2018年, 第0卷, 第19期　
刊出日期：2018-10-12

  

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  产品包装设计方法管理系统的设计

  孙德强, 胡昕, 李国志, 尚宪茹, 李耿, 金强维, 李靖靖, 史英惠

  . 2018, (19): 1-5. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.001

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  目的 针对目前产品包装设计方法管理不足、重复设计现象严重等现象，设计一个产品包装设计方法管理系统。方法 根据产品自身特性及在流通过程中所受外界环境的影响，采用编码技术对产品的包装特性进行总结和等级划分，并将产品包装特性分为高相关特性和低相关特性，以此为依据实现包装设计方法的分类和管理。结果 系统主要由方法上传模块、方法检索模块、用户管理模块、方法管理模块和奖励系统组成，在上传包装设计方法时需同时录入对应产品的包装特性。方法检索模块主要采用编码技术、规则推理技术和相似度计算来实现对产品包装设计方法的智能检索。结论 该系统上传方便，可按不同要求检索产品包装设计方法，优化了包装设计流程，减少了重复劳动。
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  多因素展架托盘装载布局的优化与影响分析

  刘桓秀, 陆佳平, 李新栋

  . 2018, (19): 6-13. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.002

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  目的 用人工智能算法解决展架在托盘上的布局问题，以满足企业需求，提高装载效率。方法 依据实际性能约束，将展架托盘装载的三维布局问题转化为二维问题，用布置点的定位和分块的定序规则，基于遗传算法在几分钟内求出布局解。将空间长度L及宽度W，待布物体长度L1及宽度W1、W2等5个参数组合作为变量，探究托盘规格、包装材料、展架尺寸等三因素对布局解的影响。结果 当参数L=1000 mm，W=800 mm，L1=700 mm，W1=380 mm，W2=50 mm为定量，可得到特定案例的最优装载量为17及其装载方式C：0。当参数为变量，采集了布局解数据，拟合了三因素对布局影响的图像与关系。结论 运用信息智能包装技术，参考布局解形成的数据源，利用数据突变特性，在前期可帮助用户更好地设计产品，在后期可提高包装工程师布局方案的选择效率。
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  书籍装订中基于相位相关性的自适应梯标检测方法

  盛国, 舒新文

  . 2018, (19): 14-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.003

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  目的 针对传统人工检查书籍配帖是否合格的方法带来的劳动强度过大，且容易出错等问题，提出一种基于相位相关性的自适应梯标检测方法。方法 通过相位相关配准技术，利用CCD摄像机采集到梯标视频帧，计算其与模板梯标的相位相关性，并进行2帧图像的配准，然后对2帧图像的帧差进行分析，从而判断配帖是否出错。结果 实验结果显示，文中提出的方法可以减少合格配帖的误检率，还可以对不合格的配帖进行检测。结论 文中所提出的方法可以提高配帖梯标检测的鲁棒性。
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  智能包装检测系统中光源波长研究

  靳杉杉, 张涛, 曹兴强, 曾建, 李晓, 姚二民

  . 2018, (19): 18-23. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.004

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  目的 通过优化智能包装检测系统中的光源条件，提高多层包装中缺陷内衬纸智能检测的识别率和包装的良品率。方法 在智能包装检测系统中，通过改变光源的波长来检测不同颜色的缺陷内衬纸，并对缺陷内衬纸面积检测的像素数量进行分析，来确定合适的光源波长。结果 色相性导致红光、绿光及蓝光等可见单色光不能使相同颜色的内衬纸在智能包装检测系统中成像，但在白光、红外光和紫外光照射下可以检测出所有的缺陷内衬纸。进一步分析得知，智能包装检测系统在红外光照射下缺陷内衬纸的成像效果最好；在白光、红外光和紫外光照射下的识别率分别为90.5%, 99.5%, 96.5%，红外光照射下的识别率最高。结论 在实际包装车间生产中，为使智能包装检测系统的准确率最高，可根据色相性选择光源或者直接选择红外光光源。
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  基于模块化示教的精密码垛机器人控制系统

  王玉萍

  . 2018, (19): 24-29. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.005

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  目的 为了实现码垛机器人的实时快速控制，设计一种模块化示教的码垛机器人控制系统。方法 以1802芯片为核心开发嵌入式模块示教系统，以QT为工具开发上位机模块示教系统，使用示教系统可以快速设定码垛机器人的路线和精度，通过wifi或串口模块把示教信号传输到码垛机器人控制系统中，控制系统利用高速脉冲驱动电路和闭环控制定位程序，使码垛机器人按照示教信息快速精准地搬运货物，点对点搬运实验表明，系统定位精度可以达到0.3 mm，旋转误差在0.1°内。结果 机器人水平定位的最大相对误差为0.45%，旋转角度的最大误差为0.83%。结论 实验证明，码垛机器人控制系统可以根据用户需求快速完成搬运。
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  纳米二氧化钛抗菌包装用纸的性能研究

