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航空导向器三维测点处理与喉道面积精确计算

中国机械工程 2024年第7期35卷 1263-1268页

作者：王东方蒋诚龚博悦李文龙华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074 江汉大学智能制造学院武汉430056

导向器是航空发动机的重要部件,喉道面积作为其关键参数直接影响发动机动力性能。针对导向器喉道面积现有测量方法效率低、喉道面积估计不准的问题,提出了导向器三维测点处理与喉道面积精确计算的新方法,并在多联叶片导向器样件上开展... 详细信息

导向器是航空发动机的重要部件,喉道面积作为其关键参数直接影响发动机动力性能。针对导向器喉道面积现有测量方法效率低、喉道面积估计不准的问题,提出了导向器三维测点处理与喉道面积精确计算的新方法,并在多联叶片导向器样件上开展了该方法与三坐标测量计算方法的对比实验。实验结果表明,所提方法得到的喉道面积更精确,且多次测量计算结果具有较高的一致性。

关键词：航空导向器喉道面积三维测量技术点云处理

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硬磁软材料输流管的屈曲不稳定性分析

力学学报 2024年第3期56卷 691-703页

作者：马地龙王琳陈伟华中科技大学航空航天学院工程力学系武汉430074 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074 智能制造装备与技术全国重点实验室武汉430074

输流管道广泛应用于海洋工程、航空航天、先进制造和生物医学等工程行业和前沿科技领域.在内部流体作用下,软材料输流管易丧失稳定性并出现较大位移.因此,如何预测其稳定性以及调控其力学行为显得至关重要.基于Hamilton原理,建立了磁调... 详细信息

输流管道广泛应用于海洋工程、航空航天、先进制造和生物医学等工程行业和前沿科技领域.在内部流体作用下,软材料输流管易丧失稳定性并出现较大位移.因此,如何预测其稳定性以及调控其力学行为显得至关重要.基于Hamilton原理,建立了磁调控下硬磁软材料输流管道的动力学理论模型,推导了铰支-可滑动铰支边界条件下输流管道的控制方程.在Galerkin方法离散的基础上,对输流管系统进行了稳定性分析.研究发现:当流速小于失稳临界值时,输流管在静态平衡位置保持稳定;当流速大于失稳临界值时,输流管以静态分岔形式发生屈曲失稳.通过求解输流管道的非线性控制方程,得到管道的非线性力学响应.研究结果显示,磁场力幅值P和磁偏角α会共同影响输流管系统的非线性力学响应行为,α的取值决定了系统临界流速和管道屈曲形状随P值增大的演化趋势,实现了对管道屈曲变形行为的磁调控.理论模型还可方便地推广应用于非均匀磁化管道的力学响应分析之中.文章采用的磁场调控方法具有非接触式和快速响应等优势,可望进一步应用于医用器械及极端环境作业等领域.

关键词：硬磁软材料输流管道稳定性磁调控屈曲

航空导向器复杂零件三维测点处理与喉道面积精确计算

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中国机械工程 2024年

作者：王东方蒋诚龚博悦李文龙江汉大学智能制造学院华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

导向器是航空发动机的重要部件，喉道面积作为其关键参数直接影响发动机动力性能。针对导向器喉道面积测量，现有的检测方法存在测量效率低、喉道面积估计不准确的问题。本文提出了一种航空导向器三维测点处理与喉道面积精确计算方法，... 详细信息

导向器是航空发动机的重要部件，喉道面积作为其关键参数直接影响发动机动力性能。针对导向器喉道面积测量，现有的检测方法存在测量效率低、喉道面积估计不准确的问题。本文提出了一种航空导向器三维测点处理与喉道面积精确计算方法，该方法包括方差最小化配准、同心圆柱截面生成、尾缘最近点查找、喉道轮廓提取与面积计算等步骤。将所提方法与三坐标测量计算方法在多联叶片导向器样件上开展对比实验，实验结果表明所提方法相较于三坐标测量方法得到的喉道面积更加精确，多次测量计算结果具有较高的检测一致性。

