【正文】 精度運(yùn)行控制。結(jié)合復(fù)雜零件的銑削加工，對(duì)物理場(chǎng)復(fù)合作用下的加工過程進(jìn)行仿真，預(yù)測(cè)加工過程中零件誤差、表面結(jié)構(gòu)缺陷。 （ 3）加工制造過程的工藝優(yōu)化與精度保證 分析相容性約束條件下的新工藝可行性，構(gòu)造工藝參數(shù)的可行空間，提出工藝過程優(yōu)化模型及其高效求解方 法。 經(jīng)費(fèi)比例： ％ 承擔(dān)單位： 華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人： 丁 漢教授、朱向陽教授 學(xué)術(shù)骨干： 熊蔡華、朱利民、朱文凱、權(quán)建洲、盛鑫軍、舒正榮 課 題 4：高性能復(fù)雜曲面數(shù)字化精密加工的新原理和新方法 研究目標(biāo)： 揭示復(fù)雜曲面物理性能生成機(jī)理，創(chuàng)立性能驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜曲面逐點(diǎn)精確去除加工新方法，創(chuàng)立數(shù)字化 局部 共軛曲面新原理，突破高物理性能和高幾何精度復(fù)雜曲面精確創(chuàng)成的關(guān)鍵技術(shù)，為我國重大工程中的關(guān)鍵零部件（導(dǎo)彈天線罩、大型運(yùn)載火箭共底構(gòu)件、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、整體葉輪、高速精密螺旋錐齒輪等）精密加工與裝備制造提供理論方法和技術(shù)支撐。 （ 4）高性能高精度局部共軛曲面生成與制造過程精確控制 研究受控于多尺度幾何誤差、切削區(qū)熱 /力約束的局部共軛螺旋錐齒輪嚙合曲面機(jī)械與傳動(dòng)性能生成規(guī)律；研究高性能螺旋錐齒輪曲面多軸數(shù)字制造誤差抑制方法；研究切削區(qū)最優(yōu)熱 /力 /工藝參數(shù)匹配理論與方法，建立基于幾何與物理量約束的局部共軛曲面數(shù)字化嚙合新原理和螺旋錐齒輪數(shù)控精密切齒新方法。研究精確成形鑄造過程中鑄件的微觀組織形成與演變、微觀缺陷產(chǎn)生，及其對(duì) 力學(xué)性能的 影響規(guī)律 ， 建立工藝參數(shù)優(yōu)化及質(zhì)量評(píng)估系統(tǒng)仿真平臺(tái)，實(shí)現(xiàn) 零件 的 組織 、性能與 使用壽命的預(yù)測(cè) 。 經(jīng)費(fèi)比例 ： ％ 承擔(dān)單位 ：清華大學(xué)、中南大學(xué) 課題負(fù)責(zé)人 ：柳百成院士 學(xué)術(shù)骨干 ：熊守美、易幼平、許慶彥、李建平、康進(jìn)武、鄧圭玲 課題 6：數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的綜合 評(píng)估與優(yōu)化控制 研究目標(biāo) ：以 精密復(fù)雜零件多工序數(shù)字化加工過程為研究對(duì)象，通過研究質(zhì)量特征的綜合分析、度量和評(píng)估，提出零件誤差、缺陷等在內(nèi)的質(zhì)量特征信息的產(chǎn)生、表征、傳遞、監(jiān)測(cè)與解耦方法，揭示多工序加工工況、服役性能與質(zhì)量特征間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)多源多工序數(shù)字化加工中工序驅(qū)動(dòng)的制造質(zhì)量控制，為復(fù)雜零件的高精度、高可靠數(shù)字化加工提供技術(shù)保證。 （ 4）復(fù)雜精密零件數(shù)字化加工質(zhì)量的綜合評(píng)估與控制平臺(tái) 以復(fù)雜精密零件為具體應(yīng)用對(duì)象，建立數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的綜合評(píng)估與優(yōu)化控制的平臺(tái)，包括質(zhì)量信息獲取、處理與交互的實(shí)現(xiàn)技術(shù)，以及工況監(jiān)測(cè)、預(yù)示與服役性能評(píng)價(jià)與質(zhì)量信息跟蹤的可視化技術(shù)等。 研究內(nèi)容： （ 1）數(shù)字制造系統(tǒng)的信息關(guān)聯(lián)分析及 優(yōu)化配置 揭示數(shù)字制造系統(tǒng)組元的信息融合和交互作用機(jī)理，通過多源制造信息之間的聚合度和耦合度分析建立關(guān)聯(lián)模型。 （ 3）非常規(guī)信息條件下制造執(zhí)行過程決策 研究非常規(guī)（不確定、冗余、病態(tài)、殘缺、矛盾等）制造信息的識(shí)別與分析方法，利用信息增值計(jì)算實(shí)現(xiàn)決策規(guī)則提取。結(jié)合具體應(yīng)用對(duì)象，開發(fā)支持?jǐn)?shù)字制造系統(tǒng)建模、決策與優(yōu)化的數(shù)字 仿真平臺(tái) ，對(duì)理論成果與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。 本年度擬發(fā)表論文 20篇左右，其中 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 合、關(guān)聯(lián)關(guān)系及 相互作用機(jī)理； (25)制造需求信息和制造能力信息的匹配關(guān)系，制造系統(tǒng)構(gòu)造對(duì)需求變更的敏感關(guān)系。 整理研究資料，準(zhǔn)備中期檢查。 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 第 三 年 (1)數(shù)控機(jī)床復(fù)雜工況的在線辯識(shí)； (2)基于行為響應(yīng)規(guī)律和性能反饋的智能控制方法； (3)高速、高加速度多軸加工的誤差傳遞模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工精度強(qiáng)化； (4)數(shù)控機(jī)床動(dòng)態(tài)特性對(duì)振動(dòng)的影響規(guī)律，數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)控制策略和振動(dòng)控制方法； (5)制造過程偏載產(chǎn)生的機(jī)制； (6)有效載荷與無效內(nèi)耗 (偏載奇異效應(yīng) )的作用規(guī)律與分布特征； (7)復(fù)雜組合結(jié)構(gòu)的內(nèi)力場(chǎng)產(chǎn)生機(jī)理及其對(duì)局部應(yīng)力畸變的影響； (8)時(shí)變負(fù)載條件下多元復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)與變形在結(jié)構(gòu)中的復(fù)合及其對(duì)制造 界面空間位置的集聚效應(yīng)； (9)物理量、幾何量測(cè)量及測(cè)量數(shù)據(jù)處理方法； (10)基于測(cè)量的物理場(chǎng)建模、幾何建模以及誤差分析與預(yù)測(cè)方法； (11)將理論研究、仿真技術(shù)與實(shí)驗(yàn)技術(shù)相結(jié)合，研究復(fù)雜零件制造精度及表面質(zhì)量關(guān)于制造工藝參數(shù)的反演模型； (12)海量多源離散信息的快速結(jié)構(gòu)化數(shù)學(xué)模型，多源誤差流的耦合傳遞機(jī)理，誤差消減的方法； (13)面形隨機(jī)的復(fù)雜曲面零件逐點(diǎn)精確去除量的計(jì)算模型與多次去除規(guī)劃策略； (14)復(fù)合材料可加工性預(yù)測(cè)及其表面加工質(zhì)量評(píng)價(jià)新體系； (15)任意復(fù)雜刀具數(shù)控側(cè)銑加工非可展直紋面和 自由曲面的優(yōu)化方法； (16)新的切齒控制數(shù)學(xué)模型； (17)局部共嚙曲面?zhèn)鲃?dòng)性能預(yù)測(cè)數(shù)字化建模； (18)采用修正的 Cellular Automaton方法等對(duì)精確成形鑄造過程的微觀組織形成、枝晶的分枝與復(fù)雜形貌的演變過程進(jìn)行數(shù)值模擬；研究鑄件熱裂缺陷的判據(jù)； (1)提出面向數(shù)控機(jī)床的多能域復(fù)雜信號(hào)處理方法，實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床復(fù)雜工況的在線辯識(shí)； (2)建立基于工況、行為響應(yīng)規(guī)律和性能反饋的智能控制模型； (3)建立高速、多軸加工的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和加工精度的映射關(guān)系，建立誤差傳遞模型，實(shí)現(xiàn)基于“前饋控制 ＋反饋補(bǔ)償”的數(shù)控加工精度強(qiáng)化； (4)確定數(shù)控機(jī)床響應(yīng)對(duì)振動(dòng)的影響規(guī)律，提出基于性能反饋和智能結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制方法； (5)建立異常附加載荷極小化的巨型機(jī)械主體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法； (6)建立巨型成形裝備制造界面的位置、形態(tài)與界面力場(chǎng)模型； (7)建立基于測(cè)量的零件制造誤差在線補(bǔ)償及制造過程的多參數(shù)協(xié)同優(yōu)化控制理論； (8)構(gòu)建物理 場(chǎng)復(fù)合作用下 測(cè)量、建模與加工 (3M)一體 化 的數(shù)字化制造實(shí)驗(yàn)平臺(tái) ； (9)建立基于性能驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜曲面生成理論； (10)構(gòu)建共底零件數(shù)字化加工應(yīng)用示范平臺(tái)； (11)實(shí)現(xiàn)高物理性能復(fù) 雜曲面零件的精確創(chuàng)成； (12)能準(zhǔn)確描述凝固過程中枝晶組織的形成與發(fā)展，并考慮各種復(fù)雜的凝固現(xiàn)象；預(yù)測(cè)鑄件的熱裂缺陷； (13)建立模鍛成形過程材料的微觀組織演變與宏觀力學(xué)性能的耦合模型 ； (14)在新原理與方法、機(jī)理和失規(guī)律和質(zhì)量控制取得進(jìn)展：提出多源多工序復(fù)雜工況監(jiān)測(cè)、信號(hào)處理的新原理與方法；獲得裝備群的服役性能退化機(jī)理和失效規(guī)律；揭示零件誤差、缺陷等質(zhì)量信息的變化規(guī)律；建立零件質(zhì)量特征信息模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造產(chǎn)品質(zhì)量的控制； 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) (19)材料宏觀力學(xué)行為與微觀變形機(jī)理研究；材料組織性能與變形速度、變形溫度、變形程度的耦合機(jī)理； (20)進(jìn)一步研究多源多工序復(fù)雜工況監(jiān)測(cè)、信號(hào)處理的原理與方法； (21)進(jìn)一步研究裝備群的服役性能退化機(jī)理和失效規(guī)律； (22)研究多源多工序質(zhì)量 信息的跟蹤與控制策略，揭示零件誤差、缺陷等質(zhì)量信息的變化規(guī)律。 第 四 年 (1)數(shù)控機(jī)床服役期內(nèi)的可靠性評(píng)估； (2)數(shù)控機(jī)床主動(dòng)維護(hù)策略； (3)七軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)研究； (4)巨型精密模鍛水壓機(jī)多體動(dòng)力學(xué)模型與機(jī)－液動(dòng)態(tài)控制模型； (5)巨型成形裝備非線性力學(xué)模型及其在高度異構(gòu)特性下的數(shù)字描述； (6)制造界面位置、形態(tài)與力場(chǎng)分布間的映射關(guān)系與逆問題求解方法； (7)基于目標(biāo)功能 反演的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)與工藝環(huán)境參數(shù)； (8)結(jié)合大型復(fù)雜曲面加工實(shí)驗(yàn)，研究“制造工藝參數(shù) — 物理場(chǎng)分布 — 零件精度和表面質(zhì)量”之間傳遞模型； (9)研究零件精度預(yù)測(cè)模型的逆向建模方法； (10)切削區(qū)最優(yōu)熱 /力 /工藝參數(shù)匹配理論與方法； (11)制定多源約束條件下的工具運(yùn)動(dòng)控制策略； (12)新的高精度、高效率局部共軛曲(1)確定數(shù)控裝備的性能退化與失效規(guī)律，提出數(shù)控機(jī)床的可靠性評(píng)估方法； (2)建立數(shù)控裝備服役狀態(tài)的智能綜合評(píng)價(jià)與性能預(yù)測(cè)方法，建立基于嵌入式智能傳感單元的主動(dòng)維護(hù)方法； (3)在七軸五聯(lián)動(dòng)高性能數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)大型螺旋漿在復(fù)雜工況下的加工精度強(qiáng)化； (4)巨型成形裝備高效、高可靠、高精度運(yùn)行的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)； (5)提出多元驅(qū)動(dòng)、大慣量、大行程運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)精度形成原理； (6)建立 