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重庆市科学技术奖(2021年度)提名公示
一、项目名称
基于实时感知的数控机床智能网联优化运行系统及集成应用
二、提名者提名等级:
重庆市机械工程学会、科技进步一等奖
三、项目简介
机床是离散制造核心工作母机。离散制造环境下机床类型千差万别、档次参差不齐,运行不确定性强、联网协议繁杂,导致互联互通效率低且通用性差、状态获取准确率低、质量与能耗预测和控制难、运维灵活性差,使得数控机床智能网联群体优化运行成为智能制造的痛点。
在国家863计划、04专项等项目支持下,围绕高效、高精、低碳等目标,突破智能感知、智能运行、智能维护、集成优化运行等智能网联关键技术难题,发明并研制成功支持机床、产线集成优化运行成套软硬件。
主要创新如下:
1.发明基于多源多维时空异构信息融合的数控机床运行态势精准感知方法。发明基于多源多维时空异构信息融合的机床加工进度感知和加工工件、刀夹具与数控程序自动识别与匹配方法;发明支持软件定义软硬件功能和人工智能计算的机床智能感知与控制终端。
2.攻克基于能耗、齿轮加工误差影响机理的数控机床低耗运行与高质加工技术。建立基于多能量源动态能耗机理与着色赋时Petri网的能耗仿真模型与按需节能控制策略;提出基于加工误差影响机理与预测模型的齿轮工艺参数优化与自动编程方法和自适应加工控制方法。
3.提出基于本体和信号分析混合的数控机床运维知识可扩展可配置方法。制定机床故障诊断知识描述国家标准;建立基于信息互相关、堆叠稀疏自动编码机的刀具和基于隐马尔可夫模型的滚动轴承故障诊断模型;提出基于本体和信号分析混合的机床故障诊断策略可扩展可配置方法。
4.研制基于实时感知的数控机床智能网联群体优化运行软硬件系统并集成应用。发明并研制支持机床优化运行的软硬件系统,装备于多款机床和多工序复合柔性加工产线;提出基于多源异构数控信息集成并支持作业信息提取、能耗定额制定、加工任务节能调度的车间高效、高精、低碳集成运行方法;制定数控机床互联互通互操作国家标准体系和汽车齿轮加工自动生产线国家标准。解决互联互通互操作与群体集成优化运行难题。滚齿机、磨齿机、车床CPK>1.67,MTBF>1500h滚齿加工精度达6级、滚刀转速2500rpm磨齿加工精度达4齿面粗糙度<0.454μm齿轮、中间轴、箱体加工产线CPK>1.67
授权美国发明专利1项、中国发明专利29项、实用新型16项,牵头或参与制定国标10项、行标5项,软著27项,发表重要期刊论文29篇。新增销售收入35.93亿元。中国机械工程学会理事长李培根院士为组长的专家组鉴定“经济和社会效益显著,总体技术达到国际先进水平”。
四、主要知识产权和标准规范等目录
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
(地区)
授权号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
美国专利
DYNAMICALLY CONFIGURABLE INTELLIGENT CONTROLLER AND CONTROL METHOD FOR MACHINE TOOLS BASED ON DSP/FPGA
美国
US10078323B2
2018.9.18
/
Chongqing University, Chongqing Haiteke System Integration Co., Ltd, Beijing Tsinghua Software Information Technology Co., Ltd
Ping Yan, Runzhong Yi, Qingning Zhao, Fei Liu, Linqiao Hu
发明专利
数控机床工装及工件匹配检验系统及加工控制方法
中国
ZL201310255513.2
2015.04.15
1633698
重庆大学
鄢萍,胡林桥,童亮,何龙,廖磊,王淇英,何彦
发明专利
一种人机结合的数控机床故障信息采集方法
中国
ZL201210502823.5
2015.02.18
1586846
重庆大学
鄢萍,胡林桥,童亮,何彦,刘飞
发明专利
一种基于多投影面关键形态特征的运动物件类型识别方法
中国
ZL201310154940.1
2016.06.22
2116084
重庆大学
鄢萍,童亮,易润忠,胡林桥,何彦
发明专利
