机械制造

针对国内锻造行业工厂具备的多品种、大批量、不能一物一码追溯的特点，以及自动化程度和信息化水平普遍较低的现状，开发了拥有十多项知识产权的制造执行系统，已在多家锻造工厂成功实施。 锻造工厂制造执行系统包括六大子系统：企业资源信息管理系统；产品工艺编制以及报价核价系统；生产过程二维码追溯系统；锻造模具成套管理及寿命预测系统；面向异构设备的多源信息融合工况辨识与统一管理系统；生产信息定制及云端发布查询系统。

本项目采用具有自主知识产权的专利技术，制备具有微滤和超滤特性的陶瓷中空纤维膜。本项目采用特殊工艺先通过挤出制备中空纤维原生膜，然后将涂膜液浸涂在中空纤维原生膜表面，经过特殊烧结工艺，得到陶瓷中空纤维超滤膜，本方法也可应用于蜂窝状陶瓷超滤膜。本项目的特点是：工艺简单，所用原料价格低廉，没有昂贵的设备；中空纤维或管式原生膜外表面浸涂勃母石溶胶一步烧结制备出不对称结构的陶瓷中空纤维和管式超滤膜，大大降低了烧结成本，进而降低陶瓷膜制备成本。

轴承智能制造生产示范线以滚动轴承装配为应用场景，基于云平台和工业互联网技术，研制出滚动轴承机器人自动装配作业生产线；运用数据化设计技术，建立滚动轴承机器人自动装配生产线三维数字化模型，结合深度学习等技术，实现滚动轴承装配作业流程优化和仿真；借助无线网和传感器，实时采集滚动轴承装配生产的过程数据，并上传云端，应用数据统计和机器学习技术，自动生成滚动轴承装配生产过程的数据报表；采用云端软件架构，开发集滚动轴承装配生产过程管理、实践教学管理、在线课程和远程教学指导等功能于一体的管理软件，为工科学生或企业员工学习云制造技术，提供一款忠于工业生产场景，云制造技术要素齐备，工艺流程短小精悍，便于实验实训组织和开展的典型生产线。 滚动轴承装配柔性生产组成：由原料货架、AGV、滚动轴承自动装配单元、工业相机、货架等硬件设备构成。工业互联网组建：机器人、PLC、AGV、工业相机等节点及现场传感器，通过工业互联网相连接。生产线数字化模型建立：利用虚拟仿真软件创建设备三维数字化模型。生产工艺流程重组、优化和仿真：基于效率、能耗或设备利用率等，运用智能调度算法，实现过程模拟仿真、流程规划。生产过程精细化管理和智能决策：建立生产过程数据采集和分析系统，利用工业大数据分析技术，自动调整生产工艺参数。

配完成，效率低、周期长且模具工作型面表面质量无法保证。本成果在深入分析了影响大型汽车覆盖件模具凸凹模工作型面贴合率影响因素的基础上，研究提高贴合率的数字化分析与设计方法，建立了基于汽车覆盖件拉延减薄和模具在成形力下的弹性变形量耦合的精细模面设计方法。利用基于型面变形补偿的汽车覆盖件模具型面设计系统及方法后，调试周期缩短了30%，大大的提高了模具工作型面调试效率，缩短了模具的制造周期，创造了良好的经济效益，提升了企业核心技术能力的同时提高了企业的竞争力。本项目的研究成果已经成功在多家大型汽车覆盖件模具企业进行了大量的工业化应用，已为国内外知名汽车公司的大型覆盖件模具项目提供了高质量的模具。项目对改变我国汽车高档模具主要依赖进口的现状、促进天津市装备制造业的发展具有重要意义。

本项目针对车身覆盖件的特点，结合典型成功案例，建立了基于结构和功能的分类制件冲压工艺知识库；开发了面向复杂外覆盖件的专用模板化模具设计系统、BOM自动生成系统、标准件综合管理与调度系统，提高效率30%；开发了基于真实压力机状态下模具结构的受力变形补偿系统，修正了凸凹模之间不等厚度间隙数值，显著减少了钳工研合工时，提高了首次件的合格率。解决了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具在工艺、设计、制造、装配、精度保证等方面的众多难题，建成了高档轿车外覆盖件用高精度复杂模具产业化基地，提升了作为天津市支柱性产业之一的汽车行业的整体水平，改变了目前国内高档轿车关键模具依赖进口的局面。项目在天津汽车模具有限公司应用后，已生产35个项目的侧围零件，产值1.3个亿。项目达产后，侧围、翼子板类高精密复杂外覆盖件模具年产量达到110套。技术成果应用到天汽模其它类型模具生产，年产量达到3000-4000套，产值10个亿，利税2.8亿,出口创汇6000万美元。经天津市高新技术成果转化中心组织专家鉴定，结论为国际领先水平。