大慣量構(gòu)件高響應(yīng)高精度運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與控制 技術(shù)原型； (7)構(gòu)建一個(gè)支持大型復(fù)雜曲面數(shù)字化加工的數(shù)據(jù)庫與模型庫； (8)提供制造工藝參數(shù)優(yōu)化的決策支持系統(tǒng)； (9)建立復(fù)合材料表面可加工性預(yù)測(cè)模型； (10)構(gòu)建共底構(gòu)件數(shù)字化加工應(yīng)用 研究內(nèi)容 預(yù)期目標(biāo) 面數(shù)字化制造方法； (13)局部共軛曲面多軸數(shù)字制造誤差 (主要是熱誤差 )抑制方法； (14)基于實(shí)驗(yàn)與模擬方法，定量研究微觀組織、微觀缺陷與力學(xué)性能的關(guān)系，建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型；采用有限元 與有隨養(yǎng)分相結(jié)合的方法，模擬鑄件的力學(xué)性能與使用性能；采用典型試件，進(jìn)行鑄件熱應(yīng)力分析系統(tǒng)的驗(yàn)證及主要因素對(duì)模擬結(jié)果影響規(guī)律的研究； (15)材料組織結(jié)構(gòu)與性能演變理論模型；鍛壓成形過程有限元分析軟件開發(fā)； (16)建立加工過程中“工件類－工序流－裝備群工況”的特征綜合模型及質(zhì)量保證機(jī)制； (17)研究工序驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量優(yōu)化控制以及零件綜合質(zhì)量缺陷消減方法； (18)研究數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評(píng)估與優(yōu)化控制的平臺(tái)； (19)數(shù)字制造系統(tǒng)高效執(zhí)行的關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)技術(shù)，包括資源封裝技術(shù)、多智能體技術(shù)等； (20)制造 執(zhí)行系統(tǒng)的框架與體系結(jié)構(gòu)； (21)汽車制造的行業(yè)特點(diǎn)及其對(duì)制造執(zhí)行系統(tǒng)的共性需求。 總結(jié)研究工作，為項(xiàng)目鑒定驗(yàn)收工作做準(zhǔn)備，并開始制訂進(jìn)一步研究計(jì)劃 (7)突破大型運(yùn)載火箭和導(dǎo)彈天線罩?jǐn)?shù)字化制造中的技術(shù)關(guān)鍵； (8)螺旋錐齒輪制造數(shù)控軟件，螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)與制造達(dá)到世界先進(jìn)水平，螺旋錐齒輪數(shù)控裝備設(shè)計(jì)制造達(dá)到世界先進(jìn)水平； (9)建立熔模鑄造高溫合金、壓鑄鎂、鋁合金的凝固過程數(shù)值模擬平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)鑄件溫度場(chǎng)、溶質(zhì)場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)和微觀組織各模塊之間的集成； (10)為精密模鍛件的成形工藝優(yōu)化提供應(yīng)用平臺(tái)； (11)完成高溫合金燃?xì)廨啓C(jī) 葉片熔模精密鑄造及鋁合金壓鑄工藝參數(shù)優(yōu)化和對(duì)零件微觀組織性能預(yù)測(cè)，在復(fù)雜關(guān)鍵零部件中得到應(yīng)用，提高零件質(zhì)量，縮短研發(fā)周期 2030%； (12)完成數(shù)字化加工多源多工序質(zhì)量的評(píng)估與優(yōu)化控制平臺(tái)和示范環(huán)境建設(shè)，全面總結(jié)原理、模型、方法和技術(shù)所取得的成果。