关键词：航空导向器方差最小化匹配喉道面积三维测点处理

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考虑异构AGV的柔性作业车间集成调度

计算机集成制造系统 2024年

作者：李文贵姚友杰李新宇华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

柔性作业车间中因产品尺寸和形状的差异导致需要多种功能异构的AGV进行运输。然而，现有研究主要关注同构AGV，未充分考虑异构AGV对运输调度的影响。针对考虑异构AGV和机器顺序相关准备时间的柔性作业车间生产与物流集成调度问题，提出... 详细信息

柔性作业车间中因产品尺寸和形状的差异导致需要多种功能异构的AGV进行运输。然而，现有研究主要关注同构AGV，未充分考虑异构AGV对运输调度的影响。针对考虑异构AGV和机器顺序相关准备时间的柔性作业车间生产与物流集成调度问题，提出了一种基于变邻域搜索的改进遗传算法以最小化最大返回时间(maximum return time)。研究引入基于任务的三层编码方法和主动解码策略，利用遗传操作进行全局搜索，并针对关键路径上加工和运输任务块设计了三种局部搜索邻域结构。同时，针对调度解包含多条关键路径的情况，提出解比较准则以增强局部搜索效果。最后，通过与其他有效算法在实例上的对比验证了所提出方法的有效性，并分析了异构AGV和AGV数量对调度结果的影响。

关键词：柔性作业车间异构AGV 集成调度顺序相关准备时间关键路径

随机环境下设备关键部件多目标分阶段顺序维修模型与方法

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计算机集成制造系统 2024年

作者：梁佩邱浩波孟磊蒋琛许丹阳高亮华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室中国北方车辆研究所

基于考虑维修环境的随机性、决策目标的多样性以及提高传统顺序维修策略实操性的现实需求，提出随机环境下的多目标分阶段顺序维修策略，建立以维修费用率最小化与可用度最大化为目标，以可靠度为约束的多目标随机规划数学模型。根据所... 详细信息

基于考虑维修环境的随机性、决策目标的多样性以及提高传统顺序维修策略实操性的现实需求，提出随机环境下的多目标分阶段顺序维修策略，建立以维修费用率最小化与可用度最大化为目标，以可靠度为约束的多目标随机规划数学模型。根据所建立模型的随机、多目标特性，设计了一种结合了随机仿真方法的多目标黑翅鸢优化算法进行求解。多目标黑翅鸢优化算法和随机仿真方法分别用于搜索候选解和在随机环境下评估解的适应度值。以某船舶关键部件为例，将所设计方法与非支配排序遗传算法II、基于分解的多目标进化算法和多目标粒子群优化算法进行对比分析，实验结果验证了所提模型与算法在解决该问题上的可行性和高效性。

关键词：多目标分阶段顺序维修可靠性可用度随机仿真方法多目标黑翅鸢优化算法

基板温度对激光增材制造熔池特征影响的数值模拟研究

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计算力学学报 2024年第05期 822-829页

作者：钱学海赵吕李振环华中科技大学航空航天学院&智能制造装备与技术全国重点实验室

激光粉末床熔融增材制造技术具备成形自由度高和制造周期短等优势，在航空航天和生物医疗领域复杂结构一体化成形中展现出卓越潜力。激光粉末床熔融工艺涉及极高的升温、冷却速率和极强的温度梯度，不可避免地在构件内产生热应力和残余... 详细信息

激光粉末床熔融增材制造技术具备成形自由度高和制造周期短等优势，在航空航天和生物医疗领域复杂结构一体化成形中展现出卓越潜力。激光粉末床熔融工艺涉及极高的升温、冷却速率和极强的温度梯度，不可避免地在构件内产生热应力和残余应力，严重损害构件的力学性能。因此，选取合理的工艺参数，降低熔池区域温度梯度幅值，对提高成型件质量有着重要的意义。本文基于流体动力学方法，使用多相流方法追踪粉末形状变化，考虑了反冲压力和马兰戈尼效应，计算分析了熔池流动行为和基板温度对温度梯度的影响。结果表明，熔池边界的温度梯度显著高于熔池内部，提高基板初始温度可有效降低温度梯度幅值，有望减小热应力和残余应力。

关键词：激光粉末床熔化流体动力学熔池温度梯度

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工业机器人对制造业发展及就业影响研究

人民论坛 2024年第7期 76-81页

作者：韩民春华中科技大学经济学院

近10年来，我国工业机器人应用的增长速度一直领先于世界，工业机器人应用不仅有力地促进了我国围绕工业机器人的现代制造业产业链发展壮大，而且推动了传统型制造业向现代制造业的转型升级。工业机器人对就业影响机制的复杂程度远超一... 详细信息