一种盘类齿轮成型磨齿自适应加工方法
中国
ZL201710193715.7
2018.10.09
3100105
重庆大学
朱月,鄢萍,蒋林
发明专利
基于标准模板和表达式驱动的齿轮滚削CNC自动编程方法
中国
ZL201310082886.4
2015.04.22
1642927
重庆大学
阎春平,郭凤民,曹卫东,李孝常
发明专利
一种磨齿机床M值的控制方法
中国
ZL201810112213.1
2020.11.27
4117296
重庆机床(集团)有限责任公司
刘一冉,余凯飞,李轩,蒋林,李云贵
发明专利
一种数控机床服役过程的能量消耗预测方法
中国
ZL201210131766.4
2013.11.20
1310427
重庆大学
刘飞,刘霜,谢俊,王秋莲
发明专利
一种数控机床排屑系统按需节能运行控制方法及系统
中国
ZL201310162685.5
2015.04.22
1640643
重庆大学
何彦,刘耕,鄢萍,陈鹏文,艾岳巍,胡林明
软件著作权
海特克工业设备运行监控大数据平台系统
中国
2017SR436320
2017.05.15
软著登字第2021604
重庆海特克系统集成有限公司,重庆大学
主要完成人
鄢萍:第一完成人,教授,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的80%。总体负责项目技术研究和推进,主导并完成基于多源多维时空异构信息融合的数控机床运行态势智能感知方法、基于能耗、齿轮加工误差影响机理的数控机床低耗运行与高质加工技术,基于可扩展可配置语义网的数控机床智能运维技术和数控机床智能网联群体优化运行软硬件系统开发,授权与本成果相关的美国发明专利1项,中国发明专利11项,制定国家标准6项,登记计算机软件著作权13项,发表重要期刊论文23篇,对创新点1234做出创造性贡献。
刘德永:第二完成人,正高级工程师,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。总体负责数控机床智能网联优化运行系统的研制和集成应用,登记与本成果相关的软件著作权4项,对创新点24做出创造性贡献,推动数控机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统和符合互联互通互操作系列国家标准的多工序复合柔性加工生产线管控系统在数控机床和柔性自动生产线的推广应用。
易润忠:第三完成人,正高级工程师,工作单位:重庆海特克系统集成有限公司,完成单位:重庆海特克系统集成有限公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。完成支持软件定义软硬件功能和人工智能计算的机床智能感知与控制终端和数控机床智能网联优化运行系统,参与研究工件在机/在线自动识别匹配和机床的节能控制策略研究,授权与本成果相关的美国发明专利1项,中国发明专利4项,参与制定国家标准4项,登记计算机软件著作权22项,发表重要期刊论文5篇,对创新点124做出创新性贡献,并主导智能感知与控制终端的推广应用。
曾令万:第四完成人,正高级工程师,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。完成数控机床智能网联优化运行系统的研制,并推动该网联系统在制齿机床的推广应用,授权与本成果相关的发明专利1项、实用新型专利4项,制定国家标准1项、行业标准2项,对创新点4做出创新性的贡献。
何彦:第五完成人,教授,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的65%。完成数控机床动态建模仿真和排屑系统按需节能控制制定,研究面向车间的加工任务节能调度方法,授权与本成果相关的中国发明专利5项,国家标准1项,发表重要期刊论文2篇,对创新点124做出创新性贡献。
阎春平:第六完成人,教授,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。完成基于齿轮工艺知识库的工艺参数优化与基于标准模板和表达式驱动的齿轮滚削自动编程方法研究,授权与本成果相关的中国发明专利2项,发表重要期刊论文1篇,对创新点2做出创造性贡献。
