模塊組裝的案例
俄亥俄州立大學趙芮可教授與佐治亞理工學院齊航教授AM：磁性動態高分子材料實現遠程模塊化熔焊組裝與復雜三維結構快速加工
圖5：磁力驅動模塊的遠程導航組裝與多功能集成原位重構
視頻4
通過遠程控制模塊的導航與組裝，并集成形狀與磁化的重構功能，實現了磁驅材料的形狀與驅動模式的高度定制化與可編程化。利用三維磁場操控模塊的翻滾和旋轉運動，根據需求遠程控制不同模塊組裝，并利用激光實現遠程焊接，得到復雜的磁驅組裝結構。對同一結構，進一步重構磁化分布與永久形狀，進而改變驅動模式與功能 （圖5）。例如，通過固定一個雙向磁化模塊，遠程操控其他的單向磁化模塊，組裝焊接了十字形組裝體。在面外磁場下，組裝體產生交替向上或者向下彎曲變形。改變同一個結構的磁化分布后，彎曲變形模式可變成閉合-打開驅動模式。而磁驅的閉合的狀態，在加熱后釋放應力，可得到無應力的閉合結構。
該工作首次提出磁性動態高分子材料，將含有動態化學鍵的基體與硬磁顆粒相結合，實現具有復雜外形與磁化分布的磁驅軟材料加工，與形狀與磁化分布的再次改變。這種嶄新的磁性動態高分子材料概念，可以擴展到含有不同刺激響應動態高分子材料基體和磁特性顆粒的材料體系。由于動態交聯材料自身多功能性，包括材料加工過程可以焊接與重塑，服役過程的可以自修復，使用后可回收加工，這種新概念材料將極大提高變形軟材料可編程變形能力，多功能性與可持續性，也為下一代多功能組裝體、可編程驅動器與組合機器人與功能材料新型加工提供新的解決方案。
展開 俄亥俄趙芮可《AM》磁性動態高分子聚合物用于模塊化組裝和可重構變形架構
圖6
MDP 模塊的磁驅動遠程導航和組裝，具有可重新編程驅動和可重新配置架構的組合功能。
a) MDP模塊的磁驅動遠程導航和組裝機制。b,c) 條形 (b) 和十字形 (c) 的 MDP 模塊的組裝邏輯。d) 磁化重編程和重塑。e) (b) 中條帶結構的組裝。f,g) 有限元分析 (f) 和 (b) 中組裝條帶結構的動態爬行運動 (g) 的實驗演示。h) (c) 中交叉結構的組裝。i,j) 有限元分析 (i) 和 (c) 中組裝的交叉結構的動態旋轉運動 (j) 的實驗演示。k,l) 有限元分析 (k) 和交叉結構動態運動 (l) 的實驗演示，在 (d) 中具有重新編程的磁化強度，用于在順時針旋轉磁場下轉移球體的封裝和滾動運動。m) 重新編程和重塑后交叉結構的永久結構重構。
【總結】
該團隊報告了一種
MDP 復合材料，用于創建具有復雜幾何形狀和磁化分布的結構，用于模塊化組裝和可重構形狀變形架構。
DP 網絡重排和磁偶極重排是通過溫度場和磁場的協同控制來調整的。展示了功能特性和應用，包括具有目標功能驅動的模塊化組件的無縫焊接、可重構驅動模式的磁化重編程以及具有異常特性的遠程控制結構重構。
通過合并共價自適應網絡聚合物和磁性材料的 MDP 概念可以擴展到不同的 MSM，使用各種刺激響應動態反應和眾多磁性材料，具有可調的機械、流變和磁性特性。由于共價自適應網絡聚合物能夠在制造過程中實現材料焊接和
結構重構、服務過程中的修復以及服務結束時的回收利用的獨特性能，
它們為 MSM 提供了一種綠色材料矩陣，具有增強的多功能性，超越了可重構的形狀變形。
團隊
設想 MDP 及其衍生功能為下一代多功能組件、可重新配置的形狀變形架構和設備提供了巨大的潛力。
展開 Nature子刊：模擬天然模塊聚酮合酶的有序組裝提高人工細胞工廠的合成效率
天然的生物催化體系通常在微生物細胞這個微型工廠內會形成物理上、空間上組織有序的多酶復合體、酶分子腳手架或者反應微區，這種類似機器組裝的高度組織性帶來了高效的催化能力。
然而，人工構建的合成體系多不存在這種高效的組織性，由此引發的目標途徑合成效率低、代謝流不平衡等問題，很大程度上限制了人工合成體系的生物制造潛力。
