方面，搭建了轴类零件全流程加工工况数据实时采集硬件平台，实现对加工力、加工振动、主轴电流等工况数据的实时在线获取。 2）基于数据和机理模型相结合的零件加工精度预测：在航空薄壁件加工精度预测方面，对复杂曲面加工过程混合建模与全流程加工精度预测等理论开展了深入研究工作；建立了零件单工序/多工序加工精度预测混合驱动模型，实现了加工精度的高效高精预测。 3）基于机器学习的零件加工工艺优化与决策：在轴类零件全流程加工工艺优化与决策方面，围绕隐马尔可夫决策过程、遗传算法等理论开展了理论研究工作，结合轴类零件加工过程开展了优化工作；提出了加工参数自适应调控联合决策方法。 4）基于数据驱动的零件批量加工工艺优化方法验证：构建加工数据库1套，包含机床设备、加工刀具、加工参数、检测数据等四种类型数据。开发全流程加工智能推理软件1套（部署于中航发南方公司柔轴车间），实现航轴全流程质量数据感知与工艺优化，其中全流程误差建模与分析模块实现了端到端的零件加工质量智能推理，可以用于工艺设计与现场预先感知，加工过程工艺数据挖掘模块实现基于批量数据的多工序误差流分析，实现后续工序加工误差推理，加工过程工艺优化与智能决策模块实现了零件多工序加工质量数据推理与给定期望指标下的加工参数优化。 图1 本成果对应功能结构示意图 【技术优势】 围绕航空领域制造的加工质量问题，开展基于制造过程数据的工艺全流程智能决策技术与系统的研发，初步实现工艺与制造过程的智能控制。在数据挖掘与机器学习算法、航空薄壁件加工精度预测、轴类零件全流程加工工艺优化与决策、零件全流程加工质量智能推理与优化、智能加工产线智能决策技术应用与推广等多个方面实现了突破，具有显著的理论价值与应用价值。 规范制定方面，研究了薄壁件加工误差产生的深层机理，构建了批量零件加工过程中误差传递的理论模型，探究了机床、夹具、刀具、加工参数全方位、多层次的因素对于零件加工误差产生的影响规律，提出了零件加工工艺与流程优化策略，形成制定面向航空发动机大长径比轴类零件的决策规范，规定轴类零件全流程加工过程中机床、刀具、装夹、加工参数四个方面的具体要求。通过中国航发南方工业有限公司企业标准体系管理系统制定、修改、审批，形成《航空发动机轴类零件加工工艺优化与决策技术规范Q/2B 1586—2022》。 软件开发方面，将上述理论成果进行高度集成，开发了零件全流程加工智能推理优化软件（MIO软件）。软件集成了四大功能模块，包括加工工艺数据库、全流程误差建模与分析、加工过程工艺数据挖掘、加工工艺优化与智能决策。相关知识与优化规则形成权。全流程加工智能推理优化软件以及知识库软件通过第三方测评，测评机构具备MA与CNAS认证资质，最终形成《零件全流程加工智能推理优化软件第三方测试报告》、《智能加工产线工艺全流程智能决策工艺知识库软件第三方测试报告》。 应用验证方面，结合航空发动机制造具体需求，将相关成果应用到某型号航空发动机轴类零件（动力涡轮传动轴）加工生产中。将零件全流程加工智能推理优化软件部署在航轴加工车间，在验证产品的加工设备上部署了数据采集装置，实时采集加工过程数据，集成企业工艺资源数据库和产品数字化检测系统，获取机床、夹具、刀具、产品质量等信息，构建了加工工艺数据库，开展了航轴加工工艺分析、现场加工质量预先感知、加工工艺与流程优化、现场实际加工验证等工作。通过南方公司现场应用验证，零件次品率平均降低54.53%。（2019年至2020年优化前，次品率为8.38%；2021年6月至2022年5月优化后，次品率为3.81%）。相关应用验证通过了中国航发南方公司的效果认定，并形成用户报告。 【技术指标】 1）采用机理模型/有限元仿真技术获取切削力/热/柔度/加工误差数据集，构建代理模型实现了切削过程的毫秒级预测，切削过程关键物理量的预测时间优于10毫秒。 2）建立了机理模型与小样本工况数据混合驱动的预测模型不确定分析与量化模型，提出了贝叶斯框架下的不确定校准方法，实现了加工误差快速（毫秒级）精准（偏差小于5微米）预测。 3）提出了航轴加工质量状态估计方法，建立了现场多源数据信息串联模型，基于隐马尔科夫的决策模型，实现工序间感知平均误差控制在9.21%内。 4）建立了加工次品率与加工参数约束集间双向映射互通模型，首次提出了基于隐马尔科夫模型与遗传算法的联合决策方法框架，联合决策优化框架保证次品率降低优于50%。

悬赏金额：12.5万元 发榜企业：广东施泰宝医疗科技有限公司 需求领域：临床医学-基础 3D打印技术 医学材料 生物医用材料 临床医学-外科 产业集群：生物医药与健康产业集群 技术关键词：3D打印,SLM,多孔钛合金,孔隙结构,骨替代材料

