研究了模块化产品平台的设计方法,并构建了动车组转向架模块化产品平台。从客户需求出发,通过分析需求-模块的映射关系和模块之间的影响关系,得到模块变异指数和模块传播指数,基于模块变异指数和传播指数识别出产品平台元素;在企业已有模块实例基础上,利用模糊聚类、层次分析法和基于遗传算法优化设计对产品平台元素进行设计。以动车组转向架为对象构建了产品平台,验证了方法的有效性。

为减少高速列车在运行时受到的气动阻力,根据V型微结构沟槽的减阻机理,建立了若干组几何参数不同的V型微结构沟槽。验证了计算域、边界条件、湍流模型的合理性,对微结构沟槽面的减阻效果进行了数值仿真计算,分析了微结构沟槽面附近的速度、壁面摩擦应力云图。结果表明沟槽结构使得壁面附近流场的粘性底层厚度增加,沟槽顶部的阻力系数较大,底部和中部的阻力系数较小。与平面摩擦阻力相比,各组几何参数不同的微结构沟槽面都得到了不同程度的减阻效果,最佳减阻效果达到10.09%。

针对多巷道立体仓库货位分配问题,建立了以货物出入库效率、货架整体稳定性、堆垛机负载均衡为优化目标的多目标优化模型。针对该模型提出了一种自适应多种群遗传算法(AMPGA),引入余弦型自适应遗传算子实现种群中个体的交叉率和变异率动态自适应调整,同时对每个种群采用不同的交叉策略,并通过引入具有单方向性的进化逆转算子来克服其存在的局部搜索能力差和早熟收敛等问题,使之跳出局部最优,保持全局搜索能力。不同订单规模下的实验结果表明,MPGA相比于SGA优化提高2%~12%,AMPGA相比于SGA优化提高2%~14%,且AMPGA优化程度比MPGA更显著,耗时更短,对于货位优化结果更合理,是一种解决多巷道立体仓库货位分配优化的有效方法。

介绍一种基于离散型生产组织模式下的框类零件柔性生产线设计方案。基于对航空、宇航等典型离散型行业产品零件结构特征、零件工艺性、生产任务特点的分析与研究,提出通过构建柔性生产线系统解决离散型零件研制生产过程中存在的效率低、周期长、成本高等共性问题。通过对柔性生产线硬件建设、I/O通信技术、工艺标准化、生产排产等智能制造技术的研究与应用,提出一套完整的解决思路和方法。该方案兼具高效率、低成本、通用性等优点,技术成熟度较高,建设一次性投资少,自动化程度高,对制造业转型高质量发展具有重要意义。

五轴工具磨床在多工步磨削后置处理过程中需要考虑砂轮安装位置与方向、机床运动方向定义不同等因素,难以实现正确求解。针对该问题,定义了砂轮位置偏置、砂轮安转方向和磨床运动方向调整参数,提出了一种适用于多种正交结构五轴磨床的后置求解方法。该方法先采用一种默认运动正方向建立磨床逆运动学方程,然后求解方程并根据运动方向调整参数对解进行调整,得到满足实际需求的机床运动坐标,提高了方法的通用性。基于该方法,以C#语言编写了一套工具磨床后置处理软件,并对铣刀加工刀轨进行了后置处理、仿真和实物加工验证,结果证明了该方法的正确性和高效性。

根据转向架自顶向下的设计模式,在转向架的不同研发阶段对其可装配性提出一种按设计阶段进行逐级评价的方法,建立了转向架的三级可装配性评价流程,分别为产品级、部件级和零件级可装配性评价.分析转向架设计阶段的各层级可装配性评价因素,建立层级间的关联关系.采用模糊函数综合评价方法,根据模糊函数或专家经验确定评价指标值,利用单因素模糊评价矩阵,结合因素权重、专家级别,建立模糊综合评价模型,实例评估了转向架轴箱部件的可装配性,验证了此方法的有效性.

作业成本法由于具有成本计算精确且方便成本管理等优点，常被应用于复杂机械产品的生命周期成本分析。作业成本法实施的重要步骤之一为确定作业中心，然而现有的研究并没有提出一种明确且合理的作业中心划分方法，针对该问题。提出了一种由规则驱动的作业中心划分方法。该方法基于作业中心划分规则定义了作业间的模糊关系矩阵，再结合分配给各规则的权重，将模糊关系矩阵构建为作业综合模糊相似矩阵；运用模糊聚类方法对综合相似矩阵进行聚类，获得作业中心划分方案集合。而后，基于成本计算准确度及成本计算复杂度构建综合评价函数以选取最优划分结果。最后，以某型高速列车预防性维修作业中心的划分为例，证明了该方法可实现作业中心的合理划分。

结合高速列车谱系化技术平台及系列车型研制的需求，以特征相似性分析为基础构建了高速列车转向架装配CAPP系统，实现了高速列车转向架装配工艺的快速变型设计。该系统首先输入转向架的CAD模型并从模型中提取出设计特征和工艺特征（即装配特征），然后以设计特征和装配特征为基础，将模板项目和实例项目进行相似度分析，得到相似度较高的模板车型，最后在模板的基础上做相应变型，生成新车型转向架的装配工艺规程。

立铣刀在五轴刀具磨床加工过程中,容易出现由于进退刀路径设置不合理导致的毛坯与砂轮碰撞或进退刀路径过长。针对该问题,文章通过定义砂轮毛坯干涉检测坐标系,提出了进退刀安全位置、快速逼近位置和进退刀路径的优化计算方法,可以实现进退刀代码的自动添加。该方法适用于各种正交结构的五轴刀具磨床,提高了加工效率和安全性。基于上述方法,在C#平台上开发了一套刀具磨削加工进退刀处理软件,并在VERICUT7.3上进行了加工验证,结果显示了上述方法的可靠性和高效性。