面向敏捷制造的智能制造单元框架结构的研究

分析了敏捷制造单元的构成和运行特征,提出建立敏捷制造单元智能自治体模型的原则,在此基础上建立了基于多智能自治体系统的敏捷制造单元运行控制框架结构。这种结构不仅很好地解决了敏捷制造单元分布式动态调度与控制问题,而且为制造系统集成和分布式、网络化制造环境下的多单元、多地点协调协作提供了集成框架和技术基础。     

基于公理设计的人机协作数字孪生建模技术

人本智造是未来智能制造发展的重要方向，安全可信的人机协作是实现人本智造的基础。数字孪生所强调的以虚映实和以虚控实的思想与以人为核心的人机协作需求相匹配，为面向人本智造的人机协作新范式转变提供了新思路。目前欠缺关于人机协作数字孪生模型建模方法的研究，以满足数字孪生技术在人机协作领域中的应用需求。提出面向人机协作智造的数字孪生建模技术，从机器人模型和协作人员模型两方面展开人机协作模型建模机理分析。首先分析了机器人模型和协作人员模型具备的特征，在此基础上提出机器人模型和协作人员模型的基本组成结构，为人机协作数字孪生模型构建提供理论支持；建立了基于公理化设计理论的人机协作模型构建框架，提出了人机协作数字孪生模型的建模步骤；最后，以人机协作抓取数字孪生模型的构建过程为例，详细介绍了模型的构建过程，验证了所提方法的可行性。     

基于CORBA的敏捷制造资源快速重构

着重讲述了一种基于CORBA的敏捷制造的生产资源快速重构的机理和实现的关键技术。其名包括多层次的资源模型的建立、集成搜索系统与智能决策系统的实现。智能决策系统是以进化计算方法）（主要是遗传算法）为基础，通过网络技术将不同地理位置的单元资源集成起来，最佳地对这些资源加以利用，实现生产资源的快速重构，进而为实现敏捷制造奠定坚实的基础。     

敏捷制造模式下资源快速重构方法

着重进述了一种面向敏捷制造的资源重构的机理和实现的关键技术,其中包括多层次的资源模型的建立、集成搜索系统与智能决策系统的实现。智能决策系统是以进化计算方法（主要是遗传算法）为基础。通过网络技术将不同地理位置的单元资源集成起来,最佳地对这些资源加以利用,实现生产资源的快速重构,进而实现敏捷制造奠定坚实的基础。     

制造系统智能前端的研究

基于敏捷制造对制造过程管理与控制的需求 ,研究并建立了制造系统智能前端的原型。给出了智能前端的定义和技术特征 ;建立了基于智能前端的现场分布式信息处理模型 ;在引入智能单元概念后 ,提出了智能前端的功能实现模式 ;基于IEEE14 5 1标准和Lonworks现场总线技术 ,设计了智能前端的原型     

面向敏捷制造的资源集成系统研究

着重讲述了一种面向敏捷制造的资源集成系统的机理和实现的关键技术 ,其中包括资源模型的建立、集成搜索系统与智能决策系统的实现 ,以及利用CORBA技术使系统更具有兼容性。智能决策系统是以进化计算方法 (主要是遗传算法 )为基础。通过网络技术将不同地理位置的盟员资源集成起来 ,最佳地对这些资源加以利用 ,为实现资源重构 ,进而实现敏捷制造奠定坚实的基础。     

支持敏捷制造系统重构的生产资源模型研究

资源集成是实现敏捷制造系统重构的首要任务 ,生产资源模型的建立是资源集成系统实现的基础。围绕生产资源的建模 ,阐述了重构的机理、基于Multi-Agent的资源管理模式以及在系统层、单元层和资源层里多层次资源模型的建立 ,为实现生产资源的集成 ,进而实现敏捷制造奠定了坚实的基础     

面向工业5.0的人机协作增材制造

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提出了面向工业5.0的人机协作增材制造参考框架,建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程,讨论了关键使能技术,包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后,探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用,包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造,通过发展人-信息-物理系统理论,首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景,以推动增材制造向人机协作的工业5.0范式转变,更好地满足用户个性化需求。     