本项目基于湖北省咸宁市农民的实地调研数据，从农民个人特征、家庭特征、土地特征和认知特征四个方面选取了18个变量作为自变量，通过Order-logit模型探究影响农民参与以地养老模式意愿的因素。 一、项目进展 创意计划阶段 二、负责人及成员 姓名 学院/所学专业 入学/毕业时间 李炤辰 工商管理学院农林经济管理 2019.9/2023.6 杨力源 工商管理学院农林经济管理 2019.9/2023.6 陈文杰 工商管理学院物流管理 2019.9/2023.6 王子阳 工商管理学院物流管理 2019.9/2023.6 三、指导教师 姓名 学院/所学专业 职务/职称 研究方向 崔许锋 工商管理学院土地资源管理 副教授 土地经济管理与GIS空间分析 四、项目简介 本项目基于湖北省咸宁市农民的实地调研数据，从农民个人特征、家庭特征、土地特征和认知特征四个方面选取了18个变量作为自变量，通过Order-logit模型探究影响农民参与以地养老模式意愿的因素。研究发现农民的年龄、务农收入比重、是否购买社会养老保险、承包地数量、宅基地面积、认知水平和风险意识对于参与意愿有显著影响。因此，应当完善农地流转机制、关注养老需求主体、发展农村非农化产业和加强政府政策宣传和支持力度，积极推动以地养老模式发展。

本项目拟进一步技术升级转化的核心技术科技成果“基于燃料电池增程器时滞特性的瞬时优化能量管理策略”来源于“十二五”863计划《燃料电池轿车动力系统技术平台研究与开发》（2011AA11A265）项目。围绕该核心技术，项目申请人已申请发明专利7项，其中4项已授权，发表相关学术论文二十余篇，并与上海大众汽车有限公司开展了初步的技术转化合作。1 技术简介  针对燃料电池电动汽车具有多个车载能量源这一特点，申请人从综合考虑动力蓄电池和燃料电池增程器协调工作的角度出发，提出了一种源于ECMS策略（等效燃料最小策略）的基于损失功率最小算法(minimum loss power algorithm，MLPA)的瞬时优化能量管理策略。该策略算法思想为，基于试验得到的各关键部件效率特性图，构造动力蓄电池、燃料电池、DC/DC等关键部件在每一时间步长内的损失功率函数，这些部件损失功率函数在每一时间步长内的线性叠加构成了多能量源动力系统损失功率指标函数，通过使该指标函数在每一时间步长取值最小（系统效率最高）来确定燃料电池增程器功率输出。图1为该控制策略导出的燃料电池实时功率输出优化控制曲面。 通过仿真及实车转毂试验台验证发现该策略具有以下优点，如图2-3所示：1）该MLPA瞬时优化能量策略对工况适应性强，多种常见工况下（NEDC，UDDS，HWFET，匀速工况）经济性优于传统能量策略。2）多种常见工况下，该MLPA瞬时优化能量管理策略均能够控制燃料电池功率输出变化平缓，实现了“浅充浅放”，有利于燃料电池以及蓄电池的寿命保护。

面向国家发展自主重大装备关键技术需求，针对大型PTA装置优质增产、节能降耗和减排 目标，综合应用化学工程、过程建模与流程模拟、智能计算与优化、工业过程数据协调与校正 等多学科交叉的理论方法和技术，研究开发了PTA装置对二甲苯（简称：PX）富氧氧化反应 过程、粗TA加氢精制反应过程、共沸精馏溶剂脱水过程等关键生产单元的系列建模与优化操 作技术，研发了氧化反应尾气冷凝系统的用能优化、加氢反应器进料预热系统与后续五级结晶 器换热网络的节能优化技术以及PTA 联合装置PX 氧化反应尾气优化利用、中低压蒸汽优化配 置、PTA装置循环水、蒸汽换热网络等系统用能优化技术，为工业装置优化运行提供实用技术 和软件。研发和实施的技术与软件具有“智能化”功能，适应性强，多项技术和软件属国内首 创，填补了国内空白，达到国际先进水平，更适合国内PTA 装置优化运行的需求。 上述技术成果自2004 年开始陆续在扬子石化2 套36 万吨/年、65 万吨/年PTA 装置、天津 石化34 万吨/年PTA 装置上成功应用，主要技术经济指标达到或超过了同类装置国际先进水平 (装置综合能耗平均降低20%) ，近三年累计实现新增利税7.79 亿元，已形成11 项国家发明专利 (授权7 项、申请4 项) ，登记5 项软件著作权和6项专有技术。技术成果获得2010年教育部科技 进步一等奖，2007年上海市发明创造发明专利一等奖。

