DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 1. 引言 草莓的繁殖方法分为种子繁殖、分株繁殖和匍匐茎繁殖三种。匍匐茎是草莓的主要营养繁殖器官，由于匍匐茎繁殖方法简单，易保持品种的遗传特性，伤口小，繁殖系数高，所以生产中均采用此方法。 目前，国内基本上采用露地土壤育苗方式繁殖草莓栽培苗，而国外草莓穴盘(营养钵)基质育苗开展较早，技术日臻成熟。在日本，上世纪六十年代开发了促成栽培技术，通过抑制氮素营养促进花芽分化，八十年代开发了营养钵育苗，九十年代后又发展了穴盘扦插育苗和专用钵扦插育苗 [ 1 ]。欧洲自上世纪八十年代开始发展草莓穴盘育苗，美国则始于上世纪九十年代初 [ 2 ] [ 3 ]。研究发现诸多因素影响穴盘苗质量，包括穴盘特性、灌溉系统及管理、植株营养、穴孔大小及几何结构、基质特性、营养液管理等 [ 4 ]。近十年来，国内草莓穴盘基质育苗发展迅速，各地开展了立体穴盘基质育苗、营养钵育苗、基质槽苗、高架穴盘扦插育苗等技术研究 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]。 “红颊”(红颜)是目前国内南方草莓产区的主栽品种，具有适应性强、长势旺、早熟、产量高、香味浓、口感好、品质佳等优点，较抗白粉病，但耐热、耐湿能力弱，易感炭疽病、灰霉病和叶斑病 [ 8 ]。“红颊”露地土壤育苗容易感染土传病原菌，受气候影响大。南方地区，在夏季高温多雨的气候条件下，常造成炭疽病等病害严重发生而大量死苗，制约了草莓产业的健康发展。与土壤育苗方式相比，大棚草莓穴盘基质育苗从源头上避免了各种病原菌的滋生，克服了土传病虫害和连作障碍，受天气影响小，减少了农药用量，无土壤污染、水污染，节省肥水、农药、劳力，是一种绿色高效的育苗方式。本文在总结笔者近年来从事草莓穴盘基质育苗研究的基础上，参考国内外有关文献资料，介绍适于南方地区气候特点的大棚草莓穴盘基质育苗技术，以期为草莓育苗户提供参考。
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user: 2. 母苗种植 2.1. 苗床准备 根据温室、大棚等设施的结构，在充分利用面积和空间，兼顾操作方便的前提下，确定草莓穴盘基质育苗的苗床。一般来说，草莓穴盘基质育苗的苗床分为平地苗床和高架苗床两种类型。我们选择在中间顶高3.5 m，肩高1.85 m，宽8 m的单体钢架大棚内进行地床式穴盘基质育苗(图1)。 图1. 苗床准备，2020年2月 做苗床前2个月进行大棚土壤消毒。深翻土壤(30 cm左右)，再用旋耕机打地，使土壤颗粒细小而均匀。将棉隆均匀撒施于大棚内土壤表面，用量为20 kg/667m 2 ，旋耕土壤使得土壤与药剂充分混匀。保持土壤湿度60%~70% (湿度以手捏土能成团，1 m高度掉地后能散开为标准)，使药剂和水充分接触，保证药剂完全反映产生甲基异硫氰酸气体。然后用厚度0.65 mm的塑料膜密闭覆盖严实土壤表面，确保塑料膜没有破漏处，密闭熏蒸20天。熏蒸处理后，揭膜放风10天，确保土壤无毒气残留后，准备做苗床 [ 9 ]。 在大棚内做4条高、宽和走道宽分别为0.3 m、1.5 m和0.4 m苗床。苗床土壤表面覆盖白色无纺布。选用长、宽和高分别为58.5 cm * 21 cm * 14 cm的塑料盆为种植槽，种植槽放置在苗床中间，两侧摆放24穴草莓专用穴盘(51 cm * 34.5 cm * 13 cm，穴孔容积160 ml) [ 10 ]。每667 m 2 的大棚面积内摆放560个塑料盆，在塑料盆两侧摆放24穴草莓专用穴盘2500个(60，000个穴孔)，即草莓穴盘基质苗理论产量可以达到60，000株/667m 2 。 2.2. 基质 用于草莓基质育苗的无机和有机基质种类很多，如泥炭、蛭石、珍珠岩、炭化稻壳(砻糠灰)等，可以用单一基质，也可以用复合基质，但一般采用2~3种基质配制的复合基质。选用基质时需考虑其物理性质如粒径大小、容重、密度、孔隙度、保水性等，化学性质如养分含量、pH、EC、离子交换和吸附能力、盐基交换量、缓冲能力等 [ 11 ]。总的说来，复合基质要求有以下特性：具有一定大小的固形物质；必须疏松，保肥保水又透气；稳定的化学性质如pH和EC；取材方便，来源广泛，价格低廉。我们采用杭州锦海农业科技发展公司的草莓育苗专用基质：pH 5.5~6.5，EC < 0.5 ms/cm (1:2水测法)，通气孔隙大于或等于17%，持水孔隙大于或等于45%，氯离子含量小于300 mg/L。 2.3. 母苗种植 选用脱毒组培苗或植株健壮、根系良好、无病虫害、未开花结果的“红颊”(红颜)越冬专用种苗作为母苗。3月15日定植母苗，每个塑料盆定植4株母苗，双行定植，株距20 cm，每667 m 2 定植母苗2240株(图2)。母苗定植初期，大棚内相对湿度要保持在70%~80%，减少母苗叶片蒸腾失水，提高成活率。母苗采用滴灌浇水，在花盆内摆放2根滴头间距20 cm的滴灌带，滴灌带放在靠近母苗根茎部的位置。子苗也用滴灌带浇灌，滴头间距7.5 cm的滴灌带放在穴孔之间的凹槽内(图3)。 图2. 母苗种植，2020年3月 图3. 母苗管理，2020年4月
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user: 3. 苗期管理 3.1. 生长调节剂的应用 喷施赤霉素可以促进草莓匍匐茎的发生和生长，抑制花芽分化。因此，在育苗前期喷施赤霉素，能促进匍匐茎和子苗的生长。在匍匐茎发生初期(一般在4月下旬5月上旬)，喷施50 mg/L赤霉素，每株15 ml，间隔7~10天一次，连喷二次。在育苗中后期，视子苗植株生长状况喷施2~3次多效唑(PP333) 50~150 mg/L [ 12 ] 或者75%拿敌稳(肟菌·戊唑醇) 10，000倍液、12.5%禾果利·烯唑醇5000或10，000倍液，促使子苗矮壮，叶片增厚变硬，根系发达，不仅可以壮苗，提高植株对炭疽病等病害的抗性，而且促进花芽分化，提早结果上市。 3.2. 温湿度管理 草莓苗生长的最佳温度为25℃~30℃，超过32℃匍匐茎即停止生长。因此，前期大棚要做好保温工作，提高空气温度和基质温度，促进匍匐茎早抽生。在南方地区，每年5月中旬至7月上旬气温适合匍匐茎的发生，在此期间匍匐茎抽生数量多，抽生间隔期短。7月中旬至8月，光照强度大、温度高，每天上午9时至下午5时需用遮光率60%的遮阳网覆盖大棚，以降低温度，保证母苗和子苗的正常生长。此外，育苗后期的适度遮阳，可以满足草莓花芽分化所需的低温和短日照条件，促进草莓苗花芽分化。 3.3. 肥水管理 主要采用ANOREL的水溶性肥料，主要有3种配方，即15-10-30 + TE、20-10-20 + TE和15-5-15 (7CaO + 3MgO)。母株定植后5天内以清水灌溉，之后采用20-20-20爱冲力水溶性肥料3200倍液，pH 6.2，EC 1.0 ms/cm，直至5月中旬。每隔一天灌溉2次，每次1 min。晴天每天灌溉1次，阴天每隔一天灌溉1次。从5月20日开始，采用ANOREL20-10-20 + TE的1500倍液，pH 6.4，EC 1.0 ms/cm，用此营养液后，植株生长旺盛，叶片脆，因此调整为ANOREL20-10-20 + TE与15-5-15 (7CaO + 3MgO)以3:1比例混合的营养液，营养液pH 6.4，EC 1.0 ms/cm，一直使用到8月5日。