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坚持智能制造为主攻方向谱写制造业高质量发展新篇章

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中国工业和信息化 2022年第1期 30-34页

作者：谢克强工业和信息化部电子第五研究所赛宝智库智能化协同制造技术及应用国家工程实验室

"十四五"时期,我国迈向高质量发展新阶段,智能制造迎来新的发展机遇。把握推动智能制造高质量发展的着力点,应注重提升供给体系对国内需求的适配性、提升产业链供应链现代化水平和应用系统观念的能力。

关键词：主攻方向智能制造供应链制造业供给体系适配性产业链高质量发展

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基于层次化的智能协同制造平台框架

制造业自动化 2017年第10期39卷 117-122页

作者：丁涛闫光荣刘爱军北京航空航天大学机械工程及自动化学院北京100191 智能化协同制造技术及应用国家工程实验室北京100094 北京数码大方科技股份有限公司北京100094

为了满足企业灵活组织内部资源,快速响应个性化定制的需求,自底向上分析企业制造资源生产组织方式,构建了基于层次化的智能协同制造平台框架。框架从硬件物联、数据贯通、云端协同三个层面分析制造资源,并提出框架的三个子平台,即基于... 详细信息

为了满足企业灵活组织内部资源,快速响应个性化定制的需求,自底向上分析企业制造资源生产组织方式,构建了基于层次化的智能协同制造平台框架。框架从硬件物联、数据贯通、云端协同三个层面分析制造资源,并提出框架的三个子平台,即基于工业物联的硬件协同平台、基于PLM的生产制造协同平台和基于工业云的价值链协同平台。从协同框架和架构内容两方面分别对框架子平台进行描述,探讨了平台涉及到的核心关键技术。三个层次内部横向集成,层间纵向贯通,从而构成基于层次化的智能协同制造平台框架。

关键词：智能协同制造层次化硬件协同制造协同价值链协同

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智能刀具研究综述

机械工程学报 2021年第21期57卷 248-268页

作者：刘强张海军刘献礼高大湧张明鉴哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室哈尔滨150080 哈尔滨理工大学电气工程博士后流动站哈尔滨150080

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态... 详细信息

智能刀具根据加工中具体用途的不同,可实现对切削状态在线监测、数据处理、切削过程优化控制等功能,通过智能刀具的使用可改善加工过程,提高加工质量与效率,到目前为止学者们对于智能刀具的研究已取得大量研究成果。对智能刀具切削状态监测和切削过程控制两个方面的研究进展进行论述,梳理了学者们应用智能刀具对切削力、切削温度、刀具振动进行监测与控制的研究成果,对刀具结构、监测方式、控制原理、缺点不足、发展方向进行了总结与讨论。对智能刀具涉及的关键技术进行探讨,由于智能刀具涉及多学科交叉,实现的功能及采用的原理各不相同,关键技术多样,需进行多学科交叉融合,并通过产学研协同合作,推进智能刀具关键技术的深入研究及实际应用。

关键词：智能刀具切削状态监测切削过程控制切削力切削温度刀具振动

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镗杆切削力感知单元结构设计与优化

机械设计与制造 2024年

作者：刘强周强高大湧贾儒鸿哈尔滨理工大学高效切削及刀具国家地方联合工程实验室先进制造智能化技术教育部重点实验室

为满足测量镗杆切削力的需求，本文采用ANSYS Workbench有限元分析软件对镗杆等效应力与等效应变分析，确定感知单元安装位置。提出两种镗杆感知单元结构，运用响应曲面优化法确定感知单元最佳优化方案，通过计算、分析相关参数，来确... 详细信息

为满足测量镗杆切削力的需求，本文采用ANSYS Workbench有限元分析软件对镗杆等效应力与等效应变分析，确定感知单元安装位置。提出两种镗杆感知单元结构，运用响应曲面优化法确定感知单元最佳优化方案，通过计算、分析相关参数，来确定最佳的优化方案，并与优化前的感知单元结构方案进行比较。结果表明：当未超过应变式微力传感器最大等效应变时，均布式感知单元结构中镗杆最大测量值为329N；以附加支撑感知单元最大测量值为1000N为设计目标，获得5种最优结构参数，在实际设计制造中，可根据实际情况从中进行选择。