  何悦, 王毓彤, 徐朝阳

  . 2018, (19): 30-36. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.006

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  目的 研究不同种类以及不同质量分数的纳米TiO2抗菌剂对包装用纸抗菌效果和物理力学性能的影响。方法 向抗菌纸表面涂布纳米TiO2抗菌剂悬浮液，并进行干燥处理，再进行抗菌性能及物理力学性能测试，研究纳米TiO2对抗菌纸抗菌性能和物理力学性能的影响。结果 纳米TiO2抗菌纸对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有抑制作用，不同种类的纳米TiO2抗菌纸达到最佳抗菌效果的浓度值不同；此外，纳米TiO2抗菌剂对于纸张的白度、耐折度、撕裂度和耐破度无显著影响。结论 纳米TiO2抗菌纸在保持原有物理力学性能的基础上，可有效抑制细菌的繁殖生长，可作为具有抗菌效果的包装用纸推广使用。
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  用于纸基材料抗老化的纳米TiO2制备及结构表征

  迟聪聪, 来贤, 王亮, 张素风

  . 2018, (19): 37-42. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.007

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  目的 对纳米TiO2进行有机无机改性，使其保持原有的抗紫外特性，同时降低光催化活性，实现对纸基材料的抗老化保护。方法 以正硅酸乙酯（TEOS）为前驱体，通过溶胶-凝胶法在纳米TiO2表面包覆纳米二氧化硅（SiO2）壳层，再用硅烷偶联剂KH570进行有机改性，制备无机-有机复合微粒，对试样进行SEM, TEM, UV-Vis, XRD, FT-IR分析表征，探讨TEOS用量对复合微粒形貌、抗紫外效果以及光催化性的影响。结果 经过改性后SiO2以无定形态成功包覆于纳米TiO2表面，且以Si—O—Ti键结合，复合微粒的分散性得到明显提高。包覆层的厚度与TEOS用量有关，随着TEOS用量的增加，在不影响复合微粒紫外屏蔽效果的同时，复合微粒的光催化性能明显降低。结论 复合改性降低了纳米TiO2的光催化性，而对抗紫外性的影响较小，这对于其在纸质文物抗老化保护液中的应用非常有利。
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  乙烯在不同结构PE/分子筛膜中的吸附蒙特卡洛模拟

  黄秀玲, 陆宏建, 张晓, 黄崇杏

  . 2018, (19): 43-47. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.008

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  目的 利用蒙特卡洛法模拟分析基体PE的结构变化对其吸附乙烯的影响，从微观角度展现新型活性包装材料PE/分子筛膜对乙烯的吸收过程，揭示微观吸收机理。方法 通过Materials Studio软件分别构建不同聚合度和分子链数目的PE/分子筛高分子模型，采用蒙特卡洛法模拟PE/分子筛体系对乙烯的吸附过程，并绘制吸附等温线来分析吸附效果。结果 PE/分子筛体系对乙烯的吸附量随聚合度的增加而减小，随分子链数目的增加而增加；达到吸附平衡后，吸附量在一定范围内存在明显的波动。结论 基体结构对活性包装材料PE/分子筛膜的吸收效果有较大的影响。在相同条件下，以低聚合度和多分子链数目结构形成的PE/分子筛包装体系更有利于对乙烯的吸附，且该吸附平衡是一个吸附与脱吸同时发生的动态平衡。
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  纸张湿抗张强度检测方法的研究

  曾强, 朱红艳, 朱小利, 刘念, 吴胜军, 王丹, 王磊, 王鹏

  . 2018, (19): 48-52. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.009

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  目的 研究提高纸张湿抗张强度检测结果准确度的方法。方法 选择某湿强纸为样本，通过改变作用于浸湿后样品的擦拭力及其作用时间，测定擦拭后样品的湿抗张力和水分含量，并将最佳擦拭力和擦拭力作用时间下的测试结果与标准方法测得的检测结果作对比。结果 当砝码质量为500 g，作用时间为15 s时，测得纸张湿抗张强度标准偏差由0.4降低为0.1，变异系数由7.18%降低为1.86%，大大提高了纸张湿抗张强度检测结果的准确度。结论 为了减少人为因素对纸张湿抗张强度检测结果准确度的影响，可在标准中规定擦拭力和擦拭力作用时间。
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  TPU/PVDC高阻隔共挤膜的制备与改性研究

  蔡军锋, 王波

  . 2018, (19): 53-57. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.010

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  目的 采用共挤复合工艺制备一种高阻隔、阻燃、抗静电、耐磨性好的TPU/PVDC共挤膜。方法 根据PVDC和TPU的材料特点，以及2种材料共挤膜的性能要求和应用需求，设计TPU/PVDC五层共挤薄膜结构，采用TPU改性配方设计，使共挤膜具有良好的阻燃性和抗静电能力，运用共挤复合技术，合理设计制备工艺流程，控制工艺中PVDC挤出机各区的加工温度和加工助剂比例，解决PVDC加工中受热易分解的技术难题。结果 通过共挤复合工艺优化设计，制备的TPU/PVDC五层共挤薄膜厚度达154.3 μm，透湿率可达到0.88 g/(m2•d)，阻燃性可达国标FV-0级，薄膜的撕裂强度为43 N，不可剥离。结论 有效解决了PVDC共挤复合中的热分解问题，以及TPU树脂的阻燃、抗静电改性问题，制备的高阻隔TPU/PVDC共挤膜在透湿率、厚度、幅宽、阻燃性、抗静电和强度等方面具有优异的性能，为研制高阻隔复合封套材料提供了技术支持。
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  卷烟包装“水雾”与“磨花”问题研究