8月5日至8月14日，采用15-10-30 + TE与20-10-20 + TE以3:2混合液+动力源钙镁8000倍液，pH 6.4，EC 1.1 ms/cm。8月14日后用15-10-30 + TE的1500倍液，pH 6.4，EC 1.0 ms/cm。 子苗用肥与母苗同步，但使用的营养液浓度为母苗的一半。营养液管理分为两个阶段，以8月10日为分界线，在此前以高N为主，促进母株生长、匍匐茎抽生和子苗形成；此后随着温度逐渐降低，营养液以高K为主，以促进花芽提前分化。 3.4. 植株管理 母苗定植后出现花蕾需及时摘除，以减少营养消耗，确保每株母苗有4~5片功能叶，以促进多发匍匐茎和形成健壮子苗。应及时将匍匐茎芽固定在穴盘内，使得匍匐茎芽早日生根，形成新的子苗。注意压苗不能过紧、过实，以免在匍匐茎上造成伤口，导致病菌侵入感病。从母株匍匐茎长出的子苗为第1子苗，从第1子苗的匍匐茎长出的子苗为第2子苗，以此类推。将第1子苗压在第2行穴孔内，使得母苗和第1子苗之间有一定的生长空间，有利于母苗生长。此后，陆续将相同级次的子苗固定在同一列的穴孔内，形成第2子苗、第3子苗、第4子苗。 3.5. 病虫害防治 草莓育苗期间主要病虫有炭疽病、黄萎病、枯萎病、白粉病、蚜虫、红蜘蛛、斜纹夜蛾等，应采用农业防治、物理防治与药剂防治相结合的方法防治病虫害。合理肥水管理，通风降湿，及时清除杂草和病叶枯叶，保持育苗场地环境卫生。运用防虫网、杀虫灯及黄板诱杀害虫等。由于采用设施避雨基质栽培，大大减少了病虫害危害，特别是黄萎病、枯萎病的危害基本杜绝，炭疽病的危害也大大降低，农药使用量为露地育苗的30~40%。炭疽病可用60%唑醚·代森联(百泰)水分散粒剂800倍液，或25%咪鲜胺(施保克)乳油1000倍液，或70%代森联(品润)水分散粒剂，或25%吡唑醚菌酯(凯润) 2000倍液等防治。蚜虫可选用10%吡虫啉可湿性粉剂1000倍液20%啶虫醚乳油3000倍液；红蜘蛛可用20%螺螨酯(螨危)悬浮剂3000倍液，或15%哒螨灵乳油1000倍液，或1.8%阿维菌素乳油30，000倍液喷雾；斜纹夜蛾可选用5%甲维盐乳油3000倍液，或1%阿维菌素可湿性粉剂2500倍液 [ 13 ]。
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user: 4. 穴盘苗产量和质量 2020年9月8日取苗，300 m 2 试验大棚取“红颊”穴盘基质苗24，600株，折合54，700株/667m 2 (图4)。“红颊”穴盘基质苗健壮、无病，叶片数为4~5张完全叶，短缩茎粗度超过0.8 cm，株高23.6 cm，全株鲜重26.7 g，而露地培育的“红颊”裸根苗短缩茎直径0.63 cm，全株鲜重19.7 g。 图4. 穴盘基质苗生长状况，2020年9月
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user: 5. 应用前景 “红颊”是目前国内南方草莓产区的主栽品种，但该品种在育苗期耐热、耐湿差性差，在夏季高温多雨气候条件下，常造成炭疽病发病严重大量死苗，成苗率低，也有部分苗子在育苗地因药剂防控没有表现出炭疽病症状，但移栽10~15 d后，在高温高湿的气候条件下感染炭疽病死苗。采用穴盘基质育苗避免了黄萎病、疫病等病菌感染，根系完整，移栽成活率高，无缓苗期，花芽分化早，通过营养控制、水分胁迫、低温短日照处理等方法促进花芽分化，比同期定植的裸根苗提前7~10 d开花结果，前期产量明显高，提高了经济效益。因此，穴盘基质育苗是今后草莓育苗技术发展的重要方向之一。
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user: 摘要 祁术是祁门白术的习称，徽州名优特“三祁”(祁术、祁红茶、祁蛇)之一，为安徽道地名贵药材。清末年间祁术以其质地优良远销东南亚各国，作为补品在祁门民间得到广泛应用，但因种群数量稀少，药农常年采挖，其资源日渐濒危。为拯救和开发祁术资源，我们选择适合的林地环境，用祁术组培苗，开展林下仿野生栽培试验研究，经过多年的试验研究，取得成功，总结了一整套祁术林下仿野生栽植与管理技术，并结合祁术资源现状，提出了祁术资源保护与发展的意见与建议。
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user: 1. 引言 祁术为祁门野生白术(Atractylodes macrocephala Koidz.)的习称，菊科苍术属多年生草本植物 [ 1 ]，是徽州名优特产“三祁”(祁术、祁红茶、祁蛇)之一，也是安徽道地名贵药材 [ 2 ]。祁术药用历史悠久，清末年间，祁术曾在南洋群岛国际土产博览会上以其质地优良远销东南亚各国。民国时期，祁门“石翼农”等药号每年冬季收购大量鲜祁术，晾晒加工后小包装寄当时上海的“元昌参号”等作为补品出售 [ 3 ]。 祁术因其根状茎呈鹤颈如意头，而与普通白术的形态相区别 [ 4 ]。祁术，性温、味甘，微苦，具健脾、益胃、利湿、止泻、养神、安胎、消除疲劳等多种功效。据中医临床观察：腹水病人，久病体虚，服一般白术后肚胀难受，而服祁术后无肚胀之感，且能利水还能起到托补作用。又据中医临床经验：祁术对黄胆病人，心脏病、胃溃疡及腹水病人的康复十分有效 [ 5 ]。祁术还是保健食品原料，民间常用之与芝麻、黄豆或糯米等混合碾粉，制成“祁术糕”，食用“祁术糕”久病者能较快康复，无病则延年益寿。 相关研究表明，祁门地区野生祁术生物学特性与常规白术明显不同 [ 5 ]，二者在分布与栽培环境方面也存在很大差异。由于野生祁术分布窄、资源量稀少，加之当地药农长期采挖以及对环境的破坏，使其野生资源处于极度濒危状态 [ 5 ]。 为挽救、保护和发展祁术资源，探索其林下仿野生栽培技术，黄山峰源生物科技有限公司于2017年5月在平里镇中药材示范种植基地，2019年6月~2020年7月在大坦深源中药材规范化种植基地开展祁术林下仿野生栽培试验研究，经过3年的试验、探索，取得成功：栽植当年保存率95%以上，1年生地下块茎鲜重大于野生祁术3年生鲜重的总和，较系统地总结出了一整套祁术林下仿野生种植与管理技术，为祁门大力发展祁术林下仿野生栽培提供强力技术支撑。
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user: 2. 祁术特性 2.1. 形态特征 祁术为多年生草本植物，株高30~90 cm，单叶互生，茎下部叶有长柄，叶片5~7裂，偶有9裂，极少有11裂。叶片(裂片)椭圆状披针形，边缘有锯齿。茎中上部叶柄短，叶片卵状披针形，分裂或不分裂，边缘具细锯齿。花枝上叶片不分裂，披针形，先端尾尖，叶缘有细齿。头状花序单生枝顶，直径2~4 cm，花紫红色。花期8~10月，果期9~11月。祁术块状茎肥大须根少，有鹤形颈，形似如意，肉白色，质润，生长多年的带有朱砂点 [ 4 ]。 2.2. 生态习性 祁术性喜凉爽，耐严寒，畏高温，忌积水。对干旱，昼夜温差大，土壤养分匮乏有较强的适应性，在气温−10℃以下能安全越冬 [ 5 ]。在自然条件下，祁术多生长于富含腐殖质的山坡、林边及灌丛中，或林分郁闭度0.4~0.7的天然阔叶或针阔混交林中。 祁门县境内的红旗岭、仙偶山、大洪岭等高山，处在北亚热带湿润季风气候区，四季分明，气候温和，日照较少，日温差较大，干湿季明显。这些高山地带，山体陡峻、地形复杂、云雾较多，加上植被类型大多为落叶阔叶与常绿、落叶阔叶混交林，创造了祁术赖以生存的光、温、水和湿度等特殊条件，使之能得以繁衍生栖。但其生长缓慢，繁殖困难，分布地域较窄，野生种分布明显表现出个体种群小，植株数量少，大多是单株生长，很少2~3株生长在一起，成片分布则更少。 2.3. 分布区域 祁术野生种群主要分布于祁门县北部的新安、箬坑、闪里、古溪等地，石台、东至与祁门祁术产地接壤的地区亦有少量分布 [ 5 ]，其垂直分布于海拔700~1000 m的仙寓山、牯牛降及大小历山等区域。
