【正文】 消減 研究多場(chǎng)、多源信息基于復(fù)雜曲面零件物理性能和幾何量關(guān)聯(lián)約束的采樣規(guī)則，研究多源多坐標(biāo)測(cè)量中病態(tài)區(qū)域辯識(shí)和剔除的方法；建立海量多源離散信息的快速結(jié)構(gòu)化數(shù)學(xué)模型，提出測(cè)量誤差消減方法。 （ 4）高性能復(fù)雜構(gòu)件塑性成形組織性能預(yù)測(cè)建模與仿真 高性能鍛件必須流線連續(xù)、細(xì)晶致密、各向同性，大尺度復(fù)雜構(gòu)件模鍛過程的重要特點(diǎn)是流變界面形態(tài)的不確定性和流變參數(shù)的時(shí)變性，導(dǎo)致成形過程組織結(jié)構(gòu)與性能的不均勻。 建立多工件復(fù)雜制造過程的綜合效能評(píng)價(jià)模型與參數(shù)優(yōu)化策略 。綜合應(yīng)用約束消減及不確定推理等方 法實(shí)現(xiàn)制造執(zhí)行過程決策。擬申請(qǐng)專利 3－ 4項(xiàng)。 (15)構(gòu)造信息傳播的表示模型與約束模型，建立多工件制造過程的綜合效能評(píng)價(jià) 體系； (16)揭示參數(shù)變化對(duì)制造系統(tǒng)的影響模式；提出數(shù)字制造系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化策略與性能優(yōu)化算法。 本年度發(fā)表論文 80篇左右，其中 SCI收錄的論文 70 篇；申請(qǐng)專利 6－ 7項(xiàng)；出版 1本專著； 組織成果驗(yàn)收與鑒定，爭(zhēng)取達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。 本年度發(fā)表論文 90篇左右，其中 SCI收錄的論文 50 篇左右；申報(bào)專利 5－ 6項(xiàng)；出版專著 1本。 本年度發(fā)表論文 50篇左右，其中 SCI收錄的論文 20篇左右；申報(bào)國(guó)家專利 3～ 4項(xiàng)。 (5)全面獲得 巨型 精密模鍛水壓實(shí)際運(yùn)行過程中載荷的真實(shí)傳遞規(guī)律； (6)揭示 異常損傷的結(jié)構(gòu)載荷原因與影響制造精度的控制要素； (7)建立具有多維多元靜不定、強(qiáng)應(yīng)力下的非線性 接觸特征的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度分析的多體非線性動(dòng)態(tài)接觸 研究?jī)?nèi)容 預(yù)期目標(biāo) (10)工作空間、形位空間和旋量空間中的混合幾何推理方法； (11)制造過程的數(shù)字建模及物理場(chǎng)的復(fù)合作用建模； (12)分析復(fù)雜曲面 物理性能與幾何特征的映射 關(guān)系 ，建立多源約束與曲面參量的非線性耦合高性能復(fù)雜曲面生成的隱式模型； (13)加工過程力 /熱耦合變形及其對(duì)面形生成的 影響 規(guī)律； (14)復(fù)雜曲面零件物理性能和幾何量關(guān)聯(lián)約束下的多場(chǎng)、多源信息的采樣規(guī)則； (15)主軸動(dòng)態(tài)與熱變形機(jī)理與數(shù)字化建模； (16)切削 (磨削 )力溫度機(jī)理與數(shù)字化建模； (17)研究精確成形鑄造 (熔模精密鑄造及鋁、鎂合金精確壓力鑄造 )凝固過程多尺度、多場(chǎng)耦合的數(shù)學(xué)與物理建模，包括溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、微觀組織場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的數(shù)學(xué)描述、邊界條件、 初始條件 、耦合關(guān)系、相 互作用等，并提出數(shù)值求解方法； (18)典型精密模鍛材料基本力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)研究；模鍛工藝參數(shù)與材料力學(xué)性能、組織 結(jié)構(gòu) 