北京時間9月22日，中科院深圳先進技術研究院馬田副研究員、武漢大學劉天罡教授團隊與鄧子新院士合作在《Nature Communications》上發表題為“Metabolic pathway assembly using docking domains from type I cis-AT polyketide synthases”的研究成果。該研究模擬了天然模塊聚酮合酶的有序組裝，開發的mPKSeal策略能夠有效提高人工細胞工廠的合成效率。
該研究通過模擬天然模塊聚酮合酶 (PKS) 高度有序的組裝方式，利用其中研究較多的I型cis-AT聚酮合酶對接域，開發了“mimic PKS enzyme assembly line (mPKSeal)”多酶組裝策略（圖1），并應用于蝦青素合成途徑酶的組裝，蝦青素的產量最高提高了2.4倍 （產量達16.9 mg/g DCW）。這是該研究團隊繼RIAD/RIDD雙酶組裝策略[1]之后的又一多酶組裝策略的開發，前者已在不同報道中顯示出其良好的應用潛力[2,3]，而mPKSeal策略不再局限于兩種酶的組裝，而是可拓展為同一體系中的多種酶有序組裝，且潛在的組裝元件個數超萬，可為生物催化、代謝工程及合成生物學等相關領域提供更廣泛有效的提高合成效率的解決方案。
圖 1. mPKSeal多酶組裝策略（以紅霉素聚酮合酶DEBS為例）
對接域的體內體外組裝研究。
展開 ：無金屬緩沖體系開發及新型DNA模塊設計與組裝
【圖文導讀】
圖一：pH控制乙二胺體系下的DNA納米結構自組裝示意圖
圖二：在實驗反應器中自組裝的DNA二維陣列
a）6%天然聚丙烯酰胺凝膠電泳圖，
b）不同pH緩沖體系下的DX的AFM圖像，
c）在pH=7.5緩沖體系中自組裝的DX二維陣列的AFM圖
圖三：pH可逆控制四面體結構的DNA自組裝與拆卸
a）實驗示意圖，
b）pH循環條件下的瓊脂糖凝膠電泳分析組裝和拆卸的凝膠圖像
圖四：在TAE/Mg2+緩沖器和EN緩沖體系中TET的DNase I消化酶的PAGE測定結果
【小結】
作者基于乙二胺（EN）開發出一種新的非金屬緩沖體系，成功打破了DNA自組裝的緩沖體系必須要有金屬陽離子的限制，并順利用于DNA納米結構自組裝。這項研究成果促進了DNA納米自組裝技術發展，拓寬了成功自組裝的DNA在醫藥及生物傳感領域的應用。
文獻鏈接：Universal pH-Responsive and Metal-Ion-Free Self-Assembly of DNA Nanostructures，Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57, 6892 –6895
展開 
基于Ansys APDL及二次開發的模塊化仿真系列文章
因此筆者打算總結之前用ansys apdl做仿真的8年間的經驗，分享一些模塊化的命令流塊，與大家交流討論，為迎接后續deepseek等AI工具更進一步精準升級做好準備。
愿景
讓即使是入門者也能通過模塊化命令流快速組拼出一套能夠準確仿真的全套命令流，服務用戶，提高效率。
目標
開箱即用，模塊組裝，像做樂高一樣仿真。
分享的內容
1，ansys的模塊化命令流，一個小模塊盡量獨立，解決一類問題。例如截面生成、文件讀寫、結果后處理等等。
2，基于python對ansys的二次開發，例如如何封裝命令流為模塊化函數。
簡要介紹
APDL二次開發的技術定位與優勢
1， 技術背景
ANSYS APDL（參數化設計語言）作為有限元分析的核心腳本工具，通過命令流實現從建模、求解到后處理的全程自動化。其模塊化開發能力可顯著提升復雜工程問題的仿真效率，尤其在參數化設計、多物理場耦合及批處理優化中表現突出。
2， 開發優勢