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user: 3. 种植技术 3.1. 选地、清理与整地 选土层深厚、肥沃、通风、排水良好，海拔500~1000 m，坡度30度以下，郁闭度0.4~0.6的天然落叶阔叶、常绿阔叶或针阔混交林地。 砍除林内杂草和胸径5 cm以下的灌木、病枯木以及弱势木等，沿等高线带状清理：种植带宽7~10 m，带内预留一定数量的施工便道(宽0.4~0.5 cm)，种植带下方为宽1~1.2 m的保水带(也称“堆柴草带”)。 在种植带内，选坡度小(15度以下)、土层深厚肥沃、腐殖质层厚、郁闭度0.4左右的林下，挖除杂草和地径2.5 cm以下的小灌木及根，进行块状整地，整地深度10~15 cm。坡度超过16度以上，土层稍薄、肥力稍差的地方，进行块状或条状整地，挖深7~10 cm。可在整好的块状或条带状地块种植黄精、白及等道地中药材，使种植区域形成生物多样性环境，减少中药材病虫害发生。 3.2. 栽植 5月上中旬，选择生长健壮、易成活、抗性强，到下述标准的祁术苗进行栽植，即高 ≥ 12 cm，叶片9枚以上，块茎 > 1 cm的祁术组培驯化苗(或种子苗)，带基质将苗挖起，运送到种植地，在已整好的种植祁术的小区域地块内，按35 cm × 35 cm的株行距，用小锄头挖规格为7 cm × 6 cm × 5 cm的种植穴，将祁术苗栽入穴内，用土压实，土壤干时，栽后要浇水。不适合种植祁术的坡度较陡的地方，按上述株行距和种植穴规格要求，种植黄精或白及。 3.3. 栽后管理 6月中旬后，加强祁术幼苗地除草、施肥等管理工作，给祁术幼苗提供一个良好的林下生长环境。除草、施肥等田间管理，均宜在晴天的上午祁术叶片上没有露水的情况进行。 3.3.1. 除草松土 除草要掌握“除早、除了”的原则，松土宜由祁术苗根茎5 cm处向外，由浅到深的顺序进行除草；祁术苗根部的杂草手工排除。这样松土除草即达到清除祁术苗地杂草，又不会伤到祁术苗的根系，更有利于药材苗健康生长。除草的同时，要抹去灌木树桩上的萌芽条。 3.3.2. 施肥 结合除草进行施肥。肥料种类为有机肥与三元复合肥，按3:1的比例混合的复混肥。第1次在栽苗后35~45 d进行，第2次在9月中旬进行。施肥量为：第1次每株10 g，第2次每株15 g。施肥方法是：在距祁术根茎7~10 cm范围内挖宽5 cm~7 cm，深5 cm的穴，将复混肥放入穴中，施后覆土盖住肥料。 3.3.3. 摘蕾 为使养分集中供应祁术根状茎增加产量，林下种植的祁术宜摘蕾。5月份种植的祁术，7月下旬开始现蕾，8月中旬和9月上旬，选择晴天的下午摘蕾，如需留种，每株留1~2个健壮花序使种子成熟、饱满 [ 6 ] 即可。 3.3.4. 病虫兽害防控 祁术林下仿野生种植很少发生病虫害，特殊年份可能会有病害和虫害发生。兽害特殊地优时有发生。 1) 病害防控 ① 立枯病 立枯病主要危害祁术的茎基部，低温高湿易发。感病植株茎基部先出现黄褐色病斑，随后病斑逐渐扩大，严重时病株倒伏枯死 [ 7 ]。防治：拔除病株，用70%甲基托布津可湿性粉剂1500倍液浇灌病穴及周围植株，或用35%立枯灵可湿性粉剂600~800倍液喷淋。 ② 铁叶病 祁术铁叶病主要为害叶部、茎秆和花蕾。发病初期，叶片有黄、绿色失水小斑，并逐渐扩大，呈多角形病班，使全叶呈铁黑色，最后枯死 [ 8 ]。该病多在6月下旬始发，7~8月盛发；雨水多，气温变化大，发病重。防治：发病初期用1:1:100波尔多液预防，10~15 d喷1次，连喷2~3次；发病后，可用58%瑞毒霉可湿性粉剂600倍液喷雾，7 d喷1次，连喷2~3次。 ③ 白绢病、根腐病 白绢病：感病后，祁术茎基和根茎出现黄褐色至褐色软腐，叶片黄化萎蔫，顶尖凋萎，下垂而枯死。防治：发现病株应及时拔除烧毁，病穴用生石灰进行消毒，或在病穴内灌施50%多菌灵或50%甲基托布津1000倍药液防治。 根腐病：感病后，祁术病株细根首先呈黄褐色，随即变褐色而干瘪，以后蔓延到粗根和肉质根茎。发病初期及时拔除中心病株，并选用50%多菌灵可湿性粉剂或70%甲托可湿性粉剂500~1000倍液等浇灌病穴及周围植株。 ④ 锈病 主要危害祁术叶片。发病初期叶片出现失绿斑点，后扩大成近圆形的黄绿色斑块，在叶片相应的背面呈黄色杯状隆起，直至病斑处破裂穿孔，叶片枯死或脱落。防治：发病初期选用1:1:300倍的波尔多液喷雾防治，每隔7~10 d喷1次，连续2~3次。发病时用25%粉锈宁1000倍液喷雾防治。 2) 虫害防控 生长幼嫩的祁术，易发生蚜虫。蚜虫可用40%乐果1500倍液喷雾防治。 3) 兽害防控 春天或秋季，祁术地可能会有猪獾等兽类活动，在没有食物可吃的情况下，猪獾等兽类也会啃食祁术幼嫩块茎。防控方法：一是将分布在阳坡或茅草茂密处猪獾的穴破坏掉，赶走猪獾等。二是春季或秋季，安排人员巡山，发现有被猪獾等翻掘出土的祁术块茎，重新栽植。
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user: 4. 采收与加工 祁术林下仿野生种植第5~6年的11月叶片枯萎后即可采收。采收时，挖出根茎，剪去茎秆，抖掉泥土，祁术块茎放蔑盘上晒干(称“生晒术”)，或放土制的烘炉上烘干(称“烘术”)。烘温60℃~70℃，烘5~6 h，期间将烘术上下翻转1遍，使细根脱掉，续烘到8成干时，堆积4~6 d，使其水分分布均匀，外表皮转化，再烘干即可成品。
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user: 5. 意见与建议 当前，祁术道地药材面临的问题是：自然分布区域狭小，生态条件独特，在特定的林地环境下生长；自然状态下祁术结种数量少，且发芽率低，种苗培育相对困难；种群数量小，野生资源极度濒危；种苗组培技术成熟，但扩繁系数小，培育周期长，成本高；有价无市，知名度低，产品销售市场狭窄等，这些都严重制约了祁术产业的快速发展。 祁术林下仿野生种植技术已日臻成熟，为开展祁术林下仿野生规模种植奠定了坚实的技术支撑。目前，要做好以下几项工作：一是保护祁术野生资源：要加大保护祁术资源宣传力度，提高广大群众保护野生祁术资源的意识，使面临濒危的祁术资源得到有效保护；二是研发祁术保健、药用产品，提高其附加值；三是培育大批祁术优良种苗，满足社会种植需求；四是“祁门县中医药产业发展中心”牵头，中医药协会主导制修(订)《地理标志产品 祁术》标准，创“祁术”品牌(商标)，促“祁术”产业发展，做大做强中医药产业，助力实现祁门经济、生态和社会效益融合发展。
