複雜裝備質量智能評估與控制團隊

團隊簡介：

77779193永利官网複雜裝備質量智能評估與控制研究所面向現代軍民用裝備質量對信息化、智能化、知識化的迫切需求，開展故障診斷、壽命預測及維修保障等方面的研究，在複雜裝備多智能體仿真評估、系統可靠性智能評估與壽命預測等方向形成了鮮明的優勢與特色。

團隊固定人員共有7人，其中教授2人，副教授、講師5人，其中湖北省“楚天學子”一人。現有在讀研究生22名。先後獲得了國家自然科學面上項目和青年項目、省自然科學面上項目和青年項目等的資助，具有從事裝備質量智能評估與控制的優異研究條件。

近五年研究團隊在儀器儀表學報、Sensors and Actuators A: Physical等刊物發表論文50餘篇。研究成果獲得湖北省科技進步一等獎（第二單位）、二等獎（第二單位）。

成員介紹

負責人：

聶磊，教授、博士、現代制造質量工程湖北省重點實驗室副主任、湖北·武漢無損檢測學會秘書長。主要從事機械裝備可靠性設計方面的研究。近五年，主持國家自然科學基金面上項目、國家公益項目、湖北省自然科學基金項目、國家重點實驗室開放基金等縱向課題5項，軍内科研外協項目等橫向項目5項。榮獲湖北省技術發明一等獎一項。發表SCI/EI等高水平學術論文12篇。

成員：

主要科研成果及項目

科研成果

1.基于系統内集成傳感陣列的TSV三維封裝主動缺陷檢測方法研究

針對TSV（矽通孔）中常見的缺陷，使用常規方法難以檢測的問題，提出一種利用系統内集成傳感器獲取缺陷信息的TSV内部缺陷主動檢測新方法。

首先以TSV内部缺陷響應機理研究為基礎，采用理論分析、有限元仿真相結合的方式得到其缺陷信号的輸出規律；接着采用機器學習的方法，确定合理的内置集成傳感器排布方式；同時，制作TSV三維封裝樣本進行試驗驗證，通過獲取内置集成傳感器相應位置的缺陷信号，對缺陷信号進行分離與識别，從而掌握在線式主動探測方法。為建立自動化的三維封裝缺陷測試與可靠性評估系統奠定基礎。

本項目的研究将解決三維封裝中内部缺陷難檢測的問題，能推動電子制造業技術的發展，對我國相關産業搶占技術制高點具有重要意義。

主動式在線 TSV 缺陷檢測方法技術路線圖

針對TSV進行實時測量的内置式傳感器陣列示意圖

TSV三維封裝缺陷診斷系統原理圖

2.信号傳感測量

現代裝備越來越精密，系統越來越複雜，相應的故障信号識别與處理變得越來越困難。本方向通過現代大數據、人工智能等方法，研究高精度、高效信号處理方法，從而能夠及時發現裝備故障征兆，識别目标特征。

本方向在2018年獲批國家自然科學基金，該項目以MEMS水聲傳感器陣列為載體，将光學測量的HBT（Hanbry Brown-Twiss）幹涉理論應用到水聲場探測、進行低頻水下目标定位。首先，基于HBT幹涉原理開展理論分析，建立水聲傳感器陣列對水下目标定位的數學、物理模型，通過理論分析與軟件仿真初步确定傳感器陣列的候選拓撲結構。然後，根據待優化的陣列拓撲結構參數制作傳感器陣列，并在消聲水池中進行水下目标的定位性能測試，确定最優的陣列拓撲結構。最後，在真實水環境中完成水聲傳感器陣列水下目标定位的實驗研究。本項目的成功開展，将為MEMS水聲傳感器陣列定位水下目标提供新理論和新方法，并為其工程化應用奠定基礎。

水聲傳感器校準系統

3.面向任務的大型XX艦艦員級維修保障與效能評估仿真研究

為解決實戰化訓練與裝備維修保障的綜合權衡問題，本課題對大型驅逐艦在典型任務下的裝備故障和維修保障流程進行建模，并運用多智能體和離散系統建模技術進行仿真研究，得出現有保障方案下任務成功率、保障資源滿足率(包括人員、備品備件和維修工機具的滿足率)，并進一步運用仿真結果數據進行裝備使用方案優化分析、維修保障資源的優化配置和維修保障方案評估。本課題的研究成果對艦船保障機關和艦艇部隊掌握艦艇裝備故障規律，優化使用和保障方案，增強艦員級維修保障能力，快速恢複艦艇的戰術技術狀态，确保部隊能打仗、打勝仗具有重要的指導意義和實用價值。

系統功能模塊

任務演示界面

4.基于仿真的裝備測試性預計技術及應用研究

在測試性虛拟驗證領域做了各方向的探索，但是目前該領域還存在概念不清晰，方法與技術流程不規範、不系統，故障傳播路徑不清晰的問題，為此本項目開展了基于仿真的裝備測試性預計及應用技術研究，利用LabVIEW平台對相控陣雷達天線面陣不同的測試性設計方案開展測試性指标預計工作，并結合智能體建模技術，利用Anylogic軟件構建了一套能實現可視化故障傳播途徑的虛拟仿真樣機，再通過Anylogic與LabVIEW的通訊實現相控陣雷達天線陣面的測試性預計及虛拟驗證，在很大程度上提高了試驗過程的可視化與可信性，提高了故障注入的真實感與時效感。

不同測試性驗證方案模型運行圖

5.XX可靠性仿真分析軟件

針對XX裝備結構複雜，批量小，數量少，造價昂貴，通過整機可靠性試驗的方式評估其可靠性困難的問題，開發了XX裝備可靠性評估的軟件仿真分析系統，利用XX裝備各部件和分系統的可靠性試驗數據在故障樹模型上進行蒙特卡洛仿真來評估XX整機的可靠性。該軟件可實現XX裝備部件可靠性試驗數據導入、故障樹模型建立、可靠性定性分析、可靠性定量分析、可靠性評估結果圖形化顯示和結果導出等功能。用戶可通過該軟件系統對XX的可靠性進行定性、定量分析，在設計和研制階段為XX的可靠性設計和可靠性增長提供數據支撐，已在某軍事院校的XX可靠性評估研究中得到實際應用。

XX裝備故障樹建模

XX裝備故障樹定性分析結果

XX裝備可靠性定量評估結果