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特刊“先进耐火合金”：金属，MDPI
在竞争激烈的全球市场上，具有极端且通常不寻常性能组合的金属材料一直供不应求。当前最先进的金属材料，如镍基高温合金，正在接近其发展的物理极限，因为未来应用所需的工作温度接近或超过了它们的熔点。能源和交通等社会影响重大领域的进步要求探索和开发新型材料解决方案，以在更高温度下改善结构或功能性能。先进难熔合金，特别是难熔金属间复合材料 (RMIC)，如 Nb-硅化物原位复合材料、Mo-硅化物基合金、难熔高熵合金 (RHEA)、难熔复合浓缩合金 (RCCA) 和难熔高温合金 (RSA)，作为潜在的结构材料，其使用温度远超镍基高温合金，引起了广泛关注 [1-5]。其中一些合金的优异性能使它们成为当前和未来广泛应用的有希望的候选材料。这些先进材料基于 13 种难熔金属，即钨、铼、锇、钽、钼、铌、铱、钌、铪、铑、钒、铬和锆，其熔点介于 1855 ◦ C（锆）和 3422 ◦ C（钨）之间。它们还可能包含其他元素，例如铝、硅和钛，旨在改善设计所需的性能（主要是机械和/或环境性能）。元素周期表中不同族的难熔金属的性能差异很大。难熔金属及其合金的共同特性是熔点高、高温强度高、对液态金属具有良好的耐腐蚀性。难熔金属在极高的温度下也能保持稳定的蠕变变形，部分原因是它们的熔点高。难熔金属可加工成线材、锭材、钢筋、板材或箔材。它们用途广泛，包括热金属加工、熔炉、照明、润滑剂、核反应控制棒、化学反应容器和空间核能系统。它们也是航空航天应用的关键高温材料。此外，难熔金属还可用作合金添加剂——例如，用于钢、高温合金和高熵合金 (HEA)。最后，应该提到的是，大多数难熔金属都具有生物相容性，为开发用于植入应用的生物材料铺平了道路。低温加工性差和高温氧化性差是大多数难熔金属和合金的缺点。通过使用特定的难熔金属和合金添加剂组合可以改善氧化性能。与环境的相互作用会显著影响它们的高温蠕变强度。这些金属和合金在高温下的应用通常需要使用保护气氛或涂层。最近，RMIC、RHEA、RCCA 和 RSA 已成为深入研究的主题，其中许多研究涉及用于航空航天应用的新型超高温材料的设计。本期特刊发表的论文提供了新的信息
软件需求工程中的道德问题 - MDPI
摘要：摘要背景：伦理在不同的研究领域和不同的背景下有着广泛的应用。与其他研究领域一样，伦理对软件工件生产及其过程的计算决策有着重大影响。因此，在本研究中，伦理被认为是软件开发过程中需求工程背景下的。目标：本文旨在通过抽样软件开发公司并揭示现有的研究差距来讨论需求工程过程中伦理问题的调查结果。方法：本研究采用访谈、焦点小组讨论、目的抽样和定性分析研究方法。结果：本研究发现，在需求工程过程中整合软件的道德问题时，公司内部缺乏行业实践、专业责任行为准则标准和其他指导方针。这也表明，几乎所有公司都没有针对道德问题考虑的识别方法和检查机制。此外，已识别的主要道德问题分为六类：需求识别问题、质量相关问题、开展未经许可的活动、不愿意提出需求、知识差距和缺乏法律依据/问责规则。结论：从本研究的结果可以得出结论，在软件公司中，没有识别道德问题的具体方法。此外，公司内部没有使用标准和指南。这意味着需要克服需求工程中现有和新出现的道德问题。
特刊“先进耐火合金”：金属，MDPI
在竞争激烈的全球市场上，具有极端且通常不寻常性能组合的金属材料一直供不应求。当前最先进的金属材料，如镍基高温合金，正在接近其发展的物理极限，因为未来应用所需的工作温度接近或超过了它们的熔点。能源和交通等社会影响重大领域的进步要求探索和开发新型材料解决方案，以在更高温度下改善结构或功能性能。先进难熔合金，特别是难熔金属间复合材料 (RMIC)，如 Nb-硅化物原位复合材料、Mo-硅化物基合金、难熔高熵合金 (RHEA)、难熔复合浓缩合金 (RCCA) 和难熔高温合金 (RSA)，作为潜在的结构材料，其使用温度远超镍基高温合金，引起了广泛关注 [1-5]。其中一些合金的优异性能使它们成为当前和未来广泛应用的有希望的候选材料。