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user: 摘要 Y公司成品厂117号线存在人员等待浪费、动作浪费等问题，故以产品工艺流程为切入点，绘制工艺流程图，运用连续测时法测得各工序时间，与节拍时间相比较寻找瓶颈工序并计算线平衡率为67.90%，因此得出产线不平衡是产线存在人员等待浪费和动作浪费的主要原因。运用Lingo软件进行产线平衡问题的求解，依据所求最优节拍时间8.47 s对装配线进行工序流程再造，并据此改进作业空间布局，规范工装夹具和物料摆放，改善后线平衡率为79.79%，线平衡率较改善前提高11.89%；117线的装配工人由原来的11人减少为9人；运用动素分析法比较改善前后的加工动作，左手无用动素比率减少了2%，右手无用动素比率减少了12%。因此，平衡产线在解决人员等待浪费和动作浪费等方面具有实际意义。
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user: 1. 引言 在当今竞争激烈的世界中，装配线的效率和生产率对于制造公司至关重要 [ 1 ]。随着制造业的不断发展和竞争压力的提高，制造业企业对精益生产的需求不断增加，生产线平衡是达到精益生产的关键所在，因此，提高设备和人工利用率，消除各种“不经济、不均衡、不合理”，提高生产线平衡率已经成为各企业亟待解决的问题 [ 2 ]。故越来越多的企业和学者开始注重产线平衡问题的研究，例如，以最小化工作站的效率为指标，来解决直线和U形线的简单装配线平衡问题 [ 3 ]；最大限度地减少工作站的数量、基于对特定工作站的分配来提高产线平衡 [ 4 ] [ 5 ]；通过优先淘汰非增值活动和减少操作员数量来提高生产率等研究 [ 6 ] [ 7 ]。 而线平衡的提高需要基础IE手法的应用以及建模仿真、算法的结合，且Lingo软件在优化产线平衡方面起着一定作用。其中，贾舒媛等 [ 8 ] 通过Lingo法对电风扇装配线进行平衡率的改善提高。陈子旸等 [ 9 ] 运用工业工程的方法解决实际生产中的线平衡问题。贾舒媛等 [ 10 ] 通过连续测时法并建立模型，用matlab法进行工序再造，提高产线平衡。童晖 [ 11 ] 等通过鱼骨图和OEE找出生产中的浪费，以线平衡为工具，优化产线，提高产能。甘卫华等 [ 12 ] 运用工作方法解决实际生产中的线不平衡问题。孟英晨 [ 13 ] 等通过基础IE和仿真技术相结合的方法对手机装配线进行改善优化。李天阳等 [ 14 ] 利用3P精益布局思想与流程改进方法，对产线进行改善，提高产线平衡率。朱华炳等 [ 15 ] 运用ECRS原则和人机作业分析，对产线上瓶颈工位和生产能力过剩工位进行改善，同时引入AGV对物流路径和布局进行优化，旨在提高产能。由此可以看出，装配线作为制造业最重要的部分之一，产线平衡将会减少损失、提高生产率 [ 16 ]。 本文将运用工业工程基本方法和原理 [ 17 ]，对现存问题进行分析，并结合Lingo软件求解最优工序，对产线进行工序再造，解决产线不平衡问题。在此基础上对作业空间布局进行改善，对工作台U型布置将有助于操作员有次序地工作，降低差错的发生概率 [ 18 ]，故引进U型工作台装置。并从人的角度出发，考虑工人舒适度，改善工作姿势 [ 19 ] [ 20 ]。使得理论得到很好实施，以提高产线整体线平衡率。
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user: 2. 案例背景 Y公司是EPS废旧泡沫塑料解决方案的提供商，项目所在工厂属于Y公司成品分厂，主要负责将加工好的框条进行切割及组装成XK成品的生产加工。客户的个性化需求导致多品种、小批量的订单产生，在生产过程中，需要频繁的换款，由于换款的时间大部分都在前两个工位的模具调试，后面工位备料结束后停工等待，时间浪费严重。线上各工序的加工时间不平衡，带来等待浪费，生产效率低下，产能利用不足，因此工厂一直积极导入精益生产管理方式，对生产进行改善。 针对上述问题，运用连续测时法、仿真布局、Lingo软件模型求解等方法对装配线进行工序再造、布局规划，旨在解决人员等待浪费和线不平衡问题。
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user: 3. 工艺流程分析 根据客户订单和企业利润选取一类同工艺的主要产品进行分析(表1)，此类产品有10款不同的XK，其工艺为两人切框、两人钉框、放玻璃、放衬纸和中密度背板、安背板、打钉、翻框、装盒、装箱11个工序，由11名工人完成。其中切钉工序为两人并行作业，故后续模型的建立采用切钉为两道工序的方法。 Table 1 Same process product serie 同工艺产品系列 名称 尺寸/inch 有切钉中密度背板产品 4 × 6 5 × 7 8 × 10 11 × 14 16 × 20 有切钉植绒背板产品 4 × 6 5 × 7 8 × 10 11 × 14 16 × 20 表1. 同工艺产品系列 此类产品的工艺流程(图1)为： 图1. 工艺流程图 在此类产品中5 × 7 inch产品客户需求量最多，因此，本文将以117线生产的5 × 7 inch产品为例进行分析。
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user: 4. 工艺节拍分析 对XK生产线进行工时分析，通过连续测时法对生产XK的11个工序进行10次连续测时，取平均时间(图2)，以5 × 7 inch XK为例： 图2. 产品加工时间 根据订单交期和客户需求量算出每日需要完成的计划量为4500件，员工每人每天有效工作时间为10小时，算出节拍时间为8 s。由上图可见，单人切框、钉框为瓶颈工序，翻框、检查、贴标贴、除尘工位的加工时间为9.39 s，封箱的加工时间为12.52 s，均有可能成为瓶颈工序，因此要对产线进行改善。 由于该款XK切框和钉框为并行作业，所以产出一个XK的平均切框时间和钉框时间为8.3 s和7.62 s。 对每个工位的作业人员的工序时间(从拿取物料到加工结束)进行测量，通过每个工位的平均加工时间减去工序时间发现每个工序作业人员存在时间浪费，具体数值如图3所示： 图3. 改善前山积图 经分析，前五个工位是因物料摆放不合理带来了动作浪费；打钉工序因打钉枪拿取不便，存在加工浪费；翻框、检查、贴标贴工序存在不良品的浪费；封箱存在搬运的浪费。并进一步对线平衡率进行分析： 线 平 衡 率 = 各 工 序 时 间 总 和 工 序 数 × 瓶 颈 工 序 × 100 % (1) 计算线平衡率(公式(1))为67.90%，线平衡率较低，产线不平衡，因此117XK生产线急需平衡改善。
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user: 5. Lingo模型的建立与求解 本文在不改变产品工艺流程的情况下，通过Lingo软件求得最优节拍时间，并据此进行流程再造，求得一个平衡率更高的产线设计方案。 5.1. 数学模型的建立 Lingo主要应用于求解数学模型，故平衡问题转换为数学模型。我们将给出以下定义：ct为节拍时间，k为工位数量，n为第n个工位；ti为第i个工序的工序时间；i，j为作业工序的序号；m为工序个数；pred为工序的顺序，保证工序的顺序不变。 X i n = { 1 表 示 作 业 工 序 分 配 在 工 位 n 上 0 表 示 作 业 工 序 未 分 配 在 工 会 n 上 (2) 因此，在给定工位数量下节拍时间尽可能的小，建立以下模型： M i n   z = c t { ∑ n = 1 n X i n = 1 ∑ i = 1 m X i n t i ≤ c t ∑ n = 1 n ( n X j n − n X j n ) ≥ 0 ( n ∈ k ( i ， j ) ∈ p r e d ) (3) 其中目标函数 M i n   z = c t 是追求ct时间最小；约束条件 ∑ n = 1 n X i n = 1 表示所有的工位都有相应的工序与之匹配，保证工序的完整性； ∑ i = 1 m X i n t i ≤ c t 表示每个工位的加工时间总和不能大于ct时间；约束条件 ∑ n = 1 n ( n X j n − n X j n ) ≥ 0 保证了工艺流程的正确性。 