靈活性與復用性：支持宏命令（Macro）封裝常用操作，如材料定義、網格劃分等，實現“一次開發，多次調用”。
跨平臺協同：通過Python、C#等接口與外部程序（如MATLAB）聯合仿真，擴展分析邊界。
流程標準化：針對特定行業（如土木工程、汽車、小家電制造）定制模塊庫，降低工程師重復勞動。
如果有問題或者需求直接評論，看到后筆者會第一時間回復，系列文章有空就更新。
展開 《AFM》5秒自動自愈/1.2MPa磁性彈性膠體，用于即時恢復/模塊編程/熱回收軟機器人
展示了一些基于 SHSME 的機器人演示，
即快速兩棲功能恢復、具有復雜幾何形狀
和多種功能的模塊化組裝原型軟機器人，以及用于有限空間機器人任務的肢解
-導航-組裝策略。
值得注意的是，SHSME 框架支持循環材料設計，因為它可熱變形以回收利用，展示自動修復以延長使用壽命，并且可模塊化用于定制結構和功能。
相關論文以題為
A Fast Autonomous Healing Magnetic Elastomer for Instantly Recoverable, Modularly Programmable, and Thermorecyclable Soft Robots
發表在《
Advanced Functional Materials
》上。
【主圖導讀】
圖1
SHSME材料的合成、自愈機制和表征。
圖2
SHSME 材料的快速自
動
自愈特性。
圖3
基于
SHAME的具有兩棲自愈能力的水蜘蛛軟體機器人。
圖4
基于
SHAME 的閉環自由模塊化組裝。
圖5
基于
SHAME 的肢解-導航-組裝策略。
【總結】
軟機器人
通常可以承受鈍性損壞（如沖擊、彎曲和壓縮），但是，由于其固有的柔軟性，它們極易受到破壞性
/撕裂性機械損壞（穿刺和切割）的影響。結構損壞會降低性能甚至禁用機器人功能。
展開 東華大學游正偉教授團隊AFM：自愈合彈性體構筑可任意重構的軟體機器人
雙層驅動器的室溫愈合性
以上述的異質雙層驅動器和原有同質聚肟氨酯為模塊，通過對模塊的數量、形狀和排列的簡單組合，作者構建了一系列傳統的制造方法難以制備的具有不同3D驅動行為的軟體機器人（圖5）。
圖5. 模塊化愈合組裝策略構建驅動行為各異的軟體機器人
接著作者展現了使用宏觀任意裁剪愈合組裝策略來實現軟體機器人的重構（圖6）。首先從一個長條狀的驅動器出發，調整模塊的組合方式，使該驅動器能夠展現C形、S形、波浪形三種不同的驅動模式。然后以人形軟體機器人為例，通過改變“手臂”、“身體”和“腿”模塊的排列，其在同一溶劑刺激下的驅動變形能夠在跪姿、擁抱和瑜伽坐角式三種姿勢中相互切換。除了改變驅動行為，該策略還能夠賦予驅動器一些特定功能，比如作者將僅發生簡單彎曲變形的長條狀驅動器重構成一個四臂式機器人，在溶劑刺激下該機器人能夠舉起自重1.5倍的鋁板。該策略中對驅動器的拆解及模塊的再組裝過程簡便靈活，從理論上講，可以實現無限重構，通過合理的設計，有望構建出多模式、多功能的軟體機器人。
圖6. 軟體驅動器和機器人的室溫便捷靈活重構
該工作基于材料自愈合性，提出了一種宏觀任意愈合組裝策略，通過簡單模塊的拆解組裝愈合在室溫下實現軟體機器人的靈活的構筑和重構，整個過程無需其他刺激和特別設備，室溫下可反復多次進行，展現了前所未有的便捷性。基于材料的本征自愈合性實現軟體機器人重構的思路，此前未見報道，該策略可以拓展到磅礴興起的其它自愈合材料，為新一代軟體機器人的設計和制造提供新的思路，同時也擴寬了自愈合材料的應用范圍。
展開 碳化硅產業鏈全面梳理
特斯拉Model3是第一個集成全SiC功率模塊的車企，主要采購意法半導體的650V碳化硅功率器件，特斯拉逆變器由24個1-in-1功率模塊組成，這些模塊組裝在針翅式散熱器上。
