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材料科学技术和人工智能技术协同增效的案例: jyx123321 2019-6-20 21:50; 最近仔细研读了丁佳老师写的《材料科学 + 人工智能：“抱团”才能“更暖”》的文章，深以为然！ http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/6/427551.shtm 个人对材料产业或者说制造业更感兴趣，原来一直以为包括材料产业在内的传统工业产业的格局在长期的竞争和发展后已经相对稳定。不过，人工智能作为产业的一种新的强大有力技术手段，为工业产业的重大变局和后来者弯道超车提供了难得的历史机遇。这个时候，如果能充分发挥材料科学技术 + 人工智能的优势，在基础和普适的检测与传感传输元器件、基础软硬件系统方面形成全面的专利保护，就可以依靠法律的力量在工业产业大洗牌和变局中持有特别的竞争优势，就如美国的高通、我国的华为在 5G 产业的专利群技术那样。关键是，如何找到今后工业产业的发展必经之路径、如何全面地布局专利且有能力获得授权？抛砖引玉，就以我们课题组刚刚处理的某一件发明专利的第四次审查意见的部分答辩材料为例，谈谈本人关于材料科学技术和人工智能技术协同增效、相得益彰的看法。审查员认为本申请所述的“应变场和温度场分析器，被配置为根据传感装置输入的实时温度和或应变数据进行运算得岀厢式滤板的实时温度场和或应变场···形成厢式滤板历史工况数据”以及“疲劳累积运算器···基于雨流计数法进行疲劳计算，其读取厢式滤板损伤数据库中厢式滤板的历史工况数据，计算滤板的疲劳损伤”是本领域的常规数据保存方式，本申请人不能认同上述观点。本申请已经明确指出了，由于粘贴于厢式滤板边框外表面的传感器只能直接监测边框部分的应变与温度情况，无法直接获取厢式滤板整体的应变场与温度场，更无法直接获知厢式滤板的损伤情况，因此现有的测试分析系统尚不能基于滤板边框的应变、温度情况对厢式滤板的整体健康状态进行实时监测，即现有技术中目前无法实现根据边框的应变和温度预测整体结构的健康情况，而本申请所述的内容通过上述应变场和温度场分析器以及疲劳累积运算器的配合使用，再以必要的硬件（即上述的区别特征 1 和区别特征 2 ）为基础，真正实现了通过厢式滤板边框的应变和温度监测结果来评估整体结构健康状况的效果，这解决了目前实际检测中的一个老大难问题，也即对比文件 1 所实质存在的技术问题。换句话说，对比文件 1 所述的内容，如果无法进行光纤光栅传感器在承载结构内的嵌入处理，那么其所述的方法将都不可用；如何进行新方法的探索，如何不嵌入也不直接贴附在厢式滤板的工作表面上而又能实现厢式滤板的整体健康的评估，这正是本申请所要解决的技术问题和达到的技术效果，本领域技术人员在不知晓本申请所述内容的前提下，不可能轻易地想到将上述方法应用到本申请所述的厢式滤板的检测中，也不可能简单地想到如何通过边框的检测来实现整体结构健康状况的评估，而这正是本申请发明人付出创造性劳动获得的。总的来说，本申请所设计的技术方案是“特别设计的硬件和特别设计的软件的协同增效”技术方案：假如没有了立足现实的苛刻工况而特别设计的硬件， “ 巧妇难为无米之炊 ” ，就没有了基本的物质基础及其产生的基本数据；假如没有了特别设计的一整套智能算法软件，这些硬件检测的数据就仅仅代表了边框的应变和温度数据而已，无法得到结构整体的应变场、应力场、温度场、损伤程度场等等一系列物理量的时空场信息。也正是因为这种特别设计的“软硬件协同”、“人工智能 + 制造”的技术方案，才解决了 “瞎子摸象”或者“一叶障目、不见森林”的检测技术领域老大难问题和“卡脖子”问题，实现了“窥一斑而知全貌”的理想认知目标。备注说明：对比文件 1 是本课题组在 2017 年 10 月 3 日授权的发明专利“一种压滤机滤板在线损伤检测装置及其实施方法”。这里的“本申请”是本课题组在 2016 年 10 月 10 日申请的发明专利“应用于厢式滤板的外贴式光纤光栅传感器、检测系统与方法”，已经做了四次实质性审查和答辩，引用的对比文件已经有 6 个（包含了英文的国际期刊论文和英文的被公开的澳大利亚国防科技报告），这些材料加起来有 200 多页了，在此反复审查和答辩的过程中使得我对材料科学技术和人工智能技术协同增效的理解深刻了很多很多！; 个人分类: 未分类|2660 次阅读|0 个评论

