基于GSM的制造执行系统信息传输平台

分析了当前制造企业信息化建设存在的一些典型问题和制造执行系统功能模型，提出了在制造执行系统中实现基于全球移动通信系统(GSM)和工作流程驱动的信息传输方式。对所提出的信息传输平台进行了开发，该平台可成功地解决信息系统之间的沟通不畅问题，能够对企业生产过程起到很好的监控作用，明显提高了企业的管理水平，该系统成功地应用于某制造企业的制造执行系统中，实践表明该平台具有很高的实用价值。     

单点增量成形制件整体精度研究

以典型圆锥台作为研究对象,由材料的变形机理出发,解析制件整体精度的机理和主要影响因素。采用Box-Behnken 设计(BBD)试验方法,对主要影响因素中的工具头直径、层间距、板厚、成形角设计四因素三水平曲面响应试验,建立两个方向上几何误差的二阶响应模型,得到工艺参数对制件在水平方向和垂直方向上精度的单一及交互影响规律。最后,利用响应模型对两个方向几何误差进行同步最小优化,得到制件整体精度最优时的工艺参数组合：工具头直径6 mm、层间距0.5 mm、板厚1 mm、成形角45 °,此时两个方向的几何误差分别为1.914 6 mm和-0.157 mm,实现了制件整体精度的工艺优化和稳健控制。     

考虑批量装配的柔性作业车间调度问题研究

柔性作业车间调度是生产调度领域中的一个重要组合优化问题,由于取消了工序与加工设备的唯一性对应关系,因而相较于作业车间调度问题,具有更高的复杂度。针对该问题在批量装配方面的不足,考虑将批量因素与装配环节同时集成到柔性作业车间调度问题当中。以成品件的完工时间为优化目标,对该批量装配柔性作业车间调度问题进行了数学建模。针对该模型,提出一种多层编码结构的粒子群算法,并对该算法的各个模块进行了设计。最后,以实例验证了该数学模型的正确性及算法的有效性。     

考虑不确定加工时间的工艺规划与调度集成问题研究

为使工艺规划与调度集成问题更加符合实际,将不确定加工时间考虑到工艺规划与调度集成问题中,并以三角模糊数表示加工时间,提出一种考虑模糊加工时间的工艺规划与调度集成问题。以最大模糊完工时间最小为目标,对该问题进行建模。提出一种多层编码结构的遗传算法,对该问题进行求解。最后,以实例验证了上述模型的正确性及算法的有效性。     

丝杠冷滚打成形参数控制研究

建立了丝杠冷滚打成形的有限元模型,使用ABAQUS软件模拟其成形过程。首先在仿真结果的基础上,设计正交试验,研究冷滚打过程中工艺参数对滚打深度和隆起高度的影响关系;然后分别建立滚打深度和隆起高度与工艺参数之间的多元回归模型,并进行显著性检验;最后利用自行设计的滚打装置进行丝杠冷滚打试验,验证了模型的有效性。研究结果为通过控制工艺参数形成精确的零部件轮廓提供理论基础,对丝杠冷滚打成形有重要的指导意义。     

面向订单的生产计划与调度的综合优化

研究了一个多订单环境下的生产计划与调度集成优化问题,以实现准时生产为目标,综合考虑产品装配结构约束的订单任务计划与订单产品零部件的加工调度,采用直接面向客户订单的工序调度模式建立了计划和调度的综合优化整数规划模型.设计了带精英策略的蚁群算法作为该数学模型的求解方法,并通过对比试验为该算法选取最佳的搜索参数.实例仿真结果表明,所建模型的正确性以及蚁群算法求解该问题的可行性和有效性.     

基于设计协作环的产品方案设计工作流模型及实现

产品方案设计阶段是决定产品质量、企业市场竞争力最为关键的阶段;不同企业通过组合各自优势资源进行企业协作则是提高市场竞争力的一个重要途径。在对面向质量的产品方案设计过程进行分析的基础上,提出设计协作环的概念,建立了基于设计协作环的工作流模型,并通过引入多代理技术,建立了支持该工作流模型的系统实现结构。     

齿条冷滚打成形加工硬化行为研究

以冷滚打成形齿条为研究对象,沿齿廓线法向对成形齿槽硬度分布进行测量,得到了硬化层沿深度方向的分布规律以及工艺参数对齿槽底部、齿槽圆角、齿壁、齿顶处硬化程度的影响规律;对成形齿槽微观组织进行分析,获得位错密度与硬化程度之间的对应关系。结果表明:齿槽圆角处成形过程中变形量最大,位错积塞现象显著,硬化程度最高,齿壁次之,齿顶处硬化程度最低;齿槽沿深度方向晶粒细化程度逐渐降低,位错密度减小,硬化程度逐渐减弱,齿槽底部受多次滚打叠加作用的影响,硬度在次表层达到最大值。     

超声振动-单点增量复合成形过程中成形力的分析与建模

成形力过大一直是制约单点增量成形技术发展的主要问题之一,针对该问题将超声振动引入单点增量成形技术中,用以降低成形力。为定量揭示超声振动降低成形力的作用机制,对超声振动-单点增量复合成形技术的工作原理和运动规则进行分析总结,取成形接触区域板料微元作为重点分析对象,建立球坐标应力平衡方程,并对接触面上的各向应力进行积分,提炼板料变形处的受力情况并对其进行解析化表达,构建一种关于超声振动-单点增量复合成形技术成形力的解析模型,借此得到施振参数和工艺参数对成形力的影响规律。通过试验对解析模型进行验证,设计开发超声振动主轴及板料夹持系统,搭建Kistler的成形力测试系统。试验表明超声振动可以有效降低成形力,同时存在合适范围的频率和振幅使得成形力达到极小值,且试验中的施振参数和工艺参数对成形力的影响规律与理论计算结果具有很好的一致性,验证了解析模型的正确有效性。研究成果为深入分析超声振动对单点增量成形力的影响提供了理论及技术依据。     

铝板数控单点渐进成形的成形极限曲线研究

对薄壁复杂构件进行数控单点渐进成形时，板料易发生破裂、起皱等缺陷，且材料变形机制演化复杂，对加载条件极为敏感，使得板料在数控单点渐进成形时的破裂预测和控制变得极难。为此，选取1060铝板作为研究材料，通过试验研究了数控单点渐进成形技术中板料的成形性能，以实现对破裂的预测和控制。利用拓印法将制件的空间变形问题转化为平面变形问题，采用数码显微镜对拓印的制件网格数据进行测量和提取，选用插值法和多项式拟合法对数据进行拟合处理，最终得到了1060铝板料在数控单点渐进成形技术下的成形极限曲线（FLC）。通过对FLC进行分析研究，得到了制件破裂区和安全区域的应变分布，实现了制件破裂的预测和控制。为进一步提高1060铝板的成形极限，将超声振动引入到单点渐进成形中，通过试验对比研究了超声振动辅助渐进成形的FLC和传统渐进成形的FLC，试验结果表明：当振动功率为120 W、振动频率为25 kHz时，1060铝板料的成形极限提高了11%。