关键词：镗杆切削力感知单元结构设计与优化

基于货物时间价值的空铁联运转运枢纽选址优化

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交通运输系统工程与信息 2023年第1期23卷 48-57页

作者：申皓张锦孙文杰洪治潮李国旗西南交通大学交通运输与物流学院成都611576 综合交通运输智能化国家地方联合工程实验室成都611576 综合交通大数据应用技术国家工程实验室成都611576

高效合理的联运网络是空铁联运快递服务产品创新的重要支撑。本文在考虑货物时间价值的基础上,以空铁联运转运枢纽的位置以及运输方式选择为决策变量,构建以综合成本最低为目标的空铁联运转运枢纽选址模型,并设计变邻域遗传算法进行模... 详细信息

高效合理的联运网络是空铁联运快递服务产品创新的重要支撑。本文在考虑货物时间价值的基础上,以空铁联运转运枢纽的位置以及运输方式选择为决策变量,构建以综合成本最低为目标的空铁联运转运枢纽选址模型,并设计变邻域遗传算法进行模型求解。以截至2019年开通高铁并设有机场的200个地级城市为例,采用复杂网络和优劣解距离法结合的方法选取空铁联运转运枢纽的备选城市,验证模型和算法的实用性及有效性。结果表明,运输时间限制和折扣系数是影响空铁联运网络综合成本的重要因素。随着运输时间限制的增加以及折扣系数的降低,空铁联运网络综合成本分别降低了15%和11%。空铁联运转运枢纽的空间布局主要受运输时间限制的影响。运输时间限制较低时,空铁联运转运枢纽布局以东北地区和西部地区为主,以提高快递运输的时效性。运输时间限制较高时,空铁联运转运枢纽布局向中东部地区转移,为经济服务趋势明显。空铁联运网络最优枢纽数量则受运输时间限制和折扣系数的综合影响,但运输时间限制对于最优枢纽数量的影响更为显著。合理布局空铁联运转运枢纽和提升空铁联运规模效益是提高空铁联运服务时效性和竞争力的重要途径。

关键词：综合运输转运枢纽选址变邻域遗传算法空铁联运时效性

基于虚拟视野的结构光条纹投影像素精准映射方法

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仪器仪表学报 2023年第8期44卷 63-73页

作者：李茂月张明垒吕虹毓徐敬之哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

针对像素尺寸差异、相位误差等导致相机与投影仪同名点像素坐标匹配错误、有效像素点缺失问题,提出一种基于虚拟视野的改进包裹相位-坐标映射方法。首先,对不同重叠视场下的条纹信息进行分析,确定较优投影模式;其次,设计两组高低频率的... 详细信息

针对像素尺寸差异、相位误差等导致相机与投影仪同名点像素坐标匹配错误、有效像素点缺失问题,提出一种基于虚拟视野的改进包裹相位-坐标映射方法。首先,对不同重叠视场下的条纹信息进行分析,确定较优投影模式;其次,设计两组高低频率的横纵条纹,提取低频相位极值计算虚拟投影视野、高频周期对真实和虚拟视野逐级编号,实现视野小范围匹配;最后,改进包裹相位坐标映射方法和相位差阈值判别准则,逐编号求解投影像素坐标,获得像素间的精准映射关系。实验结果表明,相位中相同像素区间的包裹相位均方根误差,相较于连续相位降低了78.6%。在平面和复杂表面实验中,有效像素数量相较于传统匹配增长了9.21倍和9.43倍,像素误匹配坐标比例由传统相位匹配的80.55%、59.4%降低至14.26%、12.56%,为自适应条纹测量技术中像素同名点匹配提供了可行的解决方案。

关键词：虚拟视野光学测量正弦条纹包裹相位像素映射

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铣削工况下考虑结合面的主轴系统动态特性

振动．测试与诊断 2023年第6期43卷 1136-1143,1244,1245页

作者：姜彦翠陈兴儒罗广丹刘献礼仇焱哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

机床主轴系统动态特性直接影响铣削稳定和表面加工质量,而铣削状态下主轴系统动态特性与静止或空转状态下存在差异。针对此问题,建立了铣削工况下主轴系统和结合面动力学耦合模型,获得铣削工况下主轴系统动态特性,并通过铣削过程中机床... 详细信息