  王睿娜, 陈友林, 韩磊

  . 2018, (19): 58-64. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.011

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  目的 针对卷烟条盒商标纸出现的“水雾”和“磨花”等问题，从商标纸、薄膜、美容器等方面找出改进和解决措施。方法 对商标纸、薄膜、美容器等3个因素进行三因素四水平的正交试验，寻找影响卷烟条盒包装耐水雾和耐磨花的因素。结果 通过正交试验确定了影响条盒包装耐磨花的主次因素依次为美容器、薄膜、商标纸；影响包装耐水雾的主次因素依次为美容器、商标纸、薄膜；从薄膜方面解决“磨花”和“水雾”问题时，改进方向主要是改进其耐摩擦性能，并适当提高雾度；从商标纸方面解决“磨花”和“水雾”问题时，改进方向主要是进行油墨和光油的选择，干燥功率和速度等的优化，并适当提高摩擦因数；从美容器方面解决“磨花”和“水雾”问题时，首先考虑将美容器升级为活动结构，并适当降低温度。结论 薄膜、商标纸对耐磨花指数、耐水雾指数有不同程度的影响，但仅当美容器升级为YTCJ-R2活动全自动装置美容器时，磨花现象得到明显改善，水雾现象基本解决，其对薄膜、条盒商标纸材料亦有较强的适应性。
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  PET柱镜光栅材料的转印适性研究

  周立权

  . 2018, (19): 65-69. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.012

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  目的 通过对PET柱镜光栅的表面改性，并调整印刷参数和烫金参数，改良PET柱镜光栅材料转印质量。方法 通过调整PET-UV水晶油墨厚度、UV光固化机传送速度，以及烫金技术上的烫印速度、烫金压力及电热温度，用实验对比总结出最佳的工艺参数。结果 在室内温度为18～25 ℃，丝网印刷压力为22 N/cm2，PET-UV水晶油墨厚度为35 μm， UV光固化机传送速度为10～30 m/min，烫印速度为0.6 s/张，烫金压力为 42 N/cm2，电热温度为180 ℃条件下，水晶油墨的附着力牢度、定位烫印效果最理想。结论 该工艺条件下PET柱镜光栅凹槽表面达到的转印效果最好，全息定位电化铝具有的立体触摸感与柱镜光栅虚拟的立体图像有机结合在一起，取得了很好的应用效果。
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  基于Johnson-cook本构模型的EPE包装跌落冲击模拟

  雷鹏, 付志强, 张莉伟, 陈明芬, 张蕾

  . 2018, (19): 70-74. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.013

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  目的 将聚乙烯泡沫塑料在动态压缩试验下得到的力学性能引入有限元中，创建材料模型，并应用于跌落冲击仿真分析，以提高仿真的精确度。方法 通过聚乙烯泡沫塑料在不同速率下的压缩试验，得到真实的应力-应变曲线，并基于Johnson-cook本构模型在有限元中建立EPE的材料模型。最后用Ansys Workbench 中的LS-DYNA模块对聚乙烯泡沫缓冲包装的跌落过程进行仿真分析，用LS-PREPOST软件进行后处理。在此基础上，对比分析仿真结果和实验结果。结果 仿真结果的误差分别为0.85%，1.6%，2.97%，与实验结果基本一致。结论 基于Johnson-cook本构模型构建的聚乙烯泡沫塑料有限元材料模型能有效提高低速冲击的仿真精度，为非线性材料和应变率敏感材料的有限元动态冲击分析提供了参考。
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  楞型对瓦楞结构材料瓦楞方向准静态力学性能的影响

  李耿, 孙德强, 李国志, 金强维, 李靖靖, 史英惠, 胡昕

  . 2018, (19): 75-79. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.014

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  目的 研究不同楞型瓦楞结构材料在准静态条件下对瓦楞方向相关力学性能的影响。方法 通过有限元模拟的方法，在准静态压缩条件下，得到不同楞型的瓦楞结构材料在瓦楞方向上的变形模式、应力-应变曲线等，通过能量效率法对其峰应力、密实化应变、平均抗压强度和单位体积吸收能量等进行对比分析。结果 在同一壁厚条件下，A，C，B，E这4种楞型的峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量依次增大；对于任一楞型来说，峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量随壁厚的增大而增大，且与其呈线性关系；随着壁厚的增大，A，C，B，E这4种楞型的峰应力、平均抗压强度、单位体积吸收能量的增长幅度依次增大。结论 楞型对瓦楞结构材料瓦楞方向的力学性能有显著影响，在其他条件相同的情况下，A，C，B，E这4种楞型的力学性能依次增强。
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  磁铁在库房文物防震保护中的设计应用

  赵守江, 戴君武

  . 2018, (19): 80-86. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.015

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  目的 探究磁铁吸附这一传统文物防震方法，解决库房文物防震工作薄弱、措施单一等问题。方法 筛选出钕铁硼和橡胶磁2种磁体，根据它们自身特性并借鉴硬囊与软囊的防护理念，分别设计文物防震保护方案，并理论分析其可行性。结果 2种方案均具有可行性，如外径30 mm、厚度3 mm、剩磁为1.19 T的钕铁硼能吸起25 kg左右的重物，可直接用来支固较重文物；橡胶磁剩磁约0.2 T，可间接固定密度为0.03 g/cm3的EPE缓冲泡沫，防止文物碰撞。两者相辅相成。结论 利用磁性能提出的磁铁在库房文物防震保护中的2种应用方案具有制作成本低廉、操作灵活等优点，依据文物情况合理设计即可达到防震要求。磁铁在库房文物的防震保护中具有较高的应用价值。
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  立方非线性隔振系统动力学特性与设计分析

