面向离散型数控车间的无纸化制造技术研究

在分析企业管理现状的基础上,结合企业信息化应用程度,提出了无纸化制造总体思路,建立了数字化管理模式,搭建了车间数字化制造集成平台,从工艺无纸化、生产管理无纸化、生产物流无纸化及三者之间的信息集成交互进行深入研究,实现产品全生命周期制造过程跟踪,最终形成产品全生命周期制造档案,通过数字化工艺设计、数字化业务管理以及集成生产现场应用,促进企业技术创新和管理提升。     

基于广义特性函数集的制造系统碳流动态模型及碳效率评估方法研究

1．项目简介
　　本项目集成数据、模型、公式等数量关系对典型工艺过程与设备碳排放输入输出特性进行函数化分析，提出碳源广义特性函数的概念；基于碳源广义特性函数集，综合物料碳、能源碳及工艺碳三种碳排放，建立生产设备、制造单元、车间、工厂四层次的制造系统碳流动态模型，揭示制造系统及其生产过程的碳排放静动态特性、碳源分布与流量、碳排放全过程时空动态变化及扰动规律；基于制造系统碳流融合与交汇特性，提出零部件、装配体制造全过程以及四层次制造系统的碳效率分析与评估方法，支持碳排放数据同产品设计与制造系统的集成。本项目研究成果将为工艺过程及制造系统的碳排放动态特性分析、建模以及低碳优化与决策提供基础理论与方法。     

绝缘子玻璃件的钢化技术研究

钢化玻璃绝缘子被广泛应用于特高压输电线路中,在各种恶劣环境中能够一直保持优异的绝缘性能。钢化是玻璃件实现并长期保持稳定的主要手段,现对玻璃钢化的原理和性能进行深度剖析,对绝缘子玻璃件的钢化工艺、钢化风栅设计进行深入探讨,并为绝缘子玻璃件钢化提供优化思路;同时,为减少钢化玻璃绝缘子在电网运行过程中的自爆现象,使用了冷热冲击、去杂质冲击等工艺方法,这种成套生产工艺已在上海塞迪维尔玻璃制品有限公司生产中得到实际验证,可以作为绝缘子玻璃件生产厂家改善产品钢化效果的参考资料。     

优化网状铝合金阻隔抑爆材料制造工艺参数的实验研究

为了优化网状铝合金阻隔抑爆材料的制造工艺参数,以获得较高的材料延伸率,根据生产经验分析了影响材料延伸率的主要工艺参数:坯料表面的粗糙度Ra、均匀化退火保温时间h1、成品退火保温时间h2及铝箔的厚度s等,通过二次回归正交旋转组合试验,建立回归方程数学模型。结果表明,均匀化退火保温时间h1、成品退火保温时间h2对延伸率的影响最大,其它参数次之。通过试验验证,该数学模型合理可用,为网状铝合金阻隔抑爆材料的制造工艺提供了科学的理论指导。     

面向LCA机电产品绿色工艺体系的研究

针对目前LCA现有软件对机电产品绿色设计及绿色工艺体系缺乏良好支撑问题,从机电产品制造过程的技术特性、工艺参数和绿色特性出发,建立了工艺系统总体流程、系统结构体系和系统功能模型,从机电产品生命周期绿色信息集成角度分析了产品BOM的结构及绿色信息集成策略.针对加工工艺参数及工艺输出指标因素间的关联性,建立机电产品在LCA下工艺参数化模型和量化方法,用GBP算法遴选优化方案,实现绿色加工工艺过程从集成角度深入地分析了系统功能之间的联系、以及工艺过程参数的多目标性进而开发了原型系统.     

MES/CAPP集成下生产过程动态追踪管理体系研究

在分析制造执行系统（MES）中产品生产过程数据与计算机辅助工艺规划系统（CAPP）中工艺数据的基础上,针对压力容器制造业生产过程及质量管理的特点,建立了一种MES/CAPP集成下的生产过程动态追踪管理体系。通过对体系集成框架与运行模式的分析,开发了压力容器生产过程动态追踪管理系统,实现了生产过程中对物料及质量状态的实时追踪,提高了生产过程的管理效率;通过对质量问题的溯源,追踪并改善质量形成过程中的缺陷因素并对工艺知识库进行优化,有效提升了企业工艺设计与产品制造的科学性与合理性。     

