智能制造技術團隊

團隊簡介：

77779193永利官网智能制造團隊重點針對智能制造、制造業信息化、工業工程、金屬材料精密制造領域的理論和實際問題，開展數字孿生、工業互聯網、車間調度、系統仿真、PDM/ERP/MES、金屬材料加工與處理研究，在智能制造方向形成了離散制造生産線的工藝設計、仿真、調度優化，及金屬材料殘餘應力處理等方面的優勢與特色。

團隊固定人員共有18人，其中教授4人，包括“南湖學者”獲得者宋庭新、“全國鋼鐵行業最美青工”獲得者薛歡、“楚天學子”獲得者李西興，另有副教授、講師、博士後研究員等科研人員組成。現有在讀研究生48名。先後獲得了國家“863”計劃、國家重點研發計劃、國家自然科學基金、國防科研項目、全國鋼标準化技術委員會國家标準項目、湖北省科技廳、湖北省交通運輸廳、湖北省科技支撐計劃等的資助項目30餘項，具有從事智能制造、工業工程、金屬材料等領域理論及應用研究的優異研究條件。

近五年研究團隊已發表論文200餘篇，包括《IEEE Trans. UFFC》、《Smart Mater. Struct》、《Materials Science and Engineering: A》、《Journal of Manufacturing Systems》、《Computers & Industrial Engineering》、《中國機械工程》、《計算機集成制造系統》等。研究成果獲得湖北省科技進步獎（第1單位）、湖北省科學技術發明獎（第1單位）、湖北省社會科學優秀成果獎（第1單位）等。

成員介紹

負責人：

盛步雲，教授、博士生導師，“十三五”國家重點研發計劃項目首席專家，教育部智能制造重點實驗室（華中科技大學）訪問學者，加拿大多倫多大學高級訪問學者，湖北省跨世紀青年學術骨幹，湖北省和武漢市标準化專家委員會成員和标準化協會會員，中國機械工程學會高級會員，中國機械工程學會設計分會理事，國家科技部、教育部、工信部、湖北省等多省市智能制造領域科技項目評審專家。2016年作為項目負責人主持了科技部“十三五”計劃首批國家重點研發計劃項目“基于3D打印的智慧雲服務平台關鍵技術研究與應用示範”，2019年獲批工信部2019年工業互聯網創新發展工程--基于工業互聯網平台的生産線數字孿生系統。先後承擔或參加了國家自然基金、國家“863”計劃、湖北省重大科技攻關等幾十項項目的研究，獲科技獎勵3項，擁有發明專利2項，軟件著作權登記30餘項。在《International Journal of Advanced Manufacturing Technology》、《計算機集成制造系統》等國内外重要刊物發表學術論文150餘篇，其中SCI/EI檢索30餘篇，出版《數字化協同與網絡交互設計》、《大數據時代的産品智能配置理論與方法》等學術著作。

院團隊負責人：

成員：

主要科研成果及項目

團隊照片展示

科研成果

1.基于Web的三維輕量化建模技術及軟件

針對Web環境下對三維模型數據輕量化，以及多感知人機自然交互三維建模的需求，采用角度法與弦高法相結合的點雲實時去噪算法、多視角點雲在線快速配準算法等方法，對三角網格模型進行重構，實現了對三維模型數據的輕量化處理。在此基礎上，利用數位闆等硬件設施，實現了Web環境下三維模型的多感知快速交互式建模。通過構建包含向量的參數方程，實現了三維輕量化模型的裝配特征參數化表達，空間位姿感知與裝配約束施加，實現了基于Web的三維輕量化模型智能裝配。最後，完成了對多感知人機交互設備接入雲服務器方法的分析與研究，建立了多感知人及自然交互建模原型系統，并開發了基于Web的三維輕量化建模軟件。成果成功應用于湖北嘉一三維高科公司的DD打印網，實現了文創産品3D打印過程中大衆參與的協同創意設計。