  姚绍雯

  . 2018, (19): 87-90. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.016

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  目的 研究非线性隔振系统的动力学行为。方法 以立方非线性系统为研究对象，研究了阻尼系数、无量纲参数R对放大倍数的影响规律，并进行了隔振设计。结果 随着阻尼系数和无量纲参数R的增大，放大倍数峰值减小。结论 系统的非线性行为有利于系统隔振性能，即便阻尼系数等于0的情况下，也不会出现放大倍数无穷大的情况；系统阻尼的增加，有利于改善隔振性能。
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  百里香-丁香罗勒精油抗菌纸对草莓的防腐保鲜效果

  刘光发, 宋海燕, 罗婉如, 唐学政, 张正健, 祝子瑞

  . 2018, (19): 91-97. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.017

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  目的 研究一种精油抗菌纸及其对草莓的防腐保鲜效果。方法 从百里香等5种植物精油中筛选出对灰霉等4种微生物具有强抑制作用的精油，并对其成分进行气相色谱-质谱（GC-MS）分析。将筛选出的精油结合聚乙烯醇涂布于纸张表面制得抗菌纸，采用熏蒸法测试其对供试微生物的抑制作用，并研究其对草莓的保鲜效果。结果 百里香精油和丁香罗勒精油对4种供试微生物的抑菌效果较强。百里香精油的主要成分为百里香酚和香芹酚，其峰面积百分比分别为77.04%和16.46%；丁香罗勒精油的主要成分为丁香酚和β-石竹烯，其峰面积百分比分别为77.95%和18.80%。涂布液中精油体积分数为4%的抗菌纸（双层涂布，下同）抑菌效果最强。精油体积分数为3%的抗菌纸抑菌效果次之，但其对维持草莓感官品质、抑制草莓的腐烂、延缓其菌落总数上升具有最佳的效果，显著优于精油体积分数为4%，2%和1%的抗菌纸及原纸（P<0.05）。抗菌纸对草莓可溶性固形物含量无明显影响。结论 体积分数为3%的百里香-丁香罗勒精油抗菌纸对草莓具有较好的保鲜效果。
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  声表面波温度传感器抗干扰技术研究

  邓富成, 赵嫣菁, 张辰, 杨阳, 范彦平

  . 2018, (19): 98-104. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.018

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  目的 设计一种声表面波（SAW）温度传感器抗干扰技术，以提高温度测量的稳定性。方法 分析SAW谐振器（SAWR）回波特性，建立SAWR回波信号熵能量模型，发现SAWR回波信号的衰减过程与熵能量的上升过程对应。当回波信号达到噪声水平时，熵能量的单调上升过程消失。为了抑制正弦干扰设计一种改进型自相关算法，利用该算法对信号进行去噪的同时使谐振器回波信号的衰减特性和正弦干扰的等幅特性得到保持。结果 根据模拟仿真结果设置了SAWR回波信号的检测阈值（Vthre=1），并对该阈值进行了蒙特卡罗仿真实验。仿真结果表明，当信号信噪比大于4 dB时，SAWR回波信号的检测率达到86%，而正弦干扰误检率小于0.5%。最后应用该算法对实际的正弦信号和SAWR回波信号进行了检测，得到的误检率接近于0。结论 实验结果显示，所设计的算法可以用作声表面波温度传感器的抗干扰技术。
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  基于Fluent的XPS保温箱温度场数值模拟方法分析

  赵慧妍, 付志强, 王岩, 吕洪利, 纪秋平, 康勇刚

  . 2018, (19): 105-109. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.019

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  目的 保温箱在空载情况下，探究不同模型对保温箱温度场模拟结果的影响。方法 对现有保温箱内部温度场进行实测，与建立的保温箱有限元模型进行对比分析，验证模型可靠性，在此基础上进一步探究边界条件、辐射模型、对流模型对保温箱内温度场模拟结果的影响。结果 通过验证网格无关性，得到最优流体网格尺寸为2.8 mm；边界条件采用恒温固体壁面和对流换热壁面得到的温度场模拟结果最大温差为0.1 K；采用P1辐射、Rosseland、DO辐射和无辐射模型得到的模拟结果与实验结果最大温差分别为1.1, 4.2, 4.3, 4.3 K；采用层流模型和湍流模型得到的模拟结果与实验结果最大温差分别为0.6 K和1.9 K。结论 随着网格尺寸的减小，温度场模拟数据逐渐趋于平稳；边界条件采用恒温固体壁面和对流换热壁面得到的温度场模拟结果基本一致；对比P1, Rosseland, DO和无辐射模型，P1辐射模型得到的模拟结果与实验结果一致性较好；与湍流模型相比，层流模型得到的模拟结果与实验结果一致性较好。
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  基于遗传算法的线束加工仓库货位优化研究

  苏永杰, 胡俊

  . 2018, (19): 110-116. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.020

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  目的 文中以减少汽车线束加工立体仓库堆垛机运行时间和距离，提高订单处理效率为目的，建立货位优化的数学模型。方法 根据某汽车线束加工立体仓库的真实情况，在分析历史订单数据的基础上，通过基于定位储存策略的改进遗传算法对货位分配问题进行仿真和求解。结果 仿真结果表明，定位存储策略优于就近存储策略、随机存储策略和分类存储策略，其减少堆垛机运行时间的比例分别达到了18.8%, 16.9%和35.7%。结论 采用定位存储模型能有效改善汽车线束加工立体仓库系统处理生产订单的效率。
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  三维紧致化存储系统中出入口位置的优化研究

