为了支持制造业智能化发展，探讨知识图谱在智能制造领域的应用及未来研究前景。针对垂直行业应用、制造流程应用、领域图谱构建技术和智能服务这4个维度，对其展开相关文献研究。通过此研究，探讨了知识图谱在推动制造领域智能化方面的重要作用，并提出基于制造领域知识数据的智能制造知识图谱架构。该架构涵盖制造领域数据、图谱构建和智能服务这3个关键模块，为智能制造的持续升级提供了理论支持。研究结果表明：知识图谱在推动制造业智能化方面扮演着关键角色，其在智能制造领域具有广泛的发展前景。此外，对智能制造领域知识图谱的未来研究方向进行展望，探讨制造领域图谱与新一代人工智能技术的融合，以推动其持续创新与智能化发展。

为解决移动式起重机运行过程中监测力度不足、交互性差和数字化程度低等问题，提出了起重机运行状态实时监控数字孪生系统构建方法。引入数字孪生五维模型，建立起重机虚实互控的数字孪生框架。从服役场景和物理实体组成搭建物理空间，从虚拟模型和可视化场景及行为动作控制方面建立虚拟空间，基于MySQL数据库，利用固有、采集和虚拟信息构建孪生数据库，结合通信协议实现虚实交互、动态监测和可视化。以YDC20/30轻小型移动式起重机为例，验证了该方法的可行性，为全面管控起重机服役过程提供了新方案。

本文提出了一种基于目标识别和全卷积抓取质量网络（FC-GQCNN）的机械臂抓取检测技术。针对传统GQCNN在实际应用中存在的计算效率低、特征重复计算等问题，提出了一种改进的FC-GQCNN。该网络通过将GQCNN的全连接层替换为1×1卷积层，使其能够处理任意尺寸的输入图像。同时，将FC-GQCNN与YOLOv8目标识别算法相结合，构建了YOLOv8-FCGQCNN级联结构，有效解决了复杂环境下目标物体的识别和定位问题。实验结果表明：该方法在10类不同物体的抓取任务中有86%的抓取成功率，单帧平均检测时间仅为0.09 s，相比传统GQCNN的推理速度提升了22倍，显著提高了系统效率。该方法可以准确地检测感兴趣的物体的抓取位姿，并且较基准方法具有更高的可靠性。

针对关节空间中使用分段的多项式插值方法对挖掘机直线作业的运动轨迹进行轨迹规划时，存在轨迹并非直线导致轨迹并不精准的问题，提出一种基于多维轨迹的五次多项式插值方法，实现挖掘机直线作业的精准轨迹。在使用Matlab绘制出运动时相关图像的同时，使用ikunc函数使得运动过程中各点求逆解最优化，并使用关节角度轨迹平滑处理算法和粒子群优化算法，对ikunc函数最优逆解关节角度变化最小进行验证，验证了ikunc函数对关节角度变化量最小、最佳求逆解的正确性，间接地达到了能量最优的效果。

核电站热态功能试验期间，为了能够监测管道热膨胀、动态效应及振动，需要在高能管道及设备上安装位移传感器。传感器支架是监测系统最为关键的结构和承载单元，其可行性研究一直是热点问题。用C型钢（即美国著名管道系统支撑品牌unistrut型钢的国内替代产品）设计制作的临时支撑，不仅结构牢固，而且支撑生根方式不会破坏厂房的基础结构。采用理论分析、数值模拟的方法研究临时支撑的力学特性和功能原理，分析支撑杆在受拉（压）工作载荷下产生的最大挠度和支撑的失效条件。得到了临时支撑达到稳定状态的临界条件和支撑承载能力极限值，并将上述理论结合数值模拟应用于工程实践。

为实现螺旋式混凝土布料机多速度的协同控制，提出一种基于轨迹跟踪的螺旋式布料机速度协同控制方法。通过分析螺旋式布料机的工作过程，研究螺旋式布料机横向移动和混凝土输送量的协同关系，并建立布料机的二自由度运动学模型。构建布料机工作轨迹跟踪系统的误差模型，并对其进行离散化处理以满足计算机数值计算和实时控制的需要。基于模型预测控制理论建立了轨迹跟踪系统的预测方程；建立了布料机轨迹跟踪的目标函数，并求解出满足布料机各种约束下的最优控制策略。实例仿真表明：基于轨迹跟踪的控制方法能够有效地实现螺旋式布料机多速度的协同控制。

针对输电线路货运索道施工运行情况和部件受力状态难以全面直观了解等问题，设计了货运索道运行过程监测系统，基于无线自组网技术并集成拉力传感器、高精度定位模块和无线自组网设备，实现包括货运索道运行过程承载索张力、转向滑车载荷、运行小车载荷、运行位置、物料运输速度等监测数据实时采集和传输。结合货运索道精细化计算方法计算货运索道运行过程工作索张力，并与监测数据进行对比分析，可视化展示货运索道运行监测数据及影像数据，实现施工过程货运索道运行状态实时监测。通过输电线路工程中的验证试验，验证了输电线路货运索道运行过程监测系统的有效性和准确性，为货运索道施工过程运行安全提供技术支持。

为解决自动化集装箱码头岸桥和场桥作业序列变化、作业效率波动，以及自动导引小车（AGV）作业时间的不确定性等情况下AGV的调度问题，在总结目前AGV调度模式的基础上，设计了基于共享式调度和在线调度的AGV分配方式。考虑未来一段时间内任务分配的整体最优，提出了一套完整的AGV共享式在线调度解决方案。建立了AGV共享式在线调度数学模型，设计了遗传算法进行求解。对不同AGV数量的调度问题的求解进行试验，验证了遗传算法求解满足时间要求，并验证了其实用性和可行性。

为满足“南水北调”工程天津干线输水箱涵作业需求，研制一种多功能专用作业车并实现其高精度同步控制。首先，阐述多功能作业车的结构组成及工作机理，进而建立其运动学模型。其次，针对双电机独立控制存在速度不同步诱发的车体姿态偏移问题，给出一种多功能作业车交叉耦合同步控制策略。最后，搭建多功能作业车系统模型并完成交叉耦合同步控制仿真分析。软件仿真结果和系统工程应用表明，交叉耦合同步控制策略可以有效改善双电机不同步误差，提高箱涵专用多功能作业车姿态控制精度，具有非常强的工程实用性和应用推广性。

针对桥式起重机结构可靠性分析计算中多维小失效概率及隐式功能函数，依靠传统可靠度计算方法难以解决问题，提出采用动态Kriging代理模型结合重要抽样法（ISM）的可靠度计算方法。首先通过2个学习函数构建隐式功能函数的动态Kriging代理模型；再利用改进一次二阶矩法（FORM）结合Kriging代理模型求出最可能失效点，并以此为中心点构造重要抽样密度函数；最后基于所建立的代理模型通过ISM完成可靠度计算。通过引入与学习函数相结合的新增停止准则，降低有限元调用次数。通过工程案例验证，所提方法可以较好地平衡模型精度、结果误差与计算成本。