大型焊接构架制造过程的变形测量与分析

为了全面了解焊接和退火工艺对机车转向架构架制造过程变形的影响程度,提出了以试件的3D平均偏差、标准偏差和四角高差作为评价指标,用光学摄影测量系统对大型构架整体定位,用三维激光扫描仪对构架进行快速数据采集,用Geomagic-studio快速处理点云数据,以构架设计模型作为参考基准、用Geomagic-qualify进行焊接和退火工序变形的分析与评价的系统化方法。研究结果表明,三维激光扫描仪和Geomagic软件相结合的方法可以实现对大型结构件制造过程变形进行全方位的快速精确测量与分析,为该类产品制造质量的监控提供了新手段。数据分析表明,焊接工艺是影响构架变形的主要因素,而退火工艺对构架变形的3D平均偏差改善量小于0.58mm。该结论为缩短退火时间、降低能耗与生产成本提供了科学依据。     

国家自然科学基金委员会机械工程学科2012/2013年度结题项目简介

<正>基于广义特性函数集的制造系统碳流动态模型及碳效率评估方法研究项目负责人:曹华军(E-mail:hjcao@cqu.edu.cn)依托单位:重庆大学项目批准号:510754151.项目简介本项目集成数据、模型、公式等数量关系对典型工艺过程与设备碳排放输入输出特性进行函数化分析,提出碳源广义特性函数的概念;基于碳源广义特性函数集,综合物料碳、能源碳及工艺碳三种碳排放,建立生产设备、制造单元、车间、工厂四层次的制造系统碳流动态模型,揭示制造系统及其生产过程的碳排放静动态特性、碳源分布与流量、碳排放全过程时空     

面向e-制造的工艺规划与工序分配集成技术研究

为满足e—制造技术对工艺规划和工序分配的新需求,在制造设备e—化的基础上,提出了一种面向e—制造的动态工艺规划与工序分配的集成方法和Capplet集成模型。该集成模型通过Java解决方案和动态Web页面两种方式实现。在基于遗传算法的工序分配与工艺规划的并行交互机制下,基于甘特图的协同工序分配方法为动态工序分配提供了一种新的解决途径。Capplet集成模型与e—制造实时加工调度的无缝集成,为e—制造的生产准备奠定了基础。     

420J2热轧不锈钢白皮卷生产实践

介绍了泰钢不锈钢轧钢厂采用"‘炉卷+连轧’+全氢罩式退火+酸洗"工艺生产420J2马氏体不锈钢白皮卷的工艺过程,及各生产工序的工艺控制,并对各关键控制点提出了相应的质量保证措施,所生产的产品质量性能指标达到要求。     

基于ANSYS的退火炉台结构优化设计

工业退火炉是一种重要的钢铁热处理设备,主要用于冷轧钢卷的退火处理。传统依据设计手册的炉台设计方法偏于保守,使得设计的炉台显得笨重,从而造成一些不必要的浪费。因此,研究炉台在温度下的应力分布状况对炉台的设计有着重要的意义。通过大型CAE软件ANSYS分析退火炉台在受到热-力耦合载荷条件下的应力分布情况,并利用ANSYS的优化设计模块对炉台进行优化设计,确定底座的最优尺寸,在满足相关设计标准的同时实现轻量化的目的,将炉台重量降低了15.5%。     

连续退火炉温度控制系统设计

论述了连续退火炉生产过程温度控制的要求,介绍了温度控制方案的选择与实现。在此基础上设计了连续退火炉温度控制系统,实现了温度控制的要求。     

基于ICA-PCA的连续退火机组温度系统的多模型监测方法

冷轧连续退火机组中,退火炉是其中的重要设备。为保证最终带钢的质量,带钢在退火炉内各个阶段的温度必须严格控制在工艺要求的范围之内。文章针对不同规格的带钢建立不同的温度监测模型,选用ICA-PCA两步结合的特征提取方法挖掘与温度状态紧密相关的过程信息,同时建立多个统计量指标及时实现带钢温度系统的在线监测。通过对现场实际数据的仿真分析证明了所提出方法的可行性和有效性。     

绿色制造的一种工艺路线决策模型及其求解算法

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式,工艺路线的确定是绿色制造过程中的关键问题之一。基于现有解决工艺路线决策问题的研究成果,建立了一种面向绿色制造的工艺路线决策模型,旨在优化产品制造工艺过程、节约制造过程中的物料和能源的消耗和减少废弃物的排放和污染;并对工艺路线决策的现有算法进行了探讨。针对现有算法的不足,将遗传算法与模拟退火算法相结合对该模型进行求解,并用案例来验证模型的实用性和算法的可行性。     