  吴应强, 童泽平, 任亮

  . 2018, (19): 117-123. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.021

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  目的 解决三维紧凑型存储系统的设计问题，寻求系统出入口的最佳位置。方法 建立数学模型，并优化求解，研究自动化仓储系统出入口位置的设计问题。结果 在双命令存储模式下，当三维紧致化仓储系统的系统出入口位置在货架底端1/2位置时，双命令行程期望时间最少。结论 通过假设出入口的位置，列出共计24种双命令下存取货物的期望时间模型，并进行了求导分析，发现在双命令存储模式下系统出入口最优点即为货架底端中点处。
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  模糊需求下空箱调运问题研究

  肖青, 胡豪

  . 2018, (19): 124-128. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.022

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  目的 同时考虑重箱和空箱运输，研究多周期情形下重箱运输需求及相关成本参数变化对空箱调运方案的影响。方法 考虑重箱需求的模糊性，以系统总成本最小为目标，建立空箱调运模糊规划模型，并转换为清晰等价形式进行求解。结果 租箱与空箱调运比随航次数的增加而变化明显，决策期为2个航次的租箱与空箱调运比约为4个航次时的6倍；系统总成本随着可信度的增大而增大，在可信度为0.5时总成本最小。结论 空箱调运在长期决策中更明显，空箱调运量与空箱调运成本反向变化，与堆存成本和甩箱成本同向变化，在一定范围内随着租箱成本进行反向变化。
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  电商物流用组合式共享周转箱及众包运输模式的研究

  王城坡, 章军, 史晓斐

  . 2018, (19): 129-133. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.023

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  目的 通过众包运输模式降低物流运输成本，以实现环保可持续发展的周转箱，提高其利用率。方法 设计一种组合式具有运输包装特性的共享周转箱，带有电子模块，以满足共享及众包运输的需求，并应用于电商物流运输。结果 经Ansys Workbench仿真分析，得出所设计周转箱底板上的最大位移仅为4.47 mm，且比目前电商使用的周转箱底板质量轻150 g。结论 通过模块化、信息化功能，可以达到周转箱的共享和众包运输效果，组合式设计不仅具有缓冲性、可靠性，而且通过更换箱盖、底板等零件，可降低使用成本。
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  奶粉金属包装微生物限量标准化研究

  何渊井, 聂炎炎, 卢明

  . 2018, (19): 134-137. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.024

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  目的 针对当前奶粉金属包装微生物指标和检测方法没有相应国家标准规范的情况，提出标准化方案建议。方法 分析婴儿配方食品和食品接触材料或制品的微生物指标标准化的现状，基于现行《食品安全法》和食品安全国家标准的框架，从限量指标、采样方法和检测方法等3个方面探讨奶粉金属包装微生物限量要求标准化方案的可行性。结果 该标准化建议方案兼顾了内装物和包装材料的特性，经实验室初步验证测试表明，其在奶粉金属包装微生物指标检验上具有可操作性。结论 该方案在指标上符合金属包装特性，采样和检测方法参考了同类产品标准的规定，其整体可行性需要广大市场及相关部门进一步评估确认。
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  基于LCA的啤酒发酵罐绿色管理策略

  郑辉, 田苗娟, 张峻霞, 曹婷

  . 2018, (19): 138-143. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.025

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  目的 为了减少啤酒发酵罐全生命周期的碳排放，研究切实可行的啤酒发酵罐绿色管理策略。 方法 运用生命周期评估和AHP分析方法对啤酒发酵罐的原材料收集阶段、制造阶段、运输阶段、使用阶段及回收阶段进行分析，得出啤酒发酵罐全生命周期碳排放指标的影响度。结果 啤酒发酵罐全生命周期各阶段的碳排放指标影响度分别为0.0801，0.0477，0.3092，0.4811，0.0819。结论 通过分析得出啤酒发酵罐全生命周期的各阶段间信息集成、信息互通及信息反馈机制较弱，使得啤酒发酵罐全生命周期内碳排放核算困难、资源能源利用率低，并提出了基于模块化的啤酒发酵罐绿色设计、基于互联网+的啤酒发酵罐智能制造系统及基于回收再利用的二氧化碳回收系统这3个啤酒发酵罐绿色管理策略。
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  O2O平台下外卖包装面临的问题及对策研究

  双海军, 田桂瑛, 霍良

  . 2018, (19): 144-149. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.026

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  目的 研究O2O平台下外卖包装存在的主要问题，为外卖包装的改进及发展提供建议对策。方法 通过采用文献分析、网络调研法，收集整理O2O平台下外卖包装的现状及存在问题，针对每个问题进行归因分析，寻找对应的解决对策。结果 外卖塑料包装只有PP聚丙烯材料能耐200 ℃左右的高温，可以盛装热食，其他塑料包装会因高温释放有毒物质，从而影响健康；70%以上的包装设计简单，且汤水易洒易漏；我国每天使用超过6000 万个外卖餐盒，以及120万m2的塑料袋，均对环境造成严重污染；外卖包装目前还没有相应的标准。结论 在O2O平台下，外卖包装存在健康隐患突出、设计不够人性化、缺乏统一标准及环境污染较重等问题，应当慎选包装材料，加强行业自律和外部监督，减少劣质餐盒和一次性餐具的使用，改善包装设计，加快国家立法及建立包装废弃物的回收机制。
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  基于RBF神经网络的自动包装机温度控制算法研究