多視角三維點雲數據在線快速配準及輕量化處理效果

基于Web的協同手繪交互式建模效果

基于Web的三維輕量化建模軟件界面以及建模效果

2.面向數字孿生的汽車生産線數字化工藝設計和仿真技術

針對當前汽車生産線工藝設計和仿真過程大多基于設計人員經驗和能力，缺乏系統性的理論與方法指導，難以适應生産線設計向智能化發展的問題，通過對生産線構建4D-MBD模型，收集并存儲全生命周期中的各類數據，并在此基礎上，結合基于BOM的工藝設計任務的工作分解結構，實現對設計任務的智能分配。在3D設計過程中，通過在設備4D-MBD模型中預定義的裝配特征及裝配特征組，結合構建的裝配規則和知識模型，實現基于空間位姿感知的智能裝配。在仿真過程中，通過構建“3D模型+邏輯+數據”的仿真模型，實現了總裝線工藝仿真過程的參數化運行。成果成功應用于東風設計研究院有限公司，極大提高了汽車生産線工藝設計和仿真過程的效率和質量。

設計任務分配功能

生産線設備模型快速布局功能

生産線運動仿真功能

3.壓電無線供能系統的能量傳遞規律及控制方法

針對智慧制造對能量的無線無源傳感方式的迫切基礎需求及傳感器無線供能的問題，通過跨越結構與電路之間的非線性間歇性連接界面，建立了壓電俘能/儲能系統的耦合動力學模型，提出結構與電路交互作用的時域多尺度算法，闡明了主動界面對極化電荷的調控機理及其對俘獲能量的傳遞規律，解決了振動結構與電路時間尺度耦合及能量傳遞問題。通過設計俘能結構的軸力調頻構型，建立了主/偏場耦合的壓電結構動力學方程，揭示了偏場誘導和預應力引起的系統頻率漂移機理，解決了頻率失配、定頻輸出、主/被動調頻的問題。基于自主提出的具有寬頻特征的壓電陣列構型設計了寬頻壓電俘能器，克服了窄頻帶問題，提高了俘能器的穩定性和自适應性。發表“Broadband piezoelectric energy harvesting devices using multiple bimorphs with different operating frequencies”高被引論文，引用230餘次。

智慧制造無線供能策略

基于主/偏場耦合的偏場調頻機理

具有寬頻特征的壓電陣列構型

4.金屬材料殘餘應力精确測試及調控技術

針對大型金屬材料殘餘應力導緻的闆型缺陷、扭曲變形、焊接翹曲、延遲開裂等問題，通過自主研發專用、高效的應變片及殘餘應力測試試驗裝備，采用對材料進行表面處理、應變片粘接、焊接等方法，從單向、雙向和三向對殘餘應力進行全釋放，實現了高低速鑽兼顧的高精度殘餘應力測試。通過自主開發的專用炸藥及爆炸工藝，利用可控爆炸消除大型結構殘餘應力，實現了殘餘應力的調控，并基于深度神經網絡開發了金屬殘餘應力調控數據系統。相關成果獲授權專利22項，系列中英文應力測試國家标準4項，并成功應用于鐵道、煉鋼、水電、石油、制鋁等行業，創造經濟效益3295萬餘元。

高精度殘餘應力測試方法

圖2 新疆托海水電站鋼岔管應力調控    圖3 高速百米重軌應力調控

圖4撫順石油二廠吸收塔              圖5 武鋼二熱軋超高強鋼制造

行業應用

5.航空裝備艦面保障設備預防性維修分析與仿真系統

本成果針對航空保障裝備維護維修與健康管理問題，運用離散系統仿真模型計算航空保障裝備使用強度，評價實戰化要求下艦面保障設備故障風險，針對設備開展故障模式及影響分析；采用威布爾分布和大數據分析方法，确定預防性維修時間、維修範圍和維修等級；開發航空裝備艦面保障設備預防性維修分析與仿真系統，應用多智能體建模仿真方法，對航空保障裝備維修保障體系進行仿真驗證和評估，在國防領域得到推廣和應用。

航空裝備艦面保障設備風險評估仿真

航空裝備艦面保障設備維修管理與仿真系統

6.面向多數據源的數據能力平台

不同信息系統數據來源不同，而将多數據源的數據進行集成、分析、處理是企業信息化中重要的課題。本成果針對上述問題提供了多源數據的接入、分析、預測、數據服務等工具集，從實時數據的接入、分發到離線數據的存儲、分析都有相應的組件。平台的核心組件包括：數據集成工具、數據流配置工具、調度器、數據倉庫建模工具、低代碼的AI工具等。本成果可适用于企業信息系統集成、制造企業物聯網數據處理等領域。

多源數據處理

多源數據資産集中管控

低代碼的AI算法工具