的相關(guān)規(guī)律實(shí)驗(yàn)研究； (19)研究多源多工序質(zhì)量特征信息的生成、表達(dá)、傳遞與聚類的建模理論； (20)研究多源多工序質(zhì)量特征的檢測(cè)傳感網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)形； (21)研究裝備群的加工效率、精度和可靠性評(píng)估 模型； (22)研究批量客戶化和小子樣生產(chǎn)條件下的工序質(zhì)量在線控制與評(píng)價(jià)方法； (23)數(shù)字制造系統(tǒng)中裝備、工件及過程等多源復(fù)雜制造信息的數(shù)字表征與分析； (24)不同制造功能域之間的信息融有限元分析方法； (8)提出支持制造過程中物理場(chǎng)復(fù)合作用機(jī)理研究的計(jì)算方法與計(jì)算模型，揭示物理場(chǎng)作用對(duì)零件制造精度的影響規(guī)律； (9)建立復(fù)雜機(jī)械零件幾何可制造分析理論，提供相應(yīng)的計(jì)算模型； 開發(fā)零件幾何可制造性的計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)； (10)初步構(gòu)建出曲面分類體系，提煉共性基礎(chǔ)理論問題； (11)實(shí)現(xiàn)多源約束下海量信息獲取及快速結(jié)構(gòu)化； (12)建立高精度逐點(diǎn)可控去除的運(yùn)動(dòng)控制策略； (13)揭示力 /熱耦合作用下的共軛螺旋錐齒輪的誤差傳遞機(jī)理； (14)建立 精確成形過程的數(shù)學(xué)、物理模型，能準(zhǔn)確描述精確成形過程中復(fù)雜的宏 /微觀現(xiàn)象；建立熔模鑄件和壓鑄件溫度場(chǎng)、濃度場(chǎng)、應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)數(shù)理模型； (15)獲得模鍛材料基本力學(xué)參數(shù)以及與工藝參數(shù)相關(guān)規(guī)律； (16)實(shí)現(xiàn) 方案 、模型、方法及傳感網(wǎng)絡(luò)等理論和技術(shù)的確定。 （ 2） 多工件復(fù)雜制造過程效能評(píng)價(jià)與參數(shù)優(yōu)化 研究多工件復(fù)雜制造條件下設(shè)備能力、工藝規(guī)程及工件特征等因素的綜合作用規(guī)律，建立制造過程綜合效能評(píng)價(jià)模型。 （ 2）加工過程的工況監(jiān)測(cè)、預(yù)示及服役性能評(píng)價(jià) 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；建立工況與零件誤差、缺陷等質(zhì)量特征信息的映射、解耦及預(yù)示模型；研究裝備群的加工效率、精度和可靠性評(píng)估模型；揭示裝備群的服役性能退化機(jī)理和失效規(guī)律。 研究?jī)?nèi)容 ： （ 1）精確鑄造成形過程多尺度物理 /數(shù)學(xué)建模 與仿真 針對(duì)能源、航空航天工業(yè)的定向凝固熔模精密鑄造零件和航天、運(yùn)載、軍工行業(yè)的復(fù)雜薄壁鋁、鎂合金精確成形鑄件，綜合考慮宏觀的傳輸現(xiàn)象和微觀的形核與生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)， 研究鑄造成形過程 中動(dòng)量、能量、質(zhì)量傳輸及微觀組織形成的多尺度、多學(xué)科的數(shù)理 模 型與仿真。 （ 4）高精度零件制造的數(shù)字化仿真平臺(tái) 結(jié)合典型復(fù)雜零件的加工，建立數(shù)字化加工過程仿真平臺(tái)。 研究?jī)?nèi)容： （ 1）加工制造中物理場(chǎng)復(fù)合作用機(jī)理及其數(shù)字仿真 研究切削力、應(yīng)力 應(yīng)變及溫度場(chǎng)的復(fù)合作用機(jī)理及其與零件質(zhì)量之間的映射規(guī)律，分析零件表面的三維形貌生成機(jī)理，建立零件精度分析和預(yù)測(cè)模型。 （ 4）多軸高性能數(shù)控機(jī)床的示范應(yīng)用 基于數(shù)控機(jī)床的力、熱耦合特性、加工性能演變機(jī)理和智能控制等基礎(chǔ)理論和共性技術(shù)，在大型高性能多軸聯(lián)動(dòng)復(fù)合加工制造裝備上進(jìn)行示范應(yīng)用，包括物理量檢測(cè)、特征提取、狀態(tài) /工況檢測(cè)、性能參數(shù) 辯識(shí)、智能控制、主動(dòng)維護(hù)等功能環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下的加工精度強(qiáng)化。