这些先进材料基于 13 种难熔金属，即钨、铼、锇、钽、钼、铌、铱、钌、铪、铑、钒、铬和锆，其熔点介于 1855 ◦ C（锆）和 3422 ◦ C（钨）之间。它们还可能包含其他元素，例如铝、硅和钛，旨在改善设计所需的性能（主要是机械和/或环境性能）。元素周期表中不同族的难熔金属的性能差异很大。难熔金属及其合金的共同特性是熔点高、高温强度高、对液态金属具有良好的耐腐蚀性。难熔金属在极高的温度下也能保持稳定的蠕变变形，部分原因是它们的熔点高。难熔金属可加工成线材、锭材、钢筋、板材或箔材。它们用途广泛，包括热金属加工、熔炉、照明、润滑剂、核反应控制棒、化学反应容器和空间核能系统。它们也是航空航天应用的关键高温材料。此外，难熔金属还可用作合金添加剂——例如，用于钢、高温合金和高熵合金 (HEA)。最后，应该提到的是，大多数难熔金属都具有生物相容性，为开发用于植入应用的生物材料铺平了道路。低温加工性差和高温氧化性差是大多数难熔金属和合金的缺点。通过使用特定的难熔金属和合金添加剂组合可以改善氧化性能。与环境的相互作用会显著影响它们的高温蠕变强度。这些金属和合金在高温下的应用通常需要使用保护气氛或涂层。最近，RMIC、RHEA、RCCA 和 RSA 已成为深入研究的主题，其中许多研究涉及用于航空航天应用的新型超高温材料的设计。本期特刊发表的论文提供了新的信息
铰接式多体飞机的建模与控制 - MDPI
摘要：昆虫利用腹部和其他附肢的动态铰接和驱动来增强气动飞行控制。飞行中的这些动态现象有许多用途，包括保持平衡、增强稳定性和扩展机动性。生物学家已经观察和测量了这些行为，但尚未在飞行动力学框架中很好地建模。生物附肢通常相对较大，以旋转方式驱动，并具有多种生物功能。用于飞行控制的技术移动质量往往是紧凑的、平移的、内部安装的并且专用于该任务。生物飞行器的许多飞行特性远远超过任何同等规模的技术飞行器。支持现代控制技术以探索和管理这些执行器功能的数学工具可能会开启实现敏捷性的新机会。这里开发的多体飞机飞行动力学的紧凑张量模型允许对具有机翼和任意数量的理想附肢质量的仿生飞机进行统一的动力学和气动模拟和控制。演示的飞机模型是一架蜻蜓状的固定翼飞机。移动腹部的控制效果与控制面相当，横向腹部运动代替气动舵以实现协调转弯。垂直机身运动实现了与升降舵相同的效果，并且包括上下可能有用的瞬态扭矩反应。当在控制解决方案中同时使用移动质量和控制面时，可实现最佳性能。使用本文介绍的多体飞行动力学模型设计的现代最优控制器可以管理机身驱动与传统控制面相结合的飞机。
数字孪生移动概念的设计和仿真 - MDPI
摘要：垂直移动性作为一种商业服务，已被考虑用于定期的批量和长途移动服务。为了克服其局限性并增加其潜在的覆盖范围、灵活性和适应性，需要构建类似于机场的集中式移动枢纽。在此背景下，定制的按需空中移动概念可提供位置组合和时间表的高度灵活性，可以为区域移动需求提供解决方案。本研究的目的是为各种移动方案提供通用框架，并为电动垂直移动性设计一个整体空中移动管理概念。系统动力学模拟案例研究将概念模型应用于容量受限的区域，包括垂直机场、飞机、充电站和停车场，用于电动飞机的按需空中移动网络。因此，使用数字孪生工具量化了定制场景的瓶颈和延迟。模拟结果表明，优化的维护管理和飞机单元的重新分配改善了服务指标，例如服务的客户数量和客户等待时间，以及减少了飞机在地面上停留的时间。因此，具有模拟能力的数字孪生空中交通网络模型可能是未来实施的关键因素。
商用飞机变形的现状和前景 - MDPI
摘要：在之前的一篇论文中，作者讨论了当前阻碍变形系统商业应用的障碍。在这篇文章中，作者对所提出的架构的现状以及为使它们能够安装在商用飞机上而应满足的需求表达了批判性的看法。这种区别至关重要，因为军事和民用问题和需求非常不同，而且解决方案和要克服的困难也大不相同。然而，在民用领域，根据飞机的大小，可能还存在其他差异，从大型喷气式飞机到通勤机或通用航空，它们可分为旅游、特技、超轻型飞机等，每种飞机都有自己的特点。因此，本文旨在尽可能追踪一个共同的技术分母，并设想实际应用的未来前景。
可扩展微电网过程模型：离 Robak Sylwester 电网家庭实验的结果，能源，MDPI，第 14 卷，2021 年，文章编号：7