5.2. 程序的编写和模型求解 根据数学模型编写求解程序如图4所示： 图4. 编写程序 输出结果如图5所示： 图5. 输出结果 Lingo求得的最优节拍时间为8.37 s，根据输出结果对工序进行合并，由表1可以看出，第3道工序和第4道工序合并为一人完成，第5道和第6道工序合并为一人完成(表2)。作业时间最长的工位为第4工位，作业时间最短的工位为第7工位。 Table 2 Solution results of the mode 各工位 所含工序 作业时间/s 工位1 工序1 7.65 工位2 工序2 5.70 工位3 工序3、4 7.78 工位4 工序5、6 8.37 工位5 工序7 4.25 工位6 工序8 7.40 工位7 工序9 5.60 表2. 模型求解结果 改善后线平衡率 = 79.79%，线平衡率较改善前提高11.89%。
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user: 6. 产线改善 6.1. 工序重组 运用Lingo软件求解产线平衡，求得最优节拍时间为8.37 s。根据模型求解结果通过工序重组将放玻璃、放衬纸(工序3)和放中密度背板(工序4)合并为一人完成，放背板(工序5)和打钉(工序6)合并为一人完成。改善后产线有9个工位，较之前11个工位减少两个工位。改善后线平衡率为79.79%，较改善前提高11.89%。 6.2. 作业空间布局改善 由于通过Lingo软件对原有工序进行重组，原有的作业空间不适合新的加工方式，故对作业空间布局进行改善。 1) 放置U型工装台(图6)，摆放物料(玻璃、画芯、瓦楞板、背板)，便于双手作业，减少人员浪费。 图6. U型台的设置 2) 在产线前方放置物料台(图7)，待加工的物料到达后可暂放于此，换款时减少工人的搬运距离。 图7. 框条车的位置 3) 缩短成品架与包装台的距离(图8)，便于搬运。 图8. 包装区的改善 6.3. 动素分析对比 Table 3 Motilin analysis and comparison before and after improvemen 第一类动素 第二类动素 第三类动素 改善前 动素符号 U 多余动素比率 左手 0 0 7 7 0 3 7 0 7 0 0 0 0 0 0 0 6 18 0.44 右手 0 0 10 9 3 4 7 4 8 0 0 0 1 0 0 0 4 5 0.16 改善后 动素符号 U 左手 0 0 8 6 0 2 6 0 6 0 0 0 0 0 0 0 5 15 0.42 右手 0 0 10 8 3 3 9 3 9 0 0 0 1 0 0 0 0 2 0.04 表3. 改善前后动素分析比较 经过改善前后的动素对比(表3) (图9)，第三类动素左手等待从6个减少为5个，右手等待从4个减少为0个，左手持住由18次减少为15次，右手持住从5次减少为2次。左手无用动素比率减少了2%，右手无用动素比率减少了12%，减少了多余的动作，从而降低了由于操作不当带来的动作浪费。 图9. 第三类动素改善前后对比 实施数据显示，经改善前后对比，线平衡率提高了11.89%。
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user: 7. 总结 本文主要针对Y公司117号线存在的工序时间不平衡、人员等待浪费、线边物料堆放杂乱等问题，通过数据采集、Lingo软件最优化求解以及工业工程手法来进行分析，紧密结合现场实际的情况，运用科学方法，提出解决方案；通过问题的分析与解决过程得出，现场产线平衡的改善首先要以客户节拍TT时间为改善基准，其次通过工艺流程分析进行流程再造，进行工艺再分配从而达到均衡工时节拍的目的；流程再造后，需跟进作业空间的优化使其符合改善后的工艺布局要求；这样就可以达到调整产线平衡的目的，进而减少等待浪费与在制品的积压。这里需要指出的是，不可追求绝对的产线平衡，产线平衡的关键是尽量保证均衡生产，当现场管理技术或管理能力不够强大时，过度追求产线平衡会给生产和管理带来非常大的负作用，反而降低管理效率。因此，产线平衡的控制需要根据管理水平逐步提升。
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user: 摘要 与常规布局相比，联翼布局具有结构重量轻、抗弯扭强度大、诱导阻力低、升力系数大和稳定性好等优点。本文对一种联接翼布局无人机的几何气动外形进行了初步设计，并通过一个变量参数改变后翼几何外形，构造了此联接翼飞机的变形构型。采用CFD数值模拟方法，使用STARCCM+软件对飞机的外流场几何模型进行网格划分和仿真计算，得到并分析了联接翼布局的基本气动参数，包括升力系数、阻力系数、升阻特性、俯仰力矩系数等，对各参数下飞机的气动性能进行了计算和对比分析。结论表明，改变后翼外形参数对无人机升阻特性的影响较小，对俯仰特性的影响较大，适当修改后翼几何形状对改善联接翼布局的俯仰操纵能力有较好的帮助。为将联接翼布局飞机设计及相关理论研究提供一定的借鉴和参考。
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user: 1. 引言 联接翼布局飞机与常规布局相比具有众多优点，如：重量轻，刚度大，诱导阻力小，跨音速面积分布好，最大配平升力系数高，浸润面积小，具有直接升力和直接侧力控制能力，稳定性和操纵性好等。20世纪70年代美国的J. Wolkovitch [ 1 ] 首先提出了连翼布局飞机的概念并对联接翼开展的系列分析及实验研究，结果表明联接翼相对传统单翼具有气动、结构等优势。自此后国内外已经对菱形连翼布局飞机进行了大量的研究并进行了风洞试验，R.K. Nangia等 [ 2 ]、J. Wolkovitch [ 3 ]、J. Corneille [ 4 ] 对盒式翼/联接翼完成了系列风洞实验，验证了此类气动布局的升阻特性优势。龙纯毅等 [ 5 ] 基于CFD计算对联翼布局机翼模型进行数值仿真，对端板的偏转角度设计了试验方案，分析不同偏转角α下的升阻比和俯仰力矩特性。尹钧等 [ 6 ] 采用涡格法研究了联接翼主要布局参数变化对升力系数、阻力系数和最大升阻比的影响。王晓璐等 [ 7 ] 采用基于S-A方程湍流模型的雷诺平均法求解N-S方程，研究了联接翼布局前后翼几何参数对气动特性的影响规律。孙俊磊等 [ 8 ] 采用基于混合网格技术及k-k转捩模型求解雷诺平均N-S方程的多重参考系(MRF)方法对带桨状态的低雷诺数菱形翼布局无人机(UAV)的气动特性进行了准定常数值模拟，研究了螺旋桨在不同安装位置时其滑流对联接翼布局无人机气动特性的影响。 为保证飞机的飞行性能和飞行品质，飞机通常需要满足一定的静稳定性要求，气动焦点和重心需要保持合适的相对位置。联接翼布局的前后翼作为统一的升力面和控制面，两者产生的升力共同平衡飞机重量，两者的控制面共同对飞机进行配平。由于前翼气动效率相对于后翼要高，因此盒式翼/联翼布局通常将前翼作为主升力面，但后翼同样作为一个重要的升力面，会使全机焦点和压心位置后移，对整个飞机的气动性能产生极大的影响。在前后翼面积分配一定的情况下，影响全机焦点的一组重要参数是前后翼的升力线斜率，影响全机压心的一组重要参数则是前后翼的升力系数。前后翼的升力线斜率受到前后翼展弦比、后掠角、飞行马赫数以及前后翼气流干扰等总体性能和几何参数的影响。当后翼几何外形参数发生改变时，后翼前掠角、前后翼距离等参数的变化将会对飞机的飞行性能产生较大的影响 [ 9 ] [ 10 ]。 本文提出了一种联接翼布局无人机方案，采用CFD方法对联接翼布局方案模型的外部流场进行数值模拟，研究了在保持前翼参数以及前后翼翼根间距不变的情况下，后翼外形变化对联接翼布局的升阻特性以及俯仰特性的影响。