針對(duì)第二個(gè)科學(xué)問題，設(shè)置三個(gè)課題，分別從加工和成形兩個(gè)方面揭示制造過程中物理場(chǎng)作用機(jī)理，建立高性能復(fù)雜曲面零件的數(shù)字化精密制造理論以及相應(yīng)的加工新原理和新工藝。 本項(xiàng)目組成員在計(jì)算制造、數(shù)控技術(shù)以及先進(jìn)成形制造的研究過程中，對(duì)項(xiàng)目部分研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了前期探索，并在數(shù)字制造裝備的控制、制造過程數(shù)字建模與仿真、復(fù)雜曲面數(shù)字化加工等方面取得了不同程度的進(jìn)展，可望通過進(jìn)一步研究在這些關(guān)鍵 問題上取得理論或方法上的突破。理論研究、技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用 示范相結(jié)合，建立數(shù)字化制造理論基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)平臺(tái)。通過本項(xiàng)目研究，提升我國(guó)高端數(shù)字裝備及其關(guān)鍵零件的獨(dú)立制造能力，提供國(guó)家急需的大型復(fù)雜零部件制造的核心技術(shù)，并培養(yǎng)一批從事數(shù)字化制造 科學(xué)研究的青年學(xué)術(shù)帶頭人和研究骨干。提取多源多工序質(zhì)量的特征信息，建立工件類、工序流、裝備群工況等數(shù)字化制造質(zhì)量特征的全息分析與計(jì)算模型，揭示工序質(zhì)量信息的產(chǎn)生、表 達(dá)、傳遞與聚類規(guī)律，提供加工過程的質(zhì)量缺陷預(yù)示與消減的共性技術(shù)與方法，是確保與工序密切相關(guān)的制造裝備群在“精確質(zhì)量控制”模式下運(yùn)行的關(guān)鍵。 3) 先進(jìn)成形制造過程的多尺度數(shù)字仿真與優(yōu)化 建模與仿真是數(shù)字化成形制造的核心技術(shù)。本項(xiàng)目研究加工制造過程和成形制造過程中的物理場(chǎng)復(fù)合作用機(jī)理以及復(fù)雜曲面精密加工的新原理和新工藝。大慣量大行程快速運(yùn)動(dòng)可能引起超調(diào)振蕩，在巨大流量的液壓機(jī)械系統(tǒng)中產(chǎn)生沖擊，降低運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)精度。結(jié)合國(guó)家制造業(yè)的重大需求和數(shù)字化制造的發(fā)展趨勢(shì)，本項(xiàng)目以制造裝備高精度數(shù)字化控制及大慣量大行程高精度同步控制、制造過程的物理場(chǎng)多尺度數(shù)字仿真、復(fù)雜曲面數(shù)字化精密加工、多源多工序制造 質(zhì)量控制、制造執(zhí)行過程決策與優(yōu)化等數(shù)字化制造關(guān)鍵共性技術(shù)為突破口，本項(xiàng)目圍繞下列三個(gè)重要科學(xué)問題展開研究： 科學(xué)問題之一：數(shù)字制造裝備的動(dòng)態(tài)行為與性能演變規(guī)律 在能源、運(yùn)載、國(guó)防等領(lǐng)域，需要制造大型、薄壁、復(fù)雜、難加工材料的精密零件，對(duì)制造裝備的精度、效率、可靠性等性能指標(biāo)提出了更高的要求。為自主開發(fā)高速、高精、高效的新一代數(shù)控機(jī)床，研究數(shù)控機(jī)床的力、熱耦合特性及其對(duì)機(jī)床動(dòng)態(tài)行為和加工性能的影響機(jī)理和演變規(guī)律，實(shí)現(xiàn)高速、高加速度和變加速度加工條件下的智能控制和加工精度強(qiáng)化。對(duì)制造過程進(jìn)行多學(xué)科、多尺度模擬與仿真，揭示制造過程的本質(zhì)屬性，實(shí)現(xiàn)制造過程優(yōu)化控制，是確保零件高效、高精、高質(zhì)創(chuàng)成的關(guān)鍵。