在响水爆炸及政府关闭化工园区形势下的安全生产技术思考: jyx123321 2019-4-6 16:56; 自 3 月 21 日至今，江苏省盐城市响水县天嘉宜化工厂发生特大爆炸事故的新闻在网上影响很大，如 http://inews.ifeng.com/ispecial/270108/index.shtml 。在 4 月 5 日的新浪新闻综合里可看到相关政府关于化工园区的意见：昨天，本市决定彻底关闭响水化工园区，将陈家港镇列入全市改善农民群众住房条件 “ 十镇百村” 试点，加快实现乡村振兴。同时，要举一反三做好全市面上化工整治工作，根据省化工行业整治提升方案，进一步抬高本市化工园区、化工企业整治标准，支持各地区建设 “ 无化区 ” 。 http://news.sina.com.cn/c/2019-04-05/docihvhiqax0122640. shtml 。也可见下述新浪财经新闻：江苏省人民政府办公厅发布关于征求《江苏省化工行业整治提升方案 ( 征求意见稿 ) 》意见的紧急通知。对未来五年之内，江苏省化工企业、化工园区的改造升级及退出做出了明确指示。 http://finance.sina.com.cn/stock/hkstock/hkstocknews/2019-04-05/doc-ihvhiewr3413689.shtml 。可以预料的是，各地关于化工园区整治乃至关闭的行动会持续很长一段时期。化工，尤其是涉及流体的化工，极大地丰富了我们的生产和生活物质。化工产品可谓与我们每个人都形影不离。但是，涉及流体的化工过程往往需要压力管道、大容量容器，尤其在通过规模化和自动化提质增效降成本的时代背景下。因此，大家对化工厂尤其是有机化工厂的感性认识就是管道纵横密布、各式大型罐体耸立。从材料科学与工程专业人员的视角看，管道和罐体都是由具体的材料制成的，常见的是金属、有机高分子及其复合材料，也有用无机非金属材料的。通常，金属材料存在腐蚀和疲劳问题，其承载能力是不断退化的。有机高分子材料以及连续纤维增强的树脂基复合材料则存在蠕变、松弛、老化等问题，其承载能力也是不断退化的。上述的材料本质特点决定了管道、罐体、阀门等化工结构件是随着使役的不断进行而持续退化的，并非一劳永逸、高枕无忧的，尤其在超过其初始设计的承载条件或使役寿命的时候。这种问题带动了结构健康监测技术的发展。但是，化工过程尤其是有机高分子化工过程往往存在挥发性有机化合物（ VOCs ）气体，通常易燃易爆。这种情况下，宜用非电量检测技术。化工管道和罐体大多是大尺寸结构件，结构力学损伤和破坏隐患多，可能的流体泄露点隐患多，偶然性大，宜用低成本的分布式在线监测技术。理论上，分布式的光纤 Bragg 光栅技术可以实现化工管道和罐体等大尺寸结构件的应变、温度、挥发性有机化合物和硫化氢等无机气体种类及其浓度的在线、实时、低成本监测。但是，如何优化确定应变 / 温度 / 气体的光纤光栅传感器的布置点和方向、如何正确解读检测信号所代表的真实物理意义、如何由有限的监测点信息快速准确地映射到整个结构件的应力 / 应变 / 温度 / 损伤因子 / 位移场及气体环境，是需要传感和解调技术、结构件设计 / 制造 / 使役分析技术、结构件的内外环境流体动力学分析技术、有限元模拟仿真技术、人工神经网络技术协同完成的，任重道远。否则，个人认为是基本没有工程实用意义的。; 个人分类: 未分类|2420 次阅读|2 个评论

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