机床主轴系统动态特性直接影响铣削稳定和表面加工质量,而铣削状态下主轴系统动态特性与静止或空转状态下存在差异。针对此问题,建立了铣削工况下主轴系统和结合面动力学耦合模型,获得铣削工况下主轴系统动态特性,并通过铣削过程中机床主轴系统动态特性实验测试进行验证,将静止状态与铣削工况进行对比,预测结果误差平均降低了11.35%。实验结果表明,径向铣削载荷和转速削弱了结合面的刚度特征和系统动态特性,而轴向铣削载荷增强了结合面的刚度特征和系统动态特性,影响最为明显的是主轴转速,其次为径向铣削载荷,然后为轴向铣削载荷。研究结果为铣削状态下主轴系统动态特性和铣削稳定性预测提供了理论支持。

关键词：主轴系统结合面动态特性铣削工况

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基于主轴和进给轴电流的铣削力间接预测方法

振动．测试与诊断 2023年第4期43卷 730-737,830,831页

作者：吴石董泽煜刘献礼孟悦哈尔滨理工大学先进制造智能化技术教育部重点实验室哈尔滨150080

提出了一种基于主轴和进给轴电流最优变权法的瞬时铣削力预测方法。首先,分析了主轴电流与x向瞬时铣削力的映射关系,基于互相关方法考虑了电流信号的延迟效应;其次,基于Devavit Hartenberg法对五轴机床进行运动学建模,将进给轴驱动力矩... 详细信息

提出了一种基于主轴和进给轴电流最优变权法的瞬时铣削力预测方法。首先,分析了主轴电流与x向瞬时铣削力的映射关系,基于互相关方法考虑了电流信号的延迟效应;其次,基于Devavit Hartenberg法对五轴机床进行运动学建模,将进给轴驱动力矩从机床坐标系映射到刀具坐标系,基于力雅可比矩阵得到进给轴驱动力矩和瞬时铣削力的映射关系;最后,基于最优变权法,综合考虑了主轴和进给轴电流对瞬时铣削力的影响,进行了瞬时铣削力预测实验。实验结果表明,基于主轴和进给轴电流最优变权法的瞬时铣削力预测误差在10%以内,能够有效预测加工过程的瞬时铣削力。

关键词：五轴机床主轴电流进给轴电流最优变权法瞬时铣削力

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基于修正辅助变量法的船舶操纵响应模型辨识

哈尔滨工程大学学报 2023年第2期44卷 161-171页

作者：曾道辉蔡成涛哈尔滨工程大学智能科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001 船海装备智能化技术与应用教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 电子政务建模仿真国家工程实验室黑龙江哈尔滨150001

为了解决有色噪声干扰对船舶操纵响应模型参数的有偏估计问题,本文提出一种递推修正辅助变量最小二乘法对船舶操纵二阶响应模型进行参数辨识。算法在递推辅助变量最小二乘法的基础上,针对辨识模型引入动态滤波模型改善有色噪声的统计特... 详细信息

为了解决有色噪声干扰对船舶操纵响应模型参数的有偏估计问题,本文提出一种递推修正辅助变量最小二乘法对船舶操纵二阶响应模型进行参数辨识。算法在递推辅助变量最小二乘法的基础上,针对辨识模型引入动态滤波模型改善有色噪声的统计特性,使得系统被估参数值在有色噪声干扰的情况下也能无偏趋近于参数真值。为了验证所提算法的有效性,在实船Z形试验数据的基础上,将递推修正辅助变量最小二乘法、递推辅助变量最小二乘法、增广最小二乘法和标准最小二乘法所辨识得到的模型的进行比较。结果表明:递推修正辅助变量最小二乘法的辨识模型相比其余三者的辨识模型与船舶实际航向角的拟合精度和泛化精度更高,对应的均方根拟合误差和均方根泛化误差分别可达到1°和2°以下,最大绝对误差分别在3°和4°以下。

关键词：船舶操纵响应模型参数辨识有色噪声辅助变量最小二乘法滤波模型无偏估计 Z形试验