由于装置扩容改造，现有芳烃二甲苯装置都存在多线联合处理具有不同组分分布的原料 情况。为使得所需处理原料与处理装置的特性相匹配，必须对二甲苯装置各单元处理负荷和操 作参数进行优化，提高装置整体运行水平，才能实现二甲苯生产装置经济效益的提升。本项目 针对二甲苯生产装置的实际情况，开展甲苯歧化和混合二甲苯异构化过程的机理建模、芳烃分 馏过程的工艺建模、对二甲苯吸附分离过程的工艺建模、及抽出液与抽余液精馏过程的工艺建 模，实现二甲苯联合装置的全流程模拟，以及基于机理模型的工艺流程改进和工业装置关键工 艺参数操作特性研究，完成二甲苯联合装置工艺改进和优化运行技术的研发，并通过工业装置 实际应用，实现装置运行过程中物耗和能耗的降低与生产效益的最大化。

2019年上海市科技进步一等奖 在复杂多变海况与恶劣运行环境中，大型综合电力系统各类型扰动和故障频繁，严重影响了大功率变频装置与高精密仪器的可靠运行，系统安全稳定问题远比陆地电网严峻，亟需突破解决。提高装备性能和系统调控水平，是保障我国由造船大国向造船强国转型升级的重大需求。围绕综合电力系统优化与智能运行技术难题，历经十余年的产学研攻关，取得了多项独创性技术成果： 1、发明基于多电平功率模块的大功率变频系统及自适应虚拟同步电机控制技术，研制国产5MW大功率多重优化控制变频装置。 2、首创多频带混合电力滤波器及参数动态优化技术，开发变压器可控预充磁装置，研制船舶电能质量诊断与协同优化控制系统。 3、提出大型船舶电站-电网自适应广域协调保护方法，研制协调保护装置与模糊多目标故障智能自愈系统。 4、发明船舶负载功率波动模糊分频与协同优化分配技术，提出综合电力系统分级协同稳定控制机制与方法，开发船舶能量动态智能优化管理系统。 项目获16项专利，成果整体达国际领先水平，打破了国外技术垄断与封锁，解决了我国民用船舶电力系统关键装备“卡脖子”的问题，有效支撑了综合电力系统的优质运行。成果已成功应用于“海洋981”半潜式钻井平台、“雪龙2”等综合科考船、大型箱船，其中“东方红3”科考船电网运行参数部分世界领先，获CCTV、新浪网等多家权威媒体报道。项目核心装备与系统打通了高技术船舶上下游产业链，推动了上海船舶工业高端化转型与发展，近三年新增产值10.39亿、利润1.48亿、利税0.5亿，衍生技术已拓展应用至多个配电网示范工程。 图 2 自主优化控制大功率变频装置 图 3 混合滤波器实物图  图 4 电能质量主动优化控制系统 图 5   智能保护与自愈系统现场应用及测试

本发明涉及一种基于直流输电的低速齿轮箱双馈型风电机组优化设计方法，属于风电领域。该方法采用一种双馈型风力发电系统拓扑结构对包括齿轮箱、双馈发电机(DFIG)和直流变流器的双馈型风电机组进行优化设计及控制；首先采用定子磁通矢量定向控制策略，求优化前后所述DFIG的定转子电流、总电流及直流变流器总电流之比；其次求优化后双馈型风电机组总成本Cs2；最后求风电机组优化设计参数：根据Cs2公式，绘制Cs2‑λ曲线，λ为优化前后齿轮箱增速比之比，求得Cs2的最小值和λ的最优值，由此获得优化后齿轮箱增速比和DFIG的定转子电流、同步转速、定子额定频率。本发明使齿轮箱增速比降低，可降低故障率和成本，提升系统运行可靠性。

面向国家发展自主重大装备关键技术需求，针对大型PTA装置优质增产、节能降耗和减排目标，综合应用化学工程、过程建模与流程模拟、智能计算与优化、工业过程数据协调与校正等多学科交叉的理论方法和技术，研究开发了PTA装置对二甲苯（简称：PX）富氧氧化反应过程、粗TA加氢精制反应过程、共沸精馏溶剂脱水过程等关键生产单元的系列建模与优化操作技术，研发了氧化反应尾气冷凝系统的用能优化、加氢反应器进料预热系统与后续五级结晶器换热网络的节能优化技术以及PTA 联合装置PX 氧化反应尾气优化利用、中低压蒸汽优化配置、PTA装置循环水、蒸汽换热网络等系统用能优化技术，为工业装置优化运行提供实用技术和软件。研发和实施的技术与软件具有“智能化”功能，适应性强，多项技术和软件属国内首创，填补了国内空白，达到国际先进水平，更适合国内PTA 装置优化运行的需求。上述技术成果自2004 年开始陆续在扬子石化2套36 万吨/年、65万吨/年PTA 装置、天津石化34 万吨/年PTA 装置上成功应用，主要技术经济指标达到或超过了同类装置国际先进水平（装置综合能耗平均降低20%），近三年累计实现新增利税7.79 亿元，已形成11项国家发明专利（授权7项、申请4 项），登记5 项软件著作权和6项专有技术。技术成果获得2010年教育部科技进步一等奖，2007年上海市发明创造发明专利一等奖。该项目先后获得了国家科技进步二等奖，第五届上海市发明创造专利奖发明专利一等奖，形成了4项国家专利。