摘要：国家能源系统的安全以及向低碳未来的过渡是国际政治舞台上的两个热门话题。目前，集中式能源系统稳定性的研究主要集中在分布式发电上。开发可扩展的微电网模型以使其大规模采用是解决此类问题最安全、最可行的方法之一。本文旨在填补微电网运行模式的现有空白，这是传统电网大规模整合的障碍。在提出的方法中，作者通过实验（模拟）活动确定了在运行微电网时需要考虑的关键过程。进行了三阶段研究：（1）系统文献综述，以探索独立微电网设计和管理的管理模式；（2）家庭实验；（3）对选定家庭的能量平衡进行计算机模拟。我们确定了构成可扩展微电网的八个关键过程：五个核心过程、两个支持过程和一个管理过程。随后，我们绘制了这些过程的图谱，获得了一个可大规模采用的微电网过程模型。过程模型可以被视为微电网创建和维护过程中可重复的行为模式，其未来所有者可以遵循。为了支持我们的文献研究结果，我们对基础设施过程（重新）设计的三个子过程进行了实验和计算机模拟：（1）风力涡轮机选择，（2）光伏电站选择，以及（3）储能选择。结果证实了所分析微电网的条件稳定性以及进行周期性模拟练习直至实现无条件稳定性的必要性。在可持续性方面，要使微电网永久保持正能量平衡，需要实施所有关键流程。
区分数字孪生与数字阴影 - MDPI
摘要：建筑项目和城市占碳排放和能源消耗的 50% 以上。工业 4.0 和数字化转型可能会提高生产力并降低能源消耗。数字孪生 (DT) 是实施工业 4.0 的关键推动因素，涉及建筑和智慧城市领域。它是一种利用先进的物联网 (IoT) 连接不同对象的新兴技术。作为一种技术，它在各个行业都有很高的需求，其文献正在呈指数级增长。以前的数字建模实践、数据采集工具的使用、人机界面、可编程城市和基础设施以及建筑信息模型 (BIM) 已经为施工、监控或控制物理对象提供了数字数据。然而，DT 应该提供的不仅仅是数字表示。双向数据交换和实时自我管理（例如自我意识或自我优化）等特性将 DT 与其他信息建模系统区分开来。开发和实施 DT 的需求正在上升，因为它可能成为 COVID-19 后许多工业领域的核心技术。本文旨在阐明 DT 概念并将其与其他先进的 3D 建模技术、数字阴影和信息系统区分开来。它还打算回顾 DT 开发的现状并为未来的研究提供研究方向。它建议开发 DT 应用程序，为 COVID-19 后的实时决策、自我操作和远程监督要求提供快速准确的数据分析平台。本文的讨论主要集中在智慧城市、工程和建筑 (SCEC) 领域。
运输系统中的人机界面 - MDPI
摘要：本文概述了各种运输方式的商业或实验运行中的人机界面 (HMI) 设计和命令系统。它从车辆自动化设备和不同应用领域的模拟器的角度介绍和评论了不同的 HMI。考虑到认知和自动化领域，本研究根据工业和文献综述，重点介绍了人为因素和不同行业的经验。此外，为了更好地聚焦目标并扩展所研究的工业全景，分析涵盖了各种运输方式中最有效的模拟器，用于培训操作员以及安全和人机工程学领域的研究。特别关注可能适用于未来列车车厢的新技术，例如视觉显示和触觉共享控制。最后，提出了人为因素的综合及其在监控或驾驶辅助方面的局限性。
复杂手工装配案例研究 - MDPI
摘要：手动装配操作容易受到人为错误的影响，而人为错误可能会降低最终产品的质量。本文展示了人为可靠性分析在实际制造环境中的应用，以确定手动装配错误发生的地点和原因。使用 SHERPA 和 HEART 技术进行人为可靠性分析。根据质量记录，选择了三项关键任务进行分析：（1）使用紧固件安装三种类型的支架，（2）使用缓冲环夹将数据线固定到装配结构上，以及（3）安装盖罩以保护入口。使用 SHERPA 识别的错误模式为：36 个动作错误、9 个选择错误、8 个信息检索错误和 6 个检查错误。根据 HEART，人为错误概率最高的是那些对几何相关错误敏感的装配部件（支架和缓冲环夹）。研究表明，具有感知吸引力的装配说明似乎最有可能减少错误并提高绩效。其他确定的行动领域包括改进检查流程和为工人提供更好的跟踪和更好的反馈。实施装配指导系统可能会提高工人的绩效并减少装配错误。