针对当前产品配置过程中知识经验可重用性差、配置效率低等问题,引入知识工程(KBE)技术,研究了知识工程关键技术在产品配置中的应用,开发出一套符合产品配置的推理机。分析了复杂产品领域知识的特点,提出产生式规则和过程表示的混合知识表示方法。通过运用智能解析技术快速解析知识库中知识,并采用正向的规则推理方法(RBR)实现知识推理。经验证,用户可以在产品配置平台中快速对知识进行创建,并能够根据客户个性化需求智能推理出产品设计结构,极大提高知识重用性和产品设计效率。

为解决某船用柴油机制造企业在工艺设计过程中重复劳动多、工艺复用困难等问题,采用特征分组技术来实现典型零件工艺路线变型设计创建新工艺的方式,用于快速获得船用柴油机中典型件的结构化工艺路线。该方式包括创建结构化的工艺路线模板、制造特征划分、制造信息转递、制造特征/工序挂接、特征信息比对、结构化工艺变型等几步。最后,以某船用柴油机典型件中的连杆为对象,设计了一个工艺设计集成系统,并验证了其有效性。该系统能够有效提高工艺知识的复用率和工艺设计的规范性,易于被工艺设计人员接受。

目前制造企业普遍基于参数化零部件设计数据找到已有的参数组合,并以此作为标准规格进行推荐,造成工作效率低下,出错率高。针对这种情况,将Markov模型引入企业的零部件标准规格推荐中,基于C#编程语言,以Microsoft Visual Studio为平台,在NX软件的基础上,开发了基于Markov模型的零部件标准规格推荐系统。该系统根据企业已有的设计数据,通过发掘数据内部的规律,找到数据中隐含的参数组合,并将其作为标准规格推荐给企业,为企业带来更为有效的零部件标准规格的推荐策略。

四刀光阑是多物理谱仪(MPI)光路控制系统的重要组成部分之一,它的定位精度将直接决定中子束斑分布情况从而影响中子散射实验分析结果的准确性。为了满足高辐射、高磁场、高真空并且空间狭小的工作环境,并且具有较高的定位精度与重复定位精度需求的MPI四刀光阑系统。针对这些需求提出一种新的四刀光阑系统,采用压电陶瓷电机为进给驱动系统、中子吸收材料碳化硼为刀片的方案。实验表明,这种方案具有良好的应用效果,四刀光阑的重复定位精度可以控制在1.5μm,偏摆角误差4.5′,相比于现在使用的四刀光阑有了很大的提升。这套四刀光阑设计方案的提出为类似狭小空间中的高精度、大行程装置的研发提供了一种有效的解决思路。

针对船用柴油机关键件加工过程中出现的质量不均衡、预测性不足等问题,提出了数字孪生驱动的船用柴油机关键件加工质量管控方法。通过构建柴油机关键件质量管控数字孪生模型,使物理生产单元、虚拟生产单元及生产管理系统协同工作,实现柴油机加工过程中质量数据采集、分析和反馈一体化,并指导车间操作人员进行加工生产。采用基于BP-RBF神经网络算法预测刀具的完整使用寿命,并结合遗传算法(GA)和刀具磨损模型对刀具加工参数进行在线优化,实现刀具及刀具参数的调度指导与调整。最终基于管控平台进行加工刀具寿命预测与优化功能模块开发,并通过系统功能仿真,验证了该方法的有效性,为船用柴油机关键件加工质量管控提供了一种的新的途径。

针对CAPP系统的复用性、扩展性、柔性、网络化及协同化等问题，提出了应用平台／插件体系结构，开发了基于Web的CAPP系统。重点研究了平台／插件体系结构的CAPP系统的基本原理、总体结构、插件库模型、插件粒度划分流程和最终参考框架、平台与插件间的交互控制流程。详细分析了基于Web的CAPP系统的产品结构树、所见即所得的工艺设计、工艺设计规划、制造工艺资源管理等平台主要功能及其实现方法，并通过实例验证了系统的可行性。

为了提高精密装配耦件的装配精度,提出了一种新的基于排序运动算法的选择装配方法.对选择装配问题及需求进行分析,构建以实际装配公差精度为基础,以最小整体匹配方差为目标的评价函数模型.分析排序运动算法通过将数据从小到大排序及运动计算的算法原理,采用数学假设证明方法证明了排序运动算法在两组相同数量匹配数据和不同数量匹配数据情况下求得最优匹配序列的可行性.以船用柴油机的机架孔和气缸套的选配为例,利用MATLAB软件辅助计算验证了此算法的有效性.