刘一冉:第七完成人,高级工程师,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的65%。完成磨齿过程齿向斜率补偿方法和磨齿机床M值控制方法研究,参与研制数控机床智能网联优化运行硬件系统改进,授权与本成果相关的中国发明专利2项、实用新型专利1项,制定行业标准1项,对创新点24做出重要贡献。
朱俊翰:第八完成人,工作单位:蓝黛科技集团股份有限公司,完成单位:蓝黛科技集团股份有限公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。参与符合国家互联互通互操作生产线管控系统的开发和车间制造过程信息化平台的搭建等工作,登记与本成果相关的计算机软件著作权3项,对创新点4做出了创造性贡献,并着力推动机床智能网联群体优化运行系统在齿轮、中间轴、箱体零件的制造车间和乘用车变速器中车装配车间的推广应用。
梁博:第九完成人,高级工程师,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的60%。发明一种直廓螺旋面蜗轮加工方法,参与数控机床网联优化运行软硬件系统的研制,并参与该系统在制齿机床的推广应用,授权与本成果相关的中国发明专利1项,实用新型专利3项,对创新点24做出创造性贡献。
周涵:第十完成人,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。完成基于加工误差影响机理与预测模型的齿轮工艺参数优化方法和基于数据驱动的刀具故障诊断方法研究,参与开发智能机床故障诊断系统,制定与本成果相关的国家标准1项,登记计算机软件著作权3项,发表重要期刊论文4篇,对创新点234做出创造性贡献。
简圣前:第十一完成人,副高级工程师,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。完成支持制齿机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统研制,授权与本成果相关的实用新型专利2项,对创新点4做出重要贡献,并参与系统在制齿机床的推广应用
童亮:第十二完成人,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的70%。完成基于多源多维时空异构信息融合的数控机床运行态势智能感知方法和基于可扩展可配置语义网的数控机床智能运维技术开发,以及围绕智能感知、智能决策、智能维护开发支持数控机床优化运行的软硬件系统研发,授权与本成果相关的中国发明专利3项,发表重要期刊论文5篇,对创新点134做出创造性贡献。
刘霜:第十三完成人,教授,工作单位:重庆大学,完成单位:重庆大学。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的65%。完成数控机床加工过程机电主传动系统能量效率获取、数控机床服役过程的能量消耗预测与械加工车间工件能耗定额制定研究,授权与本成果相关的中国发明专利3项,发表重要期刊论文2篇,对创新点24做出创新性贡献。
樊淋:第十四完成人,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。完成支持制齿机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统研制,授权与本成果相关的实用新型专利2项,对创新点4做出重要贡献,并参与系统在制齿机床的推广应用。
刘明超:第十五完成人,工作单位:重庆机床(集团)有限责任公司,完成单位:重庆机床(集团)有限责任公司。在本项目技术研发工作中投入的工作量占本人工作总量的55%。完成支持制齿机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统研制,授权与本成果相关的实用新型专利2项,对创新点4做出重要贡献。
六、主要完成单位
重庆机床(集团)有限责任公司:第一完成单位,重庆机床(集团)有限责任公司上世纪50年代被国家指定为中国十八家机床制造企业之一,长期从事齿轮机床关键技术的攻关和开发,是中国齿轮加工成套装备的“摇篮”和技术引领者。承担本项目相关的国家863计划重点项目和重庆市科技计划项目,创新点2的基于精度实时信息的制齿机床自适应加工控制与创新点4的支持制齿机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统、符合互联互通互操作系列国家标准的多工序复合柔性加工生产线管控系统研制做出了创造性贡献,授权中国发明专利8项、实用新型专利16项,主导国家标准1项、行业标准5项目,登记软件著作权4项,主导研究成果在制齿机床的应用推广。