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user: 2. 数值计算 2.1. 模型基本参数 联接翼由前、后两翼构成，前翼在上、后翼在下时，称为正交错布局；反之，则称为负交错布局。Tracy I. Bagwill和Bruce P. Selberg的研究表明，正交错布局的气动效率明显高于负交错 [ 11 ]。但从结构、动力布置等方面考虑，采用负交错在大部分情况下要好于正交错，因此，实际研究的大多为负交错布局，本文的研究方案也采用负交错布局。本文中无人机前翼的面积、展弦比、后掠角等几何外形参数固定，前、后翼的翼根的安装位置固定；初始外形下后翼的前掠角为25.2˚，根稍比为1，下反角为5.2˚，在无人机后翼变形后，机翼内侧为平直翼，通过改变平直翼的长度来改变后翼外形参数，其外形如图1所示，主要气动外形参数如表1所示。 图1. 联接翼无人机气动外形 Table 1 Aerodynamic parameters of Joined-wing UA 参数 符号 数值 备注 翼展 b 8.2 M 翼面高度差与展长比例 h/b 0.11 高度测量点在翼尖处 前缘后掠角 Λ LE 21˚ 前翼 上反角 Γ 4.5˚ 前翼 展弦比 A 14 前翼 机身长度 L 5.95 M 前翼面积 S wf 5.04 M2 后翼面积 S wb 3.78 M2 后翼内段长度 b 1 1.4~2.4 M 翼面雷诺数 Re ≈3 × 10 6 表1. 联接翼无人机外形参数 2.2. 数值计算方法介绍 采用STARCCM+对该型无人机进行全机流场模拟。控制方程为雷诺平均N-S方程。不可压湍流计算的基本方程为平均流连续方程： ρ d V d t = ρ g − ∇ p + μ ∇ 2 V (1) 平均流动量方程为 ρ ∂ u ¯ ∂ t = ρ u ¯ ⋅ ∇ u ¯ = − ∇ p ¯ + ( u + u t ) ⋅ ∇ 2 u ¯ (2) 湍流模型为可实现的K-Epsilon两层模型。K-Epsilon 湍流模型是双方程模型，它可对湍动能K和湍流耗散率 ε 的传输方程进行求解，以确定湍流涡粘度。K-Epsilon 模型的各种形式已投入使用数十年，如今它已成为工业应用中最广泛使用的模型。自K-Epsilon模型问世以来，已进行了无数次改进。最显著的改进已包含在Simcenter STAR-CCM+中。两层方法由Rodi [ 12 ] 首次提出，它是低雷诺数方法的替代方法，可以将K-Epsilon模型应用于粘性影响层(包括粘性子层和缓冲层)。在此方法中，计算将分为两层。在壁面旁边的层中，湍流耗散率 ε 和湍流粘度 μ l 均被指定为壁面距离的函数。近壁层中指定的 ε 值将与远离壁面的传输方程求解值平滑混合。系统将对整个流体域的湍动能方程进行求解。这种显式指定 ε 和 μ l 的方法经验并不亚于阻尼函数方法，其结果可与之媲美，甚至更出色。 K-Epsilon模型运输方程为 ∂ ∂ t ( ρ k ) + ∇ ⋅ ( ρ k V ¯ ) = ∇ ⋅ [ ( μ + μ t σ k ) ∇ k ] + P k − ρ ( ε − ε 0 ) + S k (3) ∂ ∂ t ( ρ ε ) + ∇ ⋅ ( ρ ε V ¯ ) = ∇ ⋅ [ ( μ + μ t σ k ) ∇ ε ] + 1 T e C ε 1 P ε − C ε 2 f 2 ρ ( ε T e − ε 0 T 0 ) + S ε (4) 式中： V ¯ 为平均速度， μ 为动力粘度， σ k 、 σ ε 、 C ε 1 和 C ε 2 为模型系数 P k 和 P ε 为结果项， f 2 为阻尼函数， S k 和 S ε 为用户指定的源项。 2.3. 网格建模 本方案无人机机体坐标系定义为：坐标原点O在机头轴心位置，X轴沿水平轴线指向机尾，z轴在中心平面内垂直于Y轴指向上，Z轴按右手坐标系法则确定，为垂直于X-Y平面指向右。此外，该型无人机被设定为低空低速无人机，其飞行速度区间为150~300 km/h，飞行高度在500m左右。网格划分也在STAR-CCM+软件中完成，无人机表面网格如图2所示。计算流域内为多面体网格，对翼面前缘和后缘等关键部位进行局部加密，垂直于表面网格生成6层棱柱网格以适应附面层内法向速度梯度的剧烈变化，飞机表面Y+取30，使用壁面函数法来衔接物面与外流场的各物理量，最终总网格数量约为455万。 图2. 无人机流场网格示意图 2.4. 网格无关性验证 对无人机流场进行网格无关性验证，此时外流场的工作状态为：来流速度V 0 = 68 m/s，分别改变机翼表面最大面网格尺寸为6 cm、4 cm、2 cm、1 cm，对应的体网格数量为：284万、346万、455万、627万。图3、图4为无人机升力系数与阻力系书的网格无关性曲线图，当桨叶面网格尺寸小于2 cm (体网格 455万)之后，计算所得力系数的波动已经很小，平衡计算精度与时间后对无人机的计算均采用2 cm的最大面网格尺寸设置。 图3. 升/阻力系数随网格尺寸的变化趋势 图4. 联接翼无人机升力系数曲线
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user: 3. 计算结果分析 3.1. 升/阻力特性 图4给出了后翼外形变化对无人机升力系数的影响，图示中b 1 表示后翼内段平直翼面的展长。可以看出b 1 的大小对整机升力系数的影响很小，在0˚~6˚迎角范围内，整机升力系数随着b 1 长度的增加只有极小幅增加；从图5给出的前、后翼升力系数曲线可以看出，虽然随着b 1 的增加，前、后翼的水平间距与垂直间距增加，但前翼的升力系数基本不受b 1 的影响，后翼的升力系数则有小幅提升，此时前翼对后翼的下洗作用有所减弱，由于前翼的升力贡献占比远大于后翼，后翼的升力增量对整机而言并不明显。在8˚~24˚迎角范围内升力系数随着b 1 长度变化的趋势较为复杂，由于平直翼中小迎角下的升力特性好于后掠翼，此时由于内段平直翼长度增加，后翼升力增加，但当平直翼段的展长增加到一定成程度后，由于后翼外段的前掠角的增长幅度也随之增大，机翼升力线斜率降低，因此整机升力系数先随在 取值增加呈增长趋势，并在b 1 = 1.5 m时取得最大值后随b 1 取值的进一步增加而减小。 图5. 前、后翼升力系数曲线 图6、图7给出了后翼外形变化对无人机阻力系数的影响。可以看出，在α < 16˚的范围内，随着b 1 的增大整机阻力系数逐渐减小，但减小幅度稳定在2%以内，不影响整机阻力系数的发展趋势，从图7中可以看出，在此迎角范围内后翼的阻力减小是整机阻力系数减小的主要因素，此时前翼阻力系数基本不受b 1 的影响。