例如主動(dòng)導(dǎo)引防空導(dǎo)彈天線罩，必須通過逐點(diǎn)去除加工才能確保任意點(diǎn)的電厚度要求，這就對(duì)現(xiàn)有的加工方法提出了新的挑戰(zhàn) 。 科學(xué)問題之三：數(shù)字制造系統(tǒng)的信息作用規(guī)律與決策機(jī)制 制造系統(tǒng)集中匯聚了制造裝備、零件、制造工藝以及執(zhí)行過程等多方面的信息 .提高制造系統(tǒng)的信息獲取、處理與融合能力，尤其是通過復(fù)雜制造信息的融合及不確定信息處理提高制造信息可用性，已成為在系統(tǒng)的層次上確保高效、高可靠、高精度產(chǎn)品制造的關(guān)鍵。因此，在多源制造信息融合的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用信息關(guān)聯(lián)分析和非常規(guī)信息處理等手段，通過優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)數(shù)字制造系統(tǒng)的可適應(yīng)性，通過效能評(píng)價(jià)與參數(shù)優(yōu)化保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，通過對(duì)制造執(zhí)行過程進(jìn)行正確決策提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。 本項(xiàng)目研究過程中，擬發(fā)表 SCI 收錄的論文 200 篇以上，其中國(guó)際著名刊物論文 100 篇以上，獲得專利 20～ 30項(xiàng)；形成具有重要國(guó)際影響的數(shù)字化制造研究隊(duì)伍，爭(zhēng)取 1個(gè)國(guó)家創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)；涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀中青年人才，包括站在國(guó)際前沿的學(xué)術(shù)帶頭人 1～ 2人，國(guó)家杰出青年基金獲得者 2～ 3人；培養(yǎng)博士生、碩士生 150人。 b) 制造技術(shù)的突破 ： (1)提供能源、運(yùn)載、國(guó)防等領(lǐng)域有重大需求的精密、復(fù)雜構(gòu)件的數(shù)字化加工關(guān)鍵技術(shù)； (2)提供高精密數(shù)控機(jī)床和大? 重大關(guān)鍵基礎(chǔ)制造裝備 ? 高精度、高可靠控制 ? 大型裝備關(guān)鍵零部件精密制造 ? 制造過程的定量分析與預(yù)測(cè) 制造技術(shù)需求 制造科學(xué) 物理學(xué) 力學(xué) 數(shù)學(xué) 材料科學(xué) 信息科學(xué) 計(jì)算科學(xué) 理論源泉 ? 高性能數(shù)控機(jī)床行為響應(yīng)與精度強(qiáng)化 ? 大慣量大行程高精度運(yùn)動(dòng)控制 ? 物理場(chǎng)復(fù)合作用與建模 ? 多尺度數(shù)字仿真與優(yōu)化 ? 高性能復(fù)雜曲面精密加工 ? 數(shù)字化加工質(zhì)量控制與優(yōu)化 ? 制造信息處理與執(zhí)行過程決策 關(guān)鍵科學(xué)問題 主要研究?jī)?nèi)容 源頭創(chuàng)新成果 數(shù)字制造裝備的動(dòng)態(tài)行為與性能演變規(guī)律 制造過程的物理場(chǎng)影響機(jī)理及其數(shù)字化描述 數(shù)字制造系統(tǒng)的信息作用規(guī)律與決策機(jī)制 高性能數(shù)控機(jī)床應(yīng)用示范 巨型成型裝備數(shù)字化實(shí)現(xiàn) 制造過程多尺度、多學(xué)科數(shù)字仿真平臺(tái) 復(fù)雜曲面數(shù)字化精密加工新技術(shù)與新工藝 型模鍛裝備的數(shù)字化控制技術(shù)； (3)突破 2級(jí)精度精密螺旋錐齒輪批量加工中的關(guān)鍵技術(shù) ； (4)提高制造系統(tǒng)多源信息處理和多參數(shù)高效控制的能力。 （ 5）組織方式 本項(xiàng)目集中了國(guó)內(nèi)六所優(yōu)勢(shì)研究單位的多個(gè)強(qiáng)有力的學(xué)術(shù)群體，進(jìn)行了明確的分工，在發(fā)揮各自專長(zhǎng)