  陈明霞, 张寒, 郑谊峰

  . 2018, (19): 150-156. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.027

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  目的 针对传统热封工艺中温度调节PID算法参数过度依赖人工经验的缺点，提出一种RBF神经网络与PID算法相结合的具有参数自适应的热封温度控制算法。方法 使用控制系统的输出误差作为代价函数，采用最小均方误差（LMS）调整权值与偏置参数，并通过中心自组织算法实现径向基函数中心和中心宽度的动态调节，在Matlab软件中的Simulink子系统中建立仿真模型进行算法验证，并与传统PID控制算法进行比较。结果 仿真结果表明，径向基神经网络与传统PID算法的结合使得系统输出响应在动态性能和静态性能方面均优于传统PID，在系统上升时间、调节时间等方面均优于增量式数字PID。结论 将RBF神经网络PID算法应用于自动包装机，避免了传统热封工艺中PID控制算法参数不能适应于复杂变换控制环境的问题，神经网络PID算法的自适应性强，实现了热封温度变化下PID参数的自动调整，在一定程度上提升了生产效率和包装设备的智能化水平。
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  基于图像的生物芯片点样质量检测方法研究

  陈曦, 赵佳敏, 许雪, 张自力, 李永猛

  . 2018, (19): 157-164. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.028

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  目的 为了提高生产线上生物芯片点样质量检测的精度与效率，研究基于图像处理和卷积神经网络的算法，判断某生物芯片点样质量是否合格，并检测点样合格的生物芯片上的点样点半径。方法 采用CCD相机获取生物芯片点样后的图像，通过图像预处理，利用canny边缘检测和圆的拟合等图像处理方法，得到点样点的几何信息，进而计算出点样点半径。同时提出基于卷积神经网络的点样质量检测方法，通过区域建议网络提取点样点卷积特征，引入分割全连接层来训练检测模型，通过离线训练来验证获得模型的最佳参数。结果 和手动测量结果进行对比发现，半径误差不超过±0.1 mm，点样质量检测准确率为91.1%，单个生物芯片检测时间总和不超过1.6 s。结论 所提出的方法能够满足生产线上产品检测准确性和实时性的要求。
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  基于Ansys的水果包装一体化装置的设计

  张晓光, 周天, 张永庆

  . 2018, (19): 165-169. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.029

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  目的 为了解决果农在水果包装过程中劳动强度大，在包装过程中水果易损伤等问题，设计研发一种水果自动包装收集称量一体化装置。方法 将水果放入水果储存盒中，通过传送带将水果运输至分类装置处，直径大于8 cm的水果经过筛选装置时触及光电传感器单片机产生记忆。随后送网装置将泡沫网送至包装口前端，1 s后舵机带动剪刀将泡沫网剪断。剪断后包装装置转盘旋转（大果旋转120°、小果旋转60°），通过舵机带动四杆机构将水果推出包装装置，并完成套网落入收集装置中。LCD12864液晶屏会显示出收集盒中水果的质量与数量。结果 基于通过机械设计理论，对整体装置机构进行了计算设计，利用有限元对关键点进行了结构分析，提高了包装过程的准确性和包装效率，包装速度为30个/min，包装失败率降至5％。结论 通过机电一体化控制减少了人力和物力，通过单片机和驱动模块的相互配合使用提高了机器的稳定性与适应性。
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  非圆齿轮的应用与动力学分析

  栗鹏飞, 孟欣

  . 2018, (19): 170-174. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.030

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  目的 为了验证某自动包装机传动系统的动态特性，结合某自动包装机的特定需求，文中设计一种新型的非圆齿轮系统，并对其进行动力学特性研究。方法 首先介绍非圆齿轮的特点，建立非圆齿轮的数学模型，并进行推导和分析，得到其动力学方程；然后利用UG软件建立非圆齿轮的三维模型，运用Adams开展动力学仿真研究，并对比在相同中心距下非圆齿轮和圆形齿轮的动力学特性。结果 新设计的这种非圆齿轮比圆形齿轮的啮合力大500 N左右，主动齿轮的加速度是其10倍左右。结论 通过对比非圆齿轮和传统齿轮发现，非圆齿轮具有变传动比、传动装置空间布局灵活等优点，由于非圆齿轮无法制成斜齿，故传动性能要略低于圆形齿轮。
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  视觉匹配技术的药片颗粒计数算法研究

  杨健, 豆昌军, 辛浪, 柳伟兵, 周鑫

  . 2018, (19): 175-180. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.031

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  目的 通过机器视觉技术解决当前医药产业迅猛发展带来的批量生产药粒无法高效、精确计数等难题，提出基于视觉技术的药片特征二次匹配算法。方法 药粒预处理后分割为多连通域，采用面积特征选择形状特征差异较大的2颗药粒为感兴趣区域，待膨胀后作为目标的先验模型，Canny算子提取边缘轮廓，同时计算轮廓点的方向向量。采用3层图像金字塔搜索算法加快匹配效率，并用最小二乘法调整模板的匹配精度，使匹配精度达到亚像素级别。结果 通过对不同的椭圆形药粒进行实验分析，将匹配模板1和模板2（缩放比为1∶1）的最小匹配分数阈值分别设为0.63和0.59，采用3层图像金字塔搜索算法，从创建模板到匹配计数只需要0.11 s，相较于3层金字塔（缩放比为0.7~1.0，最小匹配分数为0.6）的单模板匹配算法速度快0.07 s，且对部分重叠的药片仍能有效计数，匹配准确率达100%。结论 采用药片颗粒二次匹配技术可实现检测速度上的扩增；采用图像金字塔搜索算法可大幅度缩减匹配时间；采用最小二乘法可提高模板的匹配精度，增大药粒匹配的正确率。
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  基于SLAM导航的多目视觉AGV系统设计