在迎角α > 16˚之后，后翼阻力系数随b 1 的增加而出现小幅度增长，并且随着迎角的增大阻力系数的增长幅度也有所增大，这是由于随着b 1 的增加，使得平直翼段失速面积增大，使后翼阻力增加。 图6. 联接翼无人机阻力系数曲线 图8为无人机整机升阻比曲线，从图中可以看出，在小迎角下随着后翼内段平直翼长度的增加，前、后翼水平、垂直间距有所增加，后翼受前翼下洗作用减弱，无人机的最大升阻比有所增加，取b 1 = 1.8 m时，升阻比最大可增加约3.3%。但随着迎角的增大，后翼内段平直翼上表面的气流分离区域增大，b 1 的增加使得无人机阻力系数增长更快，无人机升阻比开始随后翼内段平直翼长度的增加而下降。 图7. 前、后翼阻力系数曲线 图8. 为联接翼无人机整机升阻比曲线 由于前翼参数、前后翼翼根间距、后翼几何弦长保持不变，只通过改变后翼内段的平直翼长度来改变后翼形状，此时后翼的投影面积不变但浸湿面积随着内段平直翼长度的增加而增大。增加前后翼垂直距离可进一步减小盒翼的诱导阻力，但机翼浸湿面积的增加也会增大摩阻，由于翼根位置固定，当b 1 大于一定数值时，b 1 对前后翼间距的增长的影响小于对机翼浸湿面积的增长的影响，而摩擦阻力却是一直是增大的，使得整机升阻比随b 1 增长而降低。 3.2. 俯仰力矩特性 图9给出了后翼外形变化对整机俯仰力矩系数的影响。可以看出，在采用分段式设计之后整机的俯仰力矩系数的发展趋势没有发生变化，在迎角α < 12˚时，变形前后的整机俯仰力矩系数均表现出较好的线性特征。相比初始构型，随着b 1 的增加无人机低头力矩系数不断增大，在b 1 = 1.8 m时，俯仰力矩系数增长了约14%。其原因是由于随着后翼内段平直翼长度的增加，后翼外段前掠角增大，前、后翼的水平、垂直间距增加，后翼受前翼下洗影响相对减小，后翼升力增加，同时后翼气动中心后移，作用力臂变长，使低头力矩增大。在迎角12˚ < α < 24˚时，随着 的增大，后翼外段的前掠角也不断增大，临界迎角推迟，力矩上扬的迎角后延。但由于平直翼失速迎角小于前掠翼，机翼上表面的气流分离区域随迎角增大而迅速增加，随着b 1 的增大后翼升力损失速度加快，当b 1 大于1.8 m时，飞机低头力矩开始减小，相比b 1 = 0 m构型，俯仰力矩系数曲线的上扬幅度更大。 图9. 为联接翼无人机俯仰力矩系数曲线 图10、图11给出了b 1 = 0 m、b 1 = 1.8 m两种外形下俯仰力矩系数C m 随操纵面作动角度δ的变化曲线。此时升降舵弦长取后翼弦长的25%，左、右升降舵展长均取1.7 m。如图10、图11所示，俯仰力矩系数随升降舵偏转角度变化接近线性规律，随着舵偏角度的增大，低头力矩增加，在α < 14˚时，相同操纵面在不同迎角下的俯仰力矩曲线近似平行，说明控制效率随迎角变化不大。同时由于作用力臂边长以及翼面升力的增加，相同升降舵偏转角度下，b 1 = 1.8 m构型下的俯仰力矩系数变化值要明显大于b 1 = 0 m构型，三个偏转角度下的平均提升幅度约为14%。左右。 图10. 为b 1 = 0 m时无人机纵向俯仰力矩系数随迎角的变化曲线 图11. 为b 1 = 1.8 m时无人机纵向俯仰力矩系数随迎角的变化曲线
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user: 4. 结论 1) 在其它参数不变的情况下，后翼采用内段平直翼设计对该联接翼布局无人机的升阻特性影响较小，部分由前后翼水平、垂直间距增加带来的下洗气流干扰减少的效益被因浸湿面积增加而导致摩擦阻力增加等因素所抵消。 2) 当b 1 取值处于一定范围内时，后翼的分段设计不改变整机在中小迎角下的俯仰力矩的特性，随着平直翼段展长的增加，整机低头力矩系数在中小迎角下的线性变化范围增大，升力失速较为缓和，这对改善整机在中小迎角下的俯仰控制有利。当b 1 取值超出范围内时，在临界迎角之后整机俯仰力矩系数的上扬趋势增大。 3) 当b 1 取值处于一定范围内时，由于前后翼水平、垂直距离的增大，后翼的升力增大，气动中心后移，作用力臂变长，飞机的俯仰稳定性增加。同时作用力臂变长也使得平直翼上的升降舵具有更强的舵效，中小迎角下的俯仰力矩系数提升明显，这对提高飞机的配平升阻比比较有利，但在大迎角下俯仰力矩系数的上扬趋势增大。因此在采用此类方案时需要考虑飞机对飞行仰角范围内的俯仰稳定性要求，对后翼内段平直翼长度参数进行优化设计。
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user: 摘要 大型相控阵雷达已成为国防、天文、深空探测等领域亟需的大国重器，具有天线口径大、重达数百吨、高精度等技术特征。因大口径、大负载而导致的精度难以控制问题以及全生命周期保形问题成为大型相控阵雷达研制过程中需要首要解决的重大技术问题。本文介绍了大口径天线轻薄设计评估、全流程精度分配与控制、以及大口径天线测量标定与变形补偿等关键技术，为大型相控阵雷达精度控制与保形提供了解决方案，支撑我国系列重大战略装备成功研制。
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user: 1. 前言 大型相控阵雷达是国家导弹防御系统和太空监视系统的核心装备，担负着守卫国家空天安全的重大使命，执行导弹预警、轨迹跟踪，空间碎片监测、真假弹头识别、卫星发射监视等任务 [ 1 ] [ 2 ]。因此，大型相控阵雷达是世界大国优先发展的国之重器。美国是世界上大型相控阵雷达技术水平最先进的国家，研制了海基、陆基等多类型大型相控阵雷达，如图1所示铺路爪雷达。图2是部署在莫斯科的顿河2金字塔式相控阵雷达，四个面都有一个直径18米的有源相控阵天线。 图1. 美国铺路爪雷达 图2. 俄罗斯顿河2雷达 雷达是典型的以“电”为目标、以“机械”为载体的综合集成装备，雷达结构与伺服控制性能对其电性能有着决定性的影响，不论电磁信号的发射、接收，还是隔离、跟踪、干扰，都涉及到天线阵面位移场与电磁场的相互耦合关系。大型相控阵雷达具有天线口径大、重达数百吨高精度(面精度RMS 值达到毫米级)等技术特征。在恶劣使用环境下，天线阵面通常产生较大的动态变形，表面形态偏离设计值。如果阵面精度达不到要求，将直接影响电性能指标，导致天线增益衰减，尤其是副瓣抬高，并最终影响雷达的整体的性能。因此，如何实现雷达阵面精度指标要求，以及在恶劣使用环境下保持精度水平，即保形，是大型相控阵雷达研制过程中首要任务 [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]。 大型相控阵雷达区别于常规雷达，研制上提出更高要求，有几个显著特征： 1) 探测距离远。常规雷达通常看个几百公里，大型相控阵雷达则要达到数千公里，甚至上万公里。要看得远，就意味着天线口径增大，需要更多的天线单元，将更大的能量辐射出去，所以天线口径增大了十倍、百倍，面积达到了数百平方到上千平方，重量也从几吨增加到几百吨。 2) 探测精度高。数千公里外要能够跟踪一个高尔夫球大小的目标。对于常规小型雷达而言，再高的探测精度要求，机械结构上都能保障，容易实现。但对于数百平米、数百吨的大型天线而言，就变得异常困难，结构的面精度、伺服定位精度就上升为制约因素。 3) 覆盖范围广。现在战争没有前方、后方的概念，威胁来自四面八方，过去常规的面向单一方向的固定站雷达不能满足需求，需要360˚全方位覆盖。美国、俄罗斯大多数采用多面阵方案，其缺点是成本高昂，能耗巨大。旋转阵雷达成为未来的发展趋势，图3所示为美国GBR雷达，具有方位、俯仰旋转功能。旋转阵雷达就要求轻量化设计，严格控制重量，避免给传动系统带来过大负担。 图3. 美国GBR雷达 4) 全寿命周期保形。受雷达轻量化设计影响，系统刚度受损失。在环境载荷作用下，天线产生较大的结构变形，导致电性能恶化，必须对天线变形进行监测和补偿。 综合上述因素，大型相控阵雷达的研制中，精度控制与保形是不可逾越的重大技术问题，必须要突破：大口径天线轻薄设计评估、全流程精度分配与控制、以及大口径天线测量标定与变形补偿等核心关键技术。