基于数字孪生的多维多尺度智能制造空间及其建模方法

随着数字孪生、信息物理融合系统等新兴技术的发展,如何实现面向制造业应用的物理空间、信息空间与业务空间的多维融合已成为智能制造落地实施的关键。针对该问题,从逻辑关联的视角提出了多维多尺度智能制造空间的内涵与特征,并结合数字孪生技术的实现逻辑,研究了智能制造空间的虚实映射建模方法、复杂多维时空域下智能制造过程及数据建模方法。进一步,结合某叶轮的生产制造案例对所提出的建模方法进行了验证,证明了该建模方法的可行性和有效性,为实现智能制造空间多要素、多业务、多流程的实时同步仿真与虚实联动控制提供了支撑。     

数字孪生制造单元多维多尺度建模与边—云协同配置

为了解决离散型智能车间多维、多尺度、高保真建模及其软硬件配置与协同问题，以离散型智能车间的基本实现单元——数字孪生制造单元为对象，从数据—知识混合驱动的角度，探明新一代信息技术赋能下数字孪生制造单元的构成要素与关键特征，提出数字孪生制造单元的多维多尺度智能空间模型及其高保真建模方法。进一步从边—云协同的角度构建软硬件集成的数字孪生制造单元配置模型，建立了基于智能合约的数字孪生制造单元边—云协同运行与智能化管控机制。采用Java Web技术开发了数字孪生制造单元原型系统，并以航空发动机整体叶轮加工过程为案例，验证了所提模型与方法的正确性和有效性。     

汽车总装电子电气订单生产信息系统设计实践

通过对整车电子电气系统总装阶段工业化的特点的分析,确定了大量总装电子电气订单生产信息对于总装现场生产活动的必要性。设计建立了适应现场需求的汽车总装电子电气订单生产信息系统,并包含条码式车辆识别和在线实时无线数据导入两个子系统。本系统的建立实施不但满足了总装电子电气工艺领域的单件订单化生产的要求,大大提高了生产效率和生产一次合格率水平,而且保证了企业产品的高质量、多样化且可追溯,大大提高了其市场竞争力。     

离散型智能总装车间建设探索与实践

以一个实际的智能总装车间建设项目为依托,文中系统研究了智能制造技术在离散型总装车间中的应用.首先,介绍了国内外智能总装车间的发展现状,提出了离散型智能总装车间建设架构,给出了智能总装车间的总体建设思路.然后,从车间信息管理系统、脉动式总装生产线建设等方面,详细研究了智能总装车间建设的关键技术.最后,结合某雷达电子装备智...     

固态功率放大器模块自动化生产研究

固态功率放大器模块是全固态发射机的核心,其生产技术对相控阵雷达的综合性能指标具有重要影响。S 波段固态功率放大器模块的批量生产对焊接、装配、测试提出了高要求。文中介绍了功率放大器模块的自动化组装和测试的实现,验证了固态功率放大器模块采用自动化生产线的可行性。该研究成果的应用有效地提高了固态功率放大器模块的装配一致性和可靠性,为工业制造智能化的研究工作奠定了良好的技术基础。     

虚拟环境下的轨道车分配阀装配人机工程仿真研究

轨道车分配阀的装配作业是制造过程的关键步骤,为了减少装配作业疲劳程度,提高生产效率,对轨道车分配阀的装配作业过程进行改善。结合生产现场情况,运用HumanCAD平台搭建虚拟装配作业环境;通过对分配阀的装配作业过程仿真,对工人操作进行人机工程分析与评价。所得结果证明了虚拟装配中进行人机问题评估可以准确发现存在的问题,并以此提出工装优化方案,避免了实际生产中人机装配不良的问题。该方法对于指导产品设计、减少作业疲劳程度及提高工位作业效率具有较为显著的作用。     