  李俊

  . 2018, (19): 181-189. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.032

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  目的 为了进一步提高SLAM定位精度和小障碍物识别能力。方法 采用SLAM与多目视觉结合的方法，首先构建AGV运动学模型，然后构建双目立体视觉模型，基于SURF+RANSAC改进的分区域加权算法，尽可能剔除冗余误匹配对，显著提高匹配精度。其次，在传统SLAM导航基础上融入单目视觉，实现关键工位点精确定位停靠，并给出二维码遮挡缺损情况下的解决方法，采用双目视觉实现距离实时测量。结果 双目距离检测精度可达±1.88 mm，轨迹精度可以控制在±2 mm。结论 融合SLAM和多目视觉可以有效提高导航定位精度和小障碍物识别能力，提高了SLAM的应用领域，具有一定的推广前景。
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  针对多重退化因素的印刷图像复原方法

  朱明, 杨利杰, 吕金燕, 王梦飞

  . 2018, (19): 190-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.033

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  目的 对于由多种因素所导致的印刷图像退化问题，文中提出一种针对椒盐噪声、高斯噪声和模糊退化等多重退化因素的图像复原方法。方法 首先针对印刷图像椒盐噪声密度不高的特点，设计一种基于灰度范围准则和局部差别准则的椒盐噪声二级检测和滤除方法，并通过评价实验得出合适的阈值参数设置。在去除高斯噪声和图像模糊的过程中，利用边缘保持平滑滤波的原理和特性，将双边滤波器和引导滤波器应用于图像复原中，又在此基础上设计和应用图像细节增强的二次引导滤波器。结果 在椒盐噪声去除方面，新方法对大部分图像都能取得较好的复原效果，尤其对细微边缘不多的图像效果最佳，复原后的PSNR值能达到40以上。二次引导滤波器对高斯噪声和图像模糊的复原效果最好。结论 通过对不同图像复原方法的效果进行评价和分析，验证了文中方法的性能，为今后图像复原技术的应用提供了指导。
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  基于QR码和DWT-SVD分解的双水印算法

  栾炜, 曹建农

  . 2018, (19): 197-203. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.034

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  目的 为了进一步提高水印的鲁棒性和保护性，文中提出一种基于QR码和DWT-SVD分解的双重水印方案。方法 将次级水印的奇异值嵌入主水印经一级离散小波变换后低频系数的奇异值中，再将含有次级水印信息的主水印奇异值嵌入主图像的二级小波变换后低频系数的奇异值中。结果 经仿真实验发现，文中算法的主水印和次级水印PSNR值可达66 dB和60 dB，并对于高斯噪声、JPEG压缩、JPEG2000压缩、旋转攻击、对比度增强以及缩放攻击有一定的鲁棒性，攻击后提取的水印相关系数接近于1。结论 算法属于非盲水印，在多种攻击情况下都能检测到次要水印，但有时候主水印会严重失真。
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  基于像素评估与运动补偿预测误差扩展的视频水印算法

  李思广, 郑逢斌

  . 2018, (19): 204-211. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.035

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  目的 为了解决当前视频水印技术因忽略了视频像素特性与时间的相关性，从而出现嵌入失真和水印容量较低等不足，设计一种基于像素评估和运动补偿预测误差扩展的自适应视频水印算法。方法 首先，引入运动补偿预测误差扩展方法，预估每个视频帧的像素灰度值，从而获取其对应的运动补偿预测误差。再依据预测误差，计算像素的运动补偿局部标准差，将整个视频分割为平滑和非平滑子块。依据运动补偿局部标准差，结合像素选择阈值，从平滑块中选择出合适的像素用于嵌入水印。依据评估的水印容量与选择的视频像素，针对不同的像素，设计不同的水印嵌入机制，将水印信息隐藏到视频特定的像素中，通过完成边信息的嵌入，从而输出水印视频。最后，构建水印提取方法，从水印图像中检测出初始水印。结果 测试数据显示，与当前视频水印方法相比，所提算法具有更高的水印容量和更低的失真度，其最大水印容量为2 bits，提取水印信息的PSNR值在40 dB以上。结论 所提算法具有良好的不可感知性与较低的失真，在版权保护、信息防伪等领域具有一定的应用价值。
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  基于YNSN模型的艺术品色彩校正方法