比亞迪車規級的IGBT已經走到5代，碳化硅Mosfet已經走到3代，第4代正在開發當中，目前在規劃自建產線。若如期實現，比亞迪將繼續維持國內三電技術領先的地位，并且在續航表現上與其他國內車企拉開一大截。
5G基站方面，對碳化硅襯底也有較大需求。
根據Yole和CREE預測，受益5G的普及與5G基站的建設，碳化硅基氮化鎵外延功率器件市場規模將從2018年6.45億美金增長到2024年的20億美金，年均復合增速達20.76%，2027年市場規模有望達到35億美金。
當前國內電子行業處于成長期，正朝著核心技術含量和附加值更高的環節邁進，部分產品性能已經能夠達到國際先進水平。
電子行業作為新一代信息技術中的核心組成部分，在國家更為重視科技發展的大背景下，有望進一步獲得政策和資金的大力支持。
隨著政策不斷扶持和資金助力，國內電子企業有望在高技術含量和高附加值環節實現更多技術突破，加速國產化替代進程，產業鏈整體具備廣闊的成長空間。
【免責聲明】文章為作者個人觀點，不代表EDC電驅未來立場。如因作品內容、版權等存在問題，請于本文布30日內聯系EDC電驅未來進行刪除或洽談版權使用事宜。
展開 ISO 26262安全的軟件開發流程
為了避免因高復雜度導致的錯誤，軟件架構設計應該滿足模塊化，封裝性和簡單這三個基本的屬性，下表中給出了軟件架構設計的原則。
在Studio的層次結構中，支持軟件組件的層次化結構，每個軟件組件通過內部行為表示其軟件組件具體完成的功能，滿足高內聚性和低耦合性。
架構層的設計保證了軟件架構設計開發到合理的程度使得所有的軟件單元能夠區別開。軟件架構設計包含了靜態設計和動態設計兩部分，其中靜態設計部分，架構層完成了分級層次的軟件結構，軟件組件的端口實現了標準中規定的軟件組件的外部接口。根據標準7.4.9中指出，軟件安全需求應該分配到軟件組件上，每個軟件組件應該根據分配給它的最高等級的ASIL來開發。
開發實現階段
開發實現階段是軟件工程中定義的系統開發的最中心的工作，它是完成系統實現的主要工作，因此在開發實現階段的安全保證也是Studio非常重要的工作。軟件的開發實現包括源碼的生成和轉化為目標代碼。
在ISO 26262-6的8.4.4中給出了軟件單元設計和在源碼級實現的屬性，包括：軟件單元的子程序和功能能夠正確執行相關步驟；軟件單元間保持接口一致；簡單性；可讀性和易理解性；魯棒性；易于修改和可測試性。如下表給出了我們工具符合標準的一些設計原則。
由于Studio的最終目標是生成安全可靠的代碼，包括軟件組件的內部算法，軟件組件間相互通信代碼，ECU配置等代碼，因此也需要符合標準中對于編碼的一些規范。
集成和測試階段
集成和測試階段是軟件開發的最后階段，它是正確高效運行軟件的必要保證。集成是按照系統設計的要求將各個模塊組裝成子系統或者是系統，測試驗證軟件開發是否正確的完成了需求。
展開 java常用關鍵技術
一個基于SOA架構的系統中的所有的程序功能都被封裝在一些功能模塊中，我們就是利用這些已經封裝好的功能模塊組裝構建我們所需要的程序或者系統，而這些功能模塊就是SOA架構中的不同的服務(services)。
在本架構設計方案中，為提高應用架構的可重用性、基于組件的靈活構建、以及發展的考慮，遵循了如下幾點：
? 服務粒度的控制： 對于將暴露在整個系統外部的服務推薦使用粗粒度的接口，而相對較細粒度的服務接口通常用于企業系統架構的內部。
? 松耦合性：SOA 架構中的不同服務之間應該保持一種松耦合的關系，即應該保持一種相對獨立無依賴的關系;
? 位置透明性：SOA 系統中的所有服務對于他們的調用者來說都是位置透明的，也就是說每個服務的調用者只需要知道他們調用的是哪一個服務，但并不需要知道所調用服務的物理位置在哪里。
3. 基于全程建模的技術