已有样品/n模具是“工业之母“，模具行业是工业的放大器，对相关产业的放大作用可达1:100。近年来，我国模具工业一直保持着快速发展的态势，2015年达到2100亿人民币，出口额50.8亿美元，从业人员达百万人。各类模具均需要冷却，其效果直接影响生产效率、模具寿命和制件质量。现有模具冷却一般采用机加工直孔组成回路，但难以实现产品自由型面各个区域的均匀高效冷却。3D打印可直接加工出随产品型面自由变化的随形冷却水道，实现模具的随形温控，特别是对于复杂结构、高精度、高性能要求的高端模具尤其重要，堪称模具制造

(1) 在国内首次建立了网络化制造系统模式库。该模式库包括面向独立企 业、面向企业集团、面向区域、面向行业、面向企业动态联盟等五大类网络化 制造系统模式，每类模式包括体系结构、实施方案、软件集成接口、运行模式和 实施案例。其中创新性和效益比较突出的两类模式是： •在国内首次提出了企业级的网络化制造系统模式一一基于企业内、外部 网络化制造的企业信息化模式，设计出了相应的体系结构，在各大中型企业 成功实施和应用。 •在国内外首次提出了面向区域制造业的网络化制造系统模式一一“区域 性网络化制造系统"模式，被第27届国际计算机和工业工程大会选为大会主题报 告。被国家科技部列入了国家863计划，在国内外产生了较大影响。并成功设计 出了相应的体系结构和运行模式，已在我国3个省市得到了成功应用。（2）在国内以领先优势中标国家十五科技攻关项目“网络化制造平台"， 在此基础上开发成功了我国第一个多功能的网络化制造平台，通过科技部的验 收。平台由集成框架和计算机网络、数据库等五个层次组成。最顶层是应用功能 系统层，其中应用效果比较突出的应用功能系统有网络化分销管理系统、网络化 销售与定制系统、网络化协同工作支持系统和网络化软件资源共享支持系统； 前两个功能系统被国内外院士、专家组成的鉴定委员会鉴定为“国内领先" 和“国际先进水平"。

1、 本项目属网络化制造领域，是先进制造技术、计算机网络技术和现代 管理技术等学科的交叉领域。获得了 2006年度国家教育部科技进步一等奖。 2、 项目主要科技成果如下： (1)   在国内首次建立了网络化制造系统模式库。该模式库包括面向独立企 业、面向企业集团、面向区域、面向行业、面向企业动态联盟等五大类网络化 制造系统模式，每类模式包括体系结构、实施方案、软件集成接口、运行模式和 实施案例。其中创新性和效益比较突出的两类模式是： •在国内首次提出了企业级的网络化制造系统模式一一基于企业内、外部 网络化制造的企业信息化模式，设计出了相应的体系结构，在各大中型企业 成功实施和应用。 •在国内外首次提出了面向区域制造业的网络化制造系统模式一一“区域 性网络化制造系统"模式，被第27届国际计算机和工业工程大会选为大会主题报 告。被国家科技部列入了国家863计划，在国内外产生了较大影响。并成功设计 出了相应的体系结构和运行模式，已在我国3个省市得到了成功应用。 (2)   在国内以领先优势中标国家十五科技攻关项目“网络化制造平台"， 在此基础上开发成功了我国第一个多功能的网络化制造平台，通过科技部的验 收。平台由集成框架和计算机网络、数据库等五个层次组成。最顶层是应用功能 系统层，其中应用效果比较突出的应用功能系统有网络化分销管理系统、网络化 销售与定制系统、网络化协同工作支持系统和网络化软件资源共享支持系统； 前两个功能系统被国内外院士、专家组成的鉴定委员会鉴定为“国内领先" 和“国际先进水平"。市场及经济效益分析： 制造业量大面广，是一个国家和区域的支柱产业。当前，制造全球化和制造 网络化是现代制造业的主要发展趋势之一。本项目成果一方面能为一个区域网络 化制造和云制造服务平台的设计和开发提供方法、方案、技术、成果和产品支 持，另一方面也能为一个企业实施互联网+和云制造，为企业实现与互联网的融 合创新提供方法、方案、技术、成果和产品支持，具有广阔的推广应用前景。 本项目成果已在长安、力帆、铁马、贵阳普天等多家大型企业和华陶、华洋 等数十个中小企业以及重庆、泉州市、内江市等多个区域得到成功应用，已 取得了显著经济效益和社会效益，并且有广阔的应用前景。例如：长安汽车公 司、重庆力帆集团等大型企业应用本成果中企业级网络化制造系统模式及相关技 术，建立了创新的企业信息化系统，取得显著的应用效益；又如，重庆华洋电器集团、江津增压器厂等大型企业系统地应用了本成果网络化制造系统模式及网络 化制造平台中有关技术，系统实施和建立了创新的企业信息化系统，取得了显著 的应用效益。