  蔡玲, 刘振, 陈广学

  . 2018, (19): 212-215. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.036

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  目的 为了提高高仿真艺术品色彩再现的稳定性，有效改善色度复制中同色异谱现象所引起的缺陷，提出一种色彩校正模型。方法 在传统色彩再现模型的基础上选取Y-N模型进行改进，进一步利用YNSN模型进行优化，从而得出精准的非线性校正n值，再选取光谱均方根误差和拟合度为控制参量，根据光谱均方根误差最小且拟合度最高的原则来选取最优n值，以提高复制品色彩再现的精确度和稳定性。结果 实验结果显示，最终获取的非线性校正n值分别为青2.7814、品2.9312、黄3.9621、黑5.0116；与之相对应的平均光谱均方根误差达到0.0265，平均拟合度达到0.9972。结论 该模型能有效地校正艺术品的色彩再现，且具有较高的色彩校正精确度。
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  基于NSST和SWT的红外与可见光图像融合算法研究

  孔玲君, 张志华, 曾茜, 王茜

  . 2018, (19): 216-222. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.037

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  目的 鉴于非下采样剪切波变换NSST的红外与可见光图像融合的结果存在细微特征缺失问题，提出一种基于NSST和SWT的红外与可见光图像融合算法，以提升融合图像的质量。方法 首先分别对红外与可见光图像进行NSST分解，各得到一个低频系数和多个不同方向、尺度的高频系数。然后低频系数分别通过SWT分解得到新的低频系数和高频系数，通过SWT分解得到的新的低频系数和高频系数分别采用采用线性加权平均法和区域平均能量取大的融合策略，融合结果再进行SWT逆变换得到低频系数融合结果。高频系数采用区域平均能量取大的融合策略进行融合。最后通过NSST逆变换得到最终的融合图像。结果 通过仿真实验结果表明，文中算法与NSST，SWT和NSCT等算法相比，融合图像在主观视觉上的红外目标更突出，图像细节更清晰，且在IE, AG, QAB/F, SF和SD等评价指标上也最优。结论 文中算法的融合结果能更好地表现源图像的目标信息和细节纹理信息，表明该算法具有优越性。
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  基于多层次视觉语义特征融合的图像检索算法

  张霞, 郑逢斌

  . 2018, (19): 223-232. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.038

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  目的 为了解决低层特征与中层语义属性间出现的语义鸿沟，以及在将低层特征转化为语义属性的过程中易丢失信息，从而会降低检索精度等问题，设计一种多层次视觉语义特征融合的图像检索算法。方法 首先分别提取图像的3种中层特征（深度卷积神经网络（DCNN）特征、Fisher向量、稀疏编码空间金字塔匹配特征（SCSPM））；其次，为了对3种特征进行有效融合，定义一种基于图的半监督学习模型，将提取的3个中层特征进行融合，形成一个多层次视觉语义特征，有效结合3种不同中层特征的互补信息，提高图像特征描述，从而降低检索算法中的语义鸿沟；最后，引入具有视觉特性与语义统一的距离函数，根据提取的多层次视觉语义特征来计算查询图像和训练图像的相似度量，完成图像检索任务。结果 实验结果表明，与当前检索方法对比，文中算法具有更高的检索精度与效率。结论 所提算法具有良好的检索准确度，在医疗、包装商标等领域具有一定的参考价值。
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  基于混合幅度-相位检索技术与二维耦合混沌映射的光学图像加密算法

  赵瑜

  . 2018, (19): 233-243. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.039

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  目的 为了解决当前光学图像加密算法主要将单色光束直接作用于明文，使其在解密过程中易出现丢失颜色信息等问题。方法 文中设计基于混合幅度-相位检索技术与二维耦合混沌映射的光学图像加密算法。首先，提取彩色图像的R, G, B分量；随后，引入Logistic映射与Sine映射，通过对二者进行非线性耦合，形成二维复合混沌映射；利用彩色图像的像素信息来迭代复合映射，获取3个混沌序列，通过构建位置引擎混淆机制，对R, G, B分量进行置乱；基于Logistic映射，利用明文像素生成的初值条件对其进行迭代，输出一个混沌随机掩码；最后，基于幅度-相位截断方法和Gyrator变换，设计混合幅度-相位检索技术，利用单向二进制相位函数和随机掩码，对置乱后的R, G, B分量进行加密，获取相应的检测振幅，再将其进行组合，形成实值函数的加密密文。结果 实验结果显示，与当前光学图像加密机制相比，所提算法具有更高的安全性与解密质量，具备较强的抗明文攻击能力。结论 所提加密技术具有较高的抗攻击能力，能够安全保护图像在网络中传输，在信息防伪等领域具有较好的应用价值。
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  基于熵权-云模型的印品质量评价模型

  王凯, 张彦

  . 2018, (19): 244-250. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2018.19.040

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  目的 目前各种印刷质量评价模型均有一定的局限性，提出一种新的印品评价模型，以有效准确地判断印品的质量。方法 利用熵权法解决参数之间的平衡性问题，确定5个参数的加权分别为0.2, 0.25, 0.2, 0.17, 0.19，同时参照ISO印刷标准，确定最终的印刷品正态评价集，选取5个基本印刷参数进行云模型的计算。结果 5种样品的印品质量评价最大隶属度分别为0.7800, 0.7038, 0.7257, 0.6105, 0.3870，由此得出印刷品的五级制等级分别为优、中、中、优和优，用于衡量印刷品的质量。结论 运用熵权法加权后的云模型充分考虑印刷品评价的主观性与客观性的统一，评价出印品质量的等级更加客观有效，与topsis方法的结论保持一致，说明了模型的有效性和准确性，同时云模型更利用分析印刷机械的印刷特征，为印刷操作人员提供相应的理论指导。