基于可视化技术的再制造发动机装配过程监测与控制研究

摘要

再制造产品质量难以满足消费者期望是再制造产业规模化、市场化发展的关键约束之一。再制造装配作为再制造工程的最后一个环节，也是关键环节，对保障再制造产品质量和性能起到至关重要的作用。而装配过程工艺复杂、资源繁多、信息多源异构等因素又导致再制造装配呈现诸多不确定性，进而影响了装配的稳定性和可靠性。因此，如何在不确定性环境下，实时监测和控制再制造装配过程，确保“再制造产品质量不低于新品”，已经成为再制造工程亟需解决的关键问题之一。　　本文以再制造发动机为研究对象，分析了再制造发动机的工艺流程，阐述了再制造装配过程的不确定性内涵。在此基础上，对装配资源进行分类并采用基于本体的建模方法进行描述，结合基于规则映射的信息集成模式，构建了多源异质信息的同构化处理环境，为实时感知、监测和控制装配过程不确定性提供一致性的语义环境。　　其次，在信息同构化环境的基础上，分析了信息采集的关键技术，通过定义装配过程的实体对象，形式化地描述信息感知过程。同时，构建了再制造装配过程状态空间模型并给出了装配工位的误差补偿机制，揭示了装配误差的传递、累积和耦合过程。　　然后，结合面向对象的思想，构建了装配资源的可视化概念模型，并形式化地定义了模型中的对象数据模型、算法模型、可视表征模型和交互控制模型，进而给出了可视化建模步骤。在此基础上，构建了再制造发动机装配过程实时监测与控制平台，并详细阐述了平台的体系架构、功能结构、运行机理和数据库结构。　　最后，在上述理论和方法的指导下，在分析平台软件架构和硬件架构的基础上，开发原型系统，验证了系统的有效性和可行性，也为再制造装配过程监测与控制提供方法和技术支持。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 课题的研究现状

1．2．1 再制造产业综述

1．2．2 再制造产品质量控制研究

1．2．3 可视化监测与控制技术研究

1．3 课题研究的目的和意义

1．4 课题的来源和研究内容

1．5 论文结构体系

第二章 面向再制造发动机的多源异质信息集成模式研究

2．1 再制造发动机的工艺流程

2．2 再制造发动机装配过程的不确定性内涵

2．3 多源异质信息同构化处理环境的构建

2．3．1 再制造装配资源分类

2．3．2 再制造装配资源建模

2．3．3 基于规则映射的信息集成

2．4 本章小结

第三章 再制造发动机装配过程动态感知及控制方法研究

3．1 感知装配过程信息采集技术研究

3．1．1 装配过程信息分类

3．1．2 信息采集关键使能技术

3．1．2 装配过程实时感知方案

3．2 基于状态空间模型的装配过程控制方法研究

3．2．1 装配过程状态空间模型

3．2．2 装配误差传递函数

3．2．3 装配工位补偿机制

3．3 本章小结

第四章 基于可视化技术的实时监测与控制平台设计

4．1 装配过程可视化模型的构建

4．1．1 面向对象的思想

4．1．2 面向对象的可视化概念模型

4．1．3 面向对象的可视化建模

4．2 实时监测与控制平台设计

4．2．1 需求分析

4．2．2 平台运行体系架构

4．2．3 平台功能结构

4．2．4 平台运行机理

4．2．5 平台数据库模型

4．3 本章小结

第五章 系统实现

5．1 平台软件架构

5．2 平台硬件架构

5．3 原型系统的开发与展示

5．3．1 基础数据管理

5．3．2 组态配置管理

5．3．3 实时数据采集

5．3．4 在线质量分析

5．3．5 可视化建模

5．3．6 可视化监控

5．3．7 历史数据追溯

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况