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user: 2. 大口径天线轻薄设计评估技术 大型相控阵雷达天线面积达到数百平米，要求较高的面精度和整体可转动性(方位旋转或者俯仰转动)，天线阵面必须足够轻薄，刚度与重量矛盾变得异常尖锐。正常情况下，如果雷达天线面积增大100倍，要保持相同面精度，单位天线面积的重量也要增加到2~5倍，才能保证相同刚度。在轻薄设计要求下，单位天线面积的重量必须严格控制。 所以，大型相控阵雷达天线总体设计思路是：将常规的钢混天线楼结构改为全钢结构，从以下几个方面进行轻量化设计。 1) 整体构形拓扑优化。以“梯形”天线楼结构为初始设计域，在总体重量、天线厚度等参数约束下，对雷达整体构形进行拓扑优化，获取最佳雷达天线骨架构形。 2) 桁架胞元优化设计。桁架胞元是天线骨架基本单元。按照空间杆系结构特点，从天线骨架构型中提取基本结构胞元。在CAE仿真环境下，进行参数化建模，采用生死单元技术，对承力节点、加强筋布局和材料形状尺寸进行综合优化，控制结构变形，保证强度。 3) 电子设备与骨架一体化集成设计。常规雷达电子设备机箱机柜作为负载，安装在骨架上面，不承力。为了轻量化设计，将电子设备的框架与雷达天线骨架一体化集成设计。一方面减少零件数量，降低重量，另一方面，利用电子设备框架增强雷达天线骨架刚度，减少骨架型材负担。 4) 抗力学设计与评估。考虑风载、温度、自重、冰雪负载、地震等复杂载荷环境，对大型雷达天线骨架进行整体仿真分析，评估总体结构刚度与强度。 通过上述设计，实现大口径雷达天线轻薄设计，阵面精度达到毫米级，相对钢混天线楼结构重量可以减少50%左右。
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user: 3. 全流程精度分配与控制技术 影响天线阵面结构精度的因素分为随机误差和系统误差，随机误差包括阵面的加工制造误差、单元的安装误差；系统误差包括天线自重、风载荷作用下所引起的阵面变形等，上述误差都会使得阵面平面度和极化方向改变，造成增益下降、副瓣升高以及指向精度变差等问题，严重时更会影响天线的波瓣指向。因此，全流程精度分配与控制是大型相控阵雷达精度控制与保形的关键技术之一。 全流程精度分配通常采用误差流分析技术 [ 6 ]。误差流是指产品各种质量特性误差以产品本身为载体，随工艺路线转化在各工序进行传递、转化、累积的过程，它反映了产品在制造过程中形态发生变化的过程。天线阵面精度分配须首先按照装配工艺链进行误差源分析和误差传递模型构建，然后优化分配关键零部件及各环节精度指标，最后进行严格的质量控制。 为了保证天线阵面安装精度，工程上通常在天线模块与骨架安装节点之间设计精度调整结构 [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]。如图4所示，从上到下依次为天线阵面、调整机构、过渡块、过渡板、安装的基建基础。精度调整结构是保证阵面安装精度，消除安装基础变形、地基不均匀沉降等影响的关键环节。它不仅可以实现雷达在使用过程的精度调整，也能够有效地降低对安装基础的精度要求，降低了安装的难度。 图4. 天线阵子安装图
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user: 4. 大口径天线测量标定与变形补偿 雷达服役过程中，温差、风载、自重等环境载荷引起的形变，是雷达探测精度损失的重要因素。为了全寿命周期保形，要解决测量标定和变形补偿两个难题。 全站仪是当前大型相控阵雷达常见的测量手段 [ 10 ]。如图5所示，全站仪测量系统组成由计算机、全站仪及测量靶标组成。全站仪发射出的棱形光束照射到高反光片或者棱镜上，光沿原路返回，被CCD传感器接收，上传至上位机。由图像处理算法记录此时测量目标点相对测量系统的倾斜距离、水平角和俯仰角，经过直角坐标系与球坐标系的转换获得目标点的三维坐标值。 图5. 全站仪测量系统 受环境影响，现有的测量手段工作量大，耗时久，只能用于天线初始装配和特定工况下的测量标定，不能用于天线阵面变形在线监测。所以基于神经网络的天线阵面变形预测技术成为当前研究热点。以有限工况下变形测量数据为验证集，修正大口径天线有限元仿真模型关键参数，提升天线阵面变形仿真精度，将仿真结果作为训练集，构建基于神经网络模型的天线阵面变形预测模型，可以实现随机载荷作用下阵面变形在线预测。 基于神经网络预测模型，研究风载、温度载荷以及自重等载荷对天线变形的影响，确定载荷预警阈值，向雷达电讯系统发出报警和电性能补偿请求。根据变形预测数据进行机电耦合仿真，制定基于直接调相法的电性能补偿策略，传给电讯系统进行实时相位补偿，消除了结构变形对电讯能的影响，保障了雷达探测精度。
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user: 5. 结束语 大型相控阵雷达研制是一项复杂的系统工程，涉及机械、控制、测量、制造等多个领域，覆盖方案、设计、工艺、制造、检测、使用、维护维修等生命周期的各个阶段，全寿命周期保形是关键问题。针对该问题，本文首先介绍了大型相控阵雷达研制特点，提出了大口径天线轻薄设计评估、全流程精度分配与控制、以及大口径天线测量标定与变形补偿等关键技术，解决了大型相控阵雷达高精度控制与全生命周期保形技术难题，已成功应用于多型雷达的研制。
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user: 摘要 颤振严重制约铣削效率与质量。作为铣削稳定性主要分析方法的时域分析方法可归纳为两大类：一是通过建立铣削动力学模型，求解铣削动力学方程，利用时域稳定性判据确定铣削过程的稳定性；二是直接采用传感器及其辅助装置拾取切削力、振动等时域信号，通过对时域信号使用某种稳定性判据，以确定铣削过程的稳定性。首先介绍了铣削过程动力学建模的相关技术；其次，分析了铣削过程稳定性时域分析的几种方法；再次，从信号拾取、颤振识别与抑制等方面对颤振在线监测与控制技术进行了阐述；最后总结全文，得出了一些对实际工程应用有指导性的结论。
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user: 1. 引言 高效的切削加工方式，被广泛应用于航空、航天以及汽车制造等行业。铣削加工的质量与效率严重受制于切削颤振。颤振是指发生在切削过程中的一种自激振动现象，轻则在工件表面留下振纹、降低加工零件的表面质量，重则损坏刀具刀齿、烧毁机床主轴。研究颤振旨在根据预测得到的稳定性叶瓣图来选取合适的切削参数，实现无颤振高效切削。有关颤振的研究主要涉及频域和时域两方面。频域研究方法系统深入，时域方法仍有诸多领域有待深入研究。鉴于时域方法可以综合考虑非线性切削力对切削过程稳定性的影响，具有更高求解精度。因此，本文将重点对时域分析方法进行综述。