大型信息系統經常借助模型來設計分析，模型是現實世界中的某些事物的一種抽象表示。抽象的含義是抽取事物的本質特性，忽略事物的其他次要因素。因此，模型既反映事物的原型，又不等于該原型。模型是理解、分析、開發或改造事物原型的一種常用手段。
在信息系統中，模型是開發過程中的一個不可缺少的工具。信息系統包括數據處理、事務管理和決策支持。實質上，信息系統可以看成是由一系列有序的模型構成的，這些有序模型通常為：功能模型、信息模型、數據模型、控制模型和決策模型，所謂有序是指這些模型上分別在系統的不同開發階段、不同開發層次上建立的。
業務模型是軟件設計的核心。任何底層的問題都會反饋到業務模型上來，而業務模型和需求非常的接近，因此測試用例的設計難度比較低。
展開 Abaqus/CAE中的材料屬性和裝配件
?部件
?用戶在部件模塊創建部件。
?每個部件是獨立的幾何實體，它的修改或操作獨立于其它部件。
?每個部件只存在于它自己的坐標系中，與其它部件無關。
每個部件都要引用參考截面屬性。
部件實例和裝配件
?用戶在組裝模塊創建部件實例。
?實例與它的原始部件保持相關性。
?用戶可以將一個部件多次實例化，并將同一部件的多個實例進行組裝。
?部件的每個實例與在屬性模塊中分配給部件的截面屬性相關。
?用戶可以在全局坐標系中定位部件實例，形成裝配件。
?用戶可以在部件模塊中修改原始的部件。回到組裝模塊之后，Abaqus/CAE將自動的更新每個部件的實例。
依賴和不依賴的部件實例
?你可以創建依賴或不依賴的部件實例.
?不依賴的實例是部件的一個有效的拷貝并能被修改.
?依賴的部件共享原始部件的幾何以及網格同時不能被修改.
?缺省的創建依賴的部件實例.
?依賴和不依賴的部件實例的含義將在分網一節詳細討論.
例子：嬰兒四輪車的裝配件
定位部件實例
?在組裝模塊中，定位是主要的任務。兩種一般的方法：
?絕對定位
?相對定位
?絕對定位不是裝配件的特征：
?平移
?旋轉
?用另外的部件替換已有部件
?利用定位約束進行相對定位
?相對定位約束：
?在兩個幾何部件實例之間定義幾何關系。
?在裝配件中，定義部件實例必須遵從的規則。比如，一個表面必須與另一個表面平行。
?是裝配件的特征。對于相對定位約束，可以進行編輯、隱藏、刪除等操作。
?在一些情況下，可能會與已有的定位約束沖突。比如，讓一個表面同時平行于另外兩個表面。
?表面平行約束
（只限三維部件實例）邊平行約束同表面平行約束類似，并且二維和三維部件實例都可以使用。
展開 
一文看懂碳化硅（SiC）產業鏈
特斯拉Model3是第一個集成全SiC功率模塊的車企，主要采購意法半導體的650V碳化硅功率器件，特斯拉逆變器由24個1-in-1功率模塊組成，這些模塊組裝在針翅式散熱器上。
比亞迪車規級的IGBT已經走到5代，碳化硅Mosfet已經走到3代，第4代正在開發當中，目前在規劃自建產線。若如期實現，比亞迪將繼續維持國內三電技術領先的地位，并且在續航表現上與其他國內車企拉開一大截。
5G基站方面，對碳化硅襯底也有較大需求。根據Yole和CREE預測，受益5G的普及與5G基站的建設，碳化硅基氮化鎵外延功率器件市場規模將從2018年6.45億美金增長到2024年的20億美金，年均復合增速達20.76%，2027年市場規模有望達到35億美金。
當前國內電子行業處于成長期，正朝著核心技術含量和附加值更高的環節邁進，部分產品性能已經能夠達到國際先進水平。
電子行業作為新一代信息技術中的核心組成部分，在國家更為重視科技發展的大背景下，有望進一步獲得政策和資金的大力支持。
隨著政策不斷扶持和資金助力，國內電子企業有望在高技術含量和高附加值環節實現更多技術突破，加速國產化替代進程，產業鏈整體具備廣闊的成長空間。
展開 基于復合 PCM 材料的鋰離子電池熱管理被動熱調節器