近10年来，我国工业机器人应用的增长速度一直领先于世界，工业机器人应用不仅有力地促进了我国围绕工业机器人的现代制造业产业链发展壮大，而且推动了传统型制造业向现代制造业的转型升级。工业机器人对就业影响机制的复杂程度远超一般机器，在现实经济中，工业机器人对经济增长和就业影响的路径复杂且不确定，工业机器人本身可能不仅仅是一种资本，未来还可能演变为一种专门的生产要素，其对就业的影响不只是经济问题，同时也是社会问题。中国目前已多层级系统地构建了和谐劳动关系体系和稳就业的促进机制，能够较好地应对机器人和人工智能等技术进步对就业的冲击。未来，还需要在具体实施过程中进行宏观统筹，使各项政策更加精准化。

关键词：工业机器人制造业就业劳动关系

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智能制造测量机器人关键技术研究综述

机械工程学报 2024年第16期 1-18页

作者：王耀南谢核邓晶丹毛建旭李文龙张辉湖南大学机器人学院华中科技大学智能制造装备与技术全国重点实验室

复杂曲面构件是航空航天、海洋舰船等领域高端装备的核心组成部分，其测量精度对保障高端装备制造品质具有不可替代的基础支撑作用。为克服传统手工、专机等制造方式的局限性，三维视觉引导的机器人系统为复杂曲面构件的高端化智能化加... 详细信息

复杂曲面构件是航空航天、海洋舰船等领域高端装备的核心组成部分，其测量精度对保障高端装备制造品质具有不可替代的基础支撑作用。为克服传统手工、专机等制造方式的局限性，三维视觉引导的机器人系统为复杂曲面构件的高端化智能化加工提供新思路，并逐渐成为机器人化智能制造领域的研究热点。综述围绕机器人三维测量方法，首先根据传感器类型和应用场景，对不同制造场景的测量方案特点进行全面归纳，以帮助研究人员快速全面地认识和理解该领域。然后按照测量流程，将关键核心技术归纳为系统标定、测量规划、点云融合、特征识别等，综述各类别近十年的主要研究成果，分析现有研究存在的不足。最后总结机器人测量面临的技术挑战，并从应用场景、测量需求、测量手段等方面对未来的发展趋势进行了展望。

关键词：智能制造机器人测量系统标定扫描规划特征识别

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“数据与模型融合的智能调度优化”专刊前言

控制理论与应用 2024年第6期41卷 957-958页

作者：王凌高亮王锐清华大学华中科技大学国防科技大学

调度优化问题广泛存在于国防、制造、能源、交通、农业、物流等诸多领域,普遍呈现出非线性、强约束、多目标、不确定、动态等特征,甚至涉及离散与连续变量的联合优化,性能指标的评价很费时.纯粹模型驱动的优化方法受制于建模难、评模难... 详细信息

调度优化问题广泛存在于国防、制造、能源、交通、农业、物流等诸多领域,普遍呈现出非线性、强约束、多目标、不确定、动态等特征,甚至涉及离散与连续变量的联合优化,性能指标的评价很费时.纯粹模型驱动的优化方法受制于建模难、评模难、解模难.传统群体智能优化,则大多遵循种群初始化、交叉变异、个体选择等基本步骤,此类数据驱动的优化方法存在问题特征结合弱、收敛速度慢等缺陷.随着云计算、大数据等信息技术的飞速发展,新一代人工智能注重数据、知识、算力和算法的深度融合,这为智能优化的创新和发展指明了方向.开展数据与模型融合的优化理论分析、算法设计,有助于全面提升算法性能,是新一代智能调度优化发展的重要方向.因此,面向复杂调度优化问题的高效、高质、鲁棒的智能优化理论与方法研究,已成为数学、自动化、计算机、人工智能、工业工程、管理等领域的热点前沿方向.本专刊聚焦数据与模型融合的智能调度优化的最新理论、方法及工程应用,展示智能调度优化的最新研究成果,促进学术创新、学科融合、应用推广,助力“人工智能+”在经济、国防和社会等领域的高质量发展.

关键词：模型融合智能优化人工智能种群初始化信息技术智能调度云计算数据驱动