复杂装备智能制造中的关键共性技术研究与应用推广

本项目核心技术获中国轻工业联合会科学技术进步奖二等奖。

1、项目简介

本项目所指复杂装备主要为复杂动力机械装备及其关键零部件，如汽轮机、

压缩机等。

本项目针对复杂装备制造企业技术准备时间长、效率低、制造过程模式自动

化程度低、协调能力差、信息共享度和集成度不高、信息孤岛现象等实际情况，

研发了集数字化设计、制造和智能化监控管理为一体的设计制造管理系统。项目

重点突破了复杂装备智能化制造过程和工艺参数优化、工艺工装设计自动化、数

控机床生产的数字监控管理智能化、基于短距离无线通讯(Zigbee)技术的生产信

息双向传输、自适应在线排产优化等关键技术，为研发设计制造集成管理系统提

供了技术支撑。

2、创新要点

（1）将开放式装配建模技术应用于产品的研发中，创立了模型的 UML 表达

方式、装配体特征、装配配合公差分析和系统的装配层次分析等，完成了产品的

结构设计、零件与装配的联动设计、装配仿真分析，并建立了产品及其关键部件

的数字样机。开放式装配建模方法更有效地指导产品由整体构思到样机设计的整

个过程。

（2）提出了面向数字化预装配的分层干涉检测算法，该方法把干涉检测过

程分为粗检测、半精检测、精确检测三层，通过逐层检测，大大加快了干涉检测

的速度，提高了检测的精确度，有助于预装配中优化装配序列的快速生成。

（3）基于虚拟产品开发管理技术 VPDM，研究并解决了机械装备虚拟数字样

机开发中的数据交叉、耦合和冗余问题；

（4）基于工程知识和多视觉特征模型，提出了一种装配优化序列规划方法。

利用直接装配关系图表达产品几何信息、设计信息、制造信息和装配信息等，通

过产品特性和操作环境的评价因素，构建装配先后关系，从可行装配序列中选择

最优装配序列，更好地帮助设计师完成装配设计并做出正确决定。缩短了产品研

发时间，保证产品准时投放市场。

3、效益分析

目成果广泛应用于多家装备制造企业，其中 4 家企业利用该技术提高生产效

率 20%~30%，按时交货率从 63％左右提高到 90％以上。近三年企业总计新增利

润 6.1663 亿元，新增税收 3.3804 亿元，新增销售 28.058 亿元。减少了 80%以

上的生产管理人员

4、推广情况（已推广企业）

本项目成果已在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司、江苏南370

方机电股份有限公司、无锡市安迈工程机械有限公司等生产企业得到成功应用。

授权专利：

1.数控机床刀具的在线管理方法 201010129780.1

2.车间加工设备群加工运行优化的方法 200910031198.9

3.数控机床监控方法 201110430626.2