在純 PCM 中集成 AlN 可將電池模塊的峰值溫度降低 7.94%。熱調節器還可以減少循環溫度變化，突顯其增強電池熱管理的潛力。研究成果以“Thermal management of Li-ion batteries with passive thermal regulators based on composite PCM materials”為題發表在《Journal of Energy Storage》。
03
圖文導讀
圖1 比較兩種熱調節器(a)之前的工作，(b)的新設計。
圖2 熱調節器(a)模型圖，(b)熱阻網絡圖。
圖3 帶有cPCM熱調節器的電池模塊的組裝過程。
圖4 (a)正二十烷，(b)AlN，(c)cPCM 的SEM圖
展開 基于51單片機的風速測量儀設計
因此整個系統的軟件程序分為系統初始化子程序模塊、ADC 轉換子程序模塊、液晶顯示控制模塊，整個系統上電之后，單片機先調用初始化函數，完成對液晶屏和 ADC0832 的硬件初始化，讓液晶顯示器顯示出相應數據，初始化完畢后，控制 ADC0832 完成 ADC 轉換并計算出速度，并對風速進行分級，傳送數據到 LCD1602 顯示出來，主程序流程見圖 5。
圖5 主程序流程圖
3.系統調試
系統組裝完畢后，需要對軟硬件的各項功能進行調試。先進行硬件調試，硬件調試完畢后再進行軟件調試。
3.1 硬件測試
首先分別對各電路模塊做功能性驗證，第一步是進行單片機最小系統的功能調試，硬件焊接完成之后，通過下載一個 LCD1602 的初始化顯示程序到單片機中觀察液晶顯示器是否正常顯示字符。燒錄程序后能夠正常顯示字符，說明單片機最小系統及液晶顯示模塊能夠正常運行。隨后測量三杯風速傳感器的信號輸出，通過測試，傳感器能正常輸出 0~+5 V 模擬信號。之后測試 ADC0832 的功能，ADC0832 功能測試是利用一個電位器產生模擬量輸入，把 ADC0832 的驅動程序燒錄進去，能夠正常讀取電壓值，再將傳感器輸出信號作為ADC083 的輸入，綜合測試能夠采集風速傳感器的電壓值并通過液晶顯示出來。因此整個硬件測試基本通過，圖 6 是整個硬件系統組裝完成的電路實物圖。
圖6 硬件成品圖
3.2 軟件調試
因為系統不涉及到精確的時序控制，且無需實現比較復雜的數學運算，所以使用 C 語言編寫程序，開發環境采用 Keil。
展開 SiC和GaN功率器件為何能夠在電子界唱主角？原因在此
例如，ROHM Semiconductor開發的BSM300D12P2E001半橋SiC功率模塊，將SiC MOSFET與SiC SBD集成封裝，最大限度地降低了先前由IGBT尾電流和FRD恢復損耗引起的開關損耗（圖2）。
圖2：與IGBT模塊相比，集成SiC MOSFET和SBD的全SiC功率模塊損耗更低，即使高速開關操作亦是如此。（圖片來源：ROHM Semiconductor）
與IGBT相比，ROHM Semiconductor的SiC基MOSFET損耗明顯降低了73%。該公司推出的MOSFET系列耐壓高達1700V，導通電阻范圍為45m?至1150m?，采用TO-247N、TO-3PFM、TO-268-L和TO-220封裝。
此外，ROHM推出的SiC肖特基勢壘二極管通過了AEC-Q101汽車級標準鑒定。該器件恢復時間短、開關速度快、溫度依賴性小、正向電壓低，可耐壓650V，電流范圍為6至20A。
SiC器件在EV應用中發揮的作用
作為首家主逆變器集成全SiC功率模塊的電動汽車制造商，特斯拉 (Tesla) 在特斯拉3型轎車中采用了這項技術。S型和X型等此前特斯拉車型，均采用TO-247封裝的IGBT。特斯拉與STMicroelectronics合作，將SiC功率模塊組裝在逆變器的散熱器上。與STMicroelectronics的SCT10N120一樣，這款MOSFET額定電壓為650V，采用銅基板進行散熱。
展開 