基于 CPS 的可重构制造系统在互联工厂的应用

为了解决个性化定制与大规模生产的矛盾,应用 CPS 技术和模块化制造单元,建立了完整的可重构制造系统,实现大规模个性化定制产品生产流程的高效协同。在研究了面向大规模个性化定制可重构系统特性的基础上,构建了基于 CPS 的可重构制造系统架构,研究了可重构系统的关键核心技术。建立的系统可以将生产制造的复杂行为转换为实际数据信息,通过重构分析、智能决策和动态优化调整模块化制造单元,使整个生产环节的制造资源处于有序可控状态。通过在互联工厂展开应用落地验证,结果表明了该系统的可行性和有效性。     

教学型智能制造生产线的设计

以智能制造主要技术元素为切入点,设计了教学型智能制造生产线。介绍了企业资源计划系统、制造执行系统、立体仓储单元、工业机器人、数控加工设备、激光打标设备、视觉检测设备、自动装配设备、物料传输设备等教学型智能制造生产线的组成结构,分析了工作流程。这一教学型智能制造生产线具有良好的柔性,可以根据客户需求增减工作单元、调整零件类型、定制商标等,具有较高的实用价值。     

一种桁架式装配单元设计应用及其混联式柔性变体研究

以车载雷达产品为主要应用对象,从车载雷达装配工序的分解重构开始,依次展开了车载雷达装配系统的结构主体、末端执行机构和控制系统的设计,形成了一套基于桁架结构的自动装配单元。首先进行了车载雷达装配工序的提取以及装配单元的机构设计;其次基于BECKHOFF的控制器和EtherCAT总线搭建了自动装配单元的工业控制系统,并编写了自动、工序和点动调试3种模式的程序;然后通过投产、安装和调试搭建了装配应用验证单元。实际运行结果表明,所设计的车载雷达自动装配单元具备高速、高精度特点,能够稳定地实现车载雷达产品的装配过程。在此基础上,结合车载雷达产品多品种、小批量的生产模式,提出了对下一代自动化系统的柔性制造需求,研究了基于现有单元的具备高柔性的结构改进方案,提升了单元的混线生产能力。     

基于装配特征的零件自动装配

研究了装配模型技术，提出了一种根据零件及其装配特征的参考原点和装配基准面来确定零件移动位置和方向的方法，从而完成自动装配，可大大地减少计算机辅助装配系统输入的数据量，提高了装配速度。采用这一方法开发了基于CAXA平台的夹具快速装配子模块，取得了较好的效果。     

A novel data decomposition and information translation method from CAD system to virtual assembly application

Virtual assembly (VA) is a key technology for virtual manufacturing systems. So far, CAD systems are still the main modeling tools for the VA system. There isn’t a standard data exchange criterion to transfer the data directly from CAD systems to VA applications, consequently an original data decomposition and information translation method (DDITM) was timely proposed to achieve the decomposition and translation. The information of the assembly bodies in the CAD system was divided into geometry information, topology information, and assembly information, etc., which were transferred to the VA application separately. The geometry information including the surface information was translated by the data translation interface (DTI) developed, the topology information was translated by a five-hierarchy topology structure (FHTS) constructed, and the assembly information was translated with database technology. A systematic architecture was formed with the interaction between the geometry information and the topology information, and the assembly information and the topology. Finally an experimental VA system was set up to verify the DDITM, and an assembly simulation was implemented to verify the assembly information further, which proves the translated information is precise and sufficient.     

基于图像自然特征的增强装配引导系统

基于增强现实的产品装配引导有助于提高装配过程的人机效率,研究了增强装配引导信息的建模技术,实现装配过程引导信息的统一组织管理;基于图像自然特征,利用BRIEF算法进行图像匹配,实现虚实装配零件注册;基于虚实注册信息,实现装配引导信息在真实装配场景中的叠加,并建立了增强装配引导原型系统。增强装配引导作为一种新型的人机交互方式,可用于辅助工人进行装配作业,有助于提高装配培训的效率。