退火工艺过程光学玻璃热力学特性的计算机仿真

退火是光学玻璃加工的重要工艺过程.用于空间光学遥感器的平板光学玻璃的热特性及热控措施具有特殊的要求,因此其退火过程也具有一定的特殊性.本文的重点工作是利用有限元法、针对全部镀膜后的光学玻璃在退火工艺过程中的温度场及热弹性变形进行分析计算,旨在探索合理的退火工艺参数及其改进措施.     

真空退火温度的建模与解耦控制

真空退火炉中温度的精确控制是一个多变量控制问题。为实现退火温度的精确控制,以真空退火炉现场实际采集的数据为基础,辨识出真空退火炉温区温度的二阶滞后模型,提出一种二阶滞后系统的多变量预测函数解耦控制算法。将多变量系统的解耦控制问题化简为若干个单变量系统的预测函数控制,采取分散优化策略代替整体优化,利用预测函数控制算法的特点,引入基函数增加了设计的自由度,减少了在线计算量,使参数设计和算法过程求解大为简化,得到一个解析的控制量计算方程,实现退火温度二阶滞后系统的多变量预测函数解耦控制。仿真结果表明,控制方法优于传统或改进的PID控制系统。将该控制方法应用于实际的 2 100×2 100真空退火炉退火温度控制系统中,取得了很好的控制效果。     

Flow stress property of a hardened steel at elevated temperatures with tempering effect

The flow stress property of materials is a key for the successful modeling and analysis of any thermo-mechanical processes. For hardened steels in manufacturing processes such as heat treatment, grinding, and hard machining, their martensitic structures are often changed due to tempering at elevated temperatures, and thus their flow stress property changes accordingly. To reveal the tempering effect, tensile tests at elevated temperatures with various soaking times and heat treatment experiments are performed on hardened AISI 52100 steel. It is found that, at the same temperature level the flow stress is smaller for the specimens that received stronger tempering, and the decrease of strength due to tempering effect becomes more pronounced at high temperatures. Furthermore, the tempering effect is modeled and expressed as a function of thermal history and material hardness. The modeling results agree with the experiment reasonably well. Based on the model, the tempering effect on flow stress can be separated from the softening effect due to temperature rise, and both effects can be studied individually.     

大直径厚壁铬钼钢筒体成型

通过合成氨装置中一段变换炉的研制 ,阐述了大直径厚壁调质铬钼钢筒身三瓦片成形的工艺方法 ,并介绍了筒体装焊过程采取的一些相关措施。     

System modeling and temperature control of reheating furnace walking hearth type in the setting up process

Reheating furnace walking hearth type (RFWHT) has been used for the iron and wire rods of the reheating process in Ratchasima Steel Products Co., Ltd. Factory (Nakhon Ratchasima, Thailand). Ratchasima Steel Products Co., Ltd. is among the companies with the highest energy consumption in Thailand. The company is confronted by problems related to performance improvement in terms of temperature control and reduction of fuel consumption. Since the reheating furnace was installed in 1964 and with the adjustment of some of its devices, the system has required an optimal controller for controlling the temperature inside each zone of the reheating furnace. This study aimed at investigating the mathematical model from the experimental data in the manufacturing process of rolling wire rod production and subsystem by using system identification with genetic algorithm. Results can be used to design a proportional-integral controller for temperature control in each zone and to reduce fuel.     

带钢高温态横向瓢曲的理论与试验

对连续退火生产线上处于高温态的薄宽带钢的横向瓢曲的生成机理提出一种新的解释,认为传统认知的横向瓢曲是横向温差造成的所谓“热瓢曲”的论断并不正确,带钢横向瓢曲的主因是由于带钢宽向中部局部区域张力集中导致不均匀拉伸变形造成的局部屈曲,即类同于冲压成形中的起皱皱曲变形,并通过解析分析和数值计算研究揭示出带钢横向瓢曲变形过程的力学规律;借鉴YBT试验方法,以冷态下的板料不均匀拉伸试验验证了解析分析方法和数值计算模型的正确性;研究提出了抑制连续退火炉内带钢“热瓢曲”现象的一系列对策措施,用于宝钢股份2#连退机组取得成功。