重庆大学:第二完成单位,重庆大学以智能感知、智能运行和智能运维为目标开展创新研究,授权美国发明专利1项,授权中国发明专利21项,参与制定国家标准9项,登记软件著作权18项,发表重要期刊论文29篇。对创新点1基于多源多维时空异构信息融合的数控机床运行态势精准感知方法,创新点2基于能耗、齿轮加工误差影响机理的数控机床低耗运行与高质加工技术,创新点3基于本体和信号分析混合的数控机床智能运维知识可扩展可配置方法以及创新点4的基于态势感知的数控机床智能网联群体优化运行系统做出了主要创造性贡献,并在协助创新成果的推广应用作出了重要贡献。
蓝黛科技集团股份有限公司:第三完成单位,蓝黛科技集团股份有限公司是深交所上市的机械传动装置制造公司,产品主要应用于各汽车主机市场、纺织机械及通用机械领域,是国内外多家知名企业动力传动部件供应商。承担与本项目相关的“高档数控机床与基础制造装备”专项项目和工信部2017年智能制造新模式应用项目,对创新点4的符合互联互通互操作系列国家标准的柔性生产线智能管控系统和车间设备群体集成优化运行做出重要贡献,登记软件著作权3项,应用本项目技术成果,取得了显著的经济和社会效益,对项目的推广应用做出重要贡献。
重庆海特克系统集成有限公司:第四完成单位,重庆海特克系统集成有限公司致力于高端嵌入式系统技术、物联网技术、大数据领域的研究开发,对创新点1的支持软件定义软硬件功能和人工智能计算的数控机床智能感知与控制终端研制、创新点2的基于动态能耗机理与面向对象着色赋时Petri网的能耗仿真与按需节能控制和创新点4的数控机床智能网联群体优化运行软硬件系统研制做出创新性贡献,授权美国发明专利1项,登记软件著作权18项,对数控机床智能感知与控制终端的推广应用做出重要贡献。
重庆蓝黛传动机械有限公司:第五完成单位,重庆蓝黛传动机械有限公司主营各汽车主机市场、纺织机械及通用机械领域需求的齿轮类和轴类零件制造。对创新点4的符合互联互通互操作系列国家标准的多工序复合柔性加工生产线管控系统和数控机床智能网联群体优化运行软硬件系统集成应用验证做出了重要贡献。采用本成果,实现加工效率提高26.3%,运营成本下降22%,经济和社会效益显著,对项目成果的推广应用做出了重要贡献。
重庆第二机床厂有限责任公司:第六完成单位,重庆第二机床厂有限责任公司系原国家定点生产车床的专业厂,主营数控车床、车削中心、活塞加工专用机床等产品。应用本项目技术,实现数控车床定位精度<0.005mm,双向重复定位精度<0.003mmMTBF2334h,取得较好的经济和社会效益,对创新点4的支持数控机床智能优化运行的成套可配置软硬件系统在数控车床的推广应用做出重要贡献。
重庆世玛德智能制造有限公司:第七完成单位,重庆世玛德智能制造有限公司主要从事自动化生产线、数字化车间、智能化工厂的全套解决方案设计、制造、销售、服务。对创新点4的生产线互联互通互操作技术研究和产线管控系统研制、验证与推广应用做出了重要贡献。
南京龙渊微电子科技有限公司:第八完成单位,南京龙渊微电子科技有限公司致力于国产技术的物联网、大数据应用,获30多项人才计划和40多项科技计划支持,是科技部首届和第二届中国创新创业大赛优秀企业。基于突破的多源多时空异构信息融合的机床运行状态感知技术和基于能耗、加工误差影响机理的机床低耗运行与高质加工技术,结合本公司的工业互联网和智能制造终端产品和解决方案,解决传统制造企业生产效率低、设备利用率低、设备负载不均衡等问题。对创新点1的支持软件定义软硬件功能和人工智能计算的数控机床智能感知与控制终端在制造行业的推广与应用验证做出了重要贡献。
江苏龙睿物联网科技有限公司:第九完成单位,江苏龙睿物联网科技有限公司长期从事智能制造、工业物联网、大数据领域研发和产业化工作。在突破的基于多源多时空异构信息融合的机床运行状态感知技术与基于本体和信号分析混合的智能运维知识可扩展可配置技术的基础上,结合原有物联网数据采集终端和解决方案,进行优化设计,完成数控机床智能感知与控制终端的产业化销售。对创新点1的支持软件定义软硬件功能和人工智能计算的数控机床智能感知与控制终端在制造行业的推广与应用验证做出了重要贡献。

类别:表彰奖励 作者:江燕琪 审核:江燕琪 添加时间:2021-9-18 9:04:30 阅读次数:66