《多品种变批量复杂产品大规模定制协同设计与制造关键技术及平台》

该项目属于先进制造技术领域。生产模式对制造业的影响深刻而长远。当前制造企业普遍面临产品批量萎缩、销售利润降低、需求响应迟缓等挑战,迫切需要突破以规模化生产为主流的生产模式,采用新的制造模式来建立企业竞争优势。在此背景下,《中国制造2025》明确指出“发展基于互联网的个性化定制、众包设计、云制造等新型制造模式”、“推动生产型制造向服务型制造转变”。

该项目以制造企业转型个性化定制生产模式为背景,针对一类定制化程度高、生产批量多变、组成结构复杂的机械产品,以效率、质量、成本和服务综合最优为目标,以产品全生命周期为主线,研发多品种变批量复杂产品大规模定制协同设计与制造关键技术及平台,并在汽车装备、轨道交通设备、轻工机械、汽车配件等行业领域应用实施,创造性地解决了多品种变批量复杂产品大规模定制生产成本、效率与个性化难以兼顾的难题。经过近七年的研发和实践,校企联合,突破了模式、共性关键技术和平台建设瓶颈,形成了一条创新的发展路子。

(1)在模式研究方面,提出了一种以客户为中心的制造新模式——基于模块化产品平台的大规模定制协同设计与制造模式,突破了产品成本、质量和交货期受制于产品品种和批量的传统观念,使制造企业能以大规模生产的高质量、低成本和短周期优势,满足客户的个性化、多样化需求。

(2)在共性关键技术方面,提出了具有“去中心化”特征的模块分类与平行编码机制,建立了集成生命周期信息的模块族模型;提出了自适应可配置的模块化产品平台构建方法,给出了模块化产品平台主从关联协同优化规划技术;提出了基于Kriging近似的复杂定制产品性能可靠性设计及快速有限元分析方法,给出了复杂定制产品制造工艺智能优化及表面质量高精度非接触式检测技术。

(3)在平台建设方面,开发了具有自主知识产权的软件系统——基于Web的模块化产品平台系统,建立了Web服务生命周期驱动的复杂产品大规模定制协同设计与制造过程模型,通过模块分类编码、模块族建模、模块化产品平台建模,可靠性设计优化、加工工艺参数智能优化等系统功能,为多品种变批量复杂产品大规模定制协同设计与制造关键技术的应用实施提供了一种跨地域、跨企业的支撑环境。

上述成果应用于郑州多元汽车装备公司、郑州美东工程科技有限公司、郑州华达汽车配件有限公司及洛阳天浩泰轨道装备制造有限公司及等研发生产企业,为汽车/客车非标生产线、轨道机车专用设备、分检包装轻工机械和汽车零配件的大规模定制协同设计与制造提供了核心技术和平台支撑,极大地降低了企业生产成本和交货期,保障了产品质量的稳定性,近三年主要应用单位经济效益20424万元,新增利润2575万元。发表论文29篇,SCI/EI收录11篇,授权发明专利3项,实用新型4项,软件著作权3项,获河南省教育厅科技成果二等奖2项,河南省教育厅优秀科技论文一、二等奖2项,河南省自然科学优秀学术论文二等奖1项。

成果说明

项目应用于郑州多元汽车装备公司、郑州美东工程科技有限公司、郑州华达汽车配件有限公司及洛阳天浩泰轨道装备制造有限公司,近三年为企业带来经济效益20424万元,新增利润2575万元。 应用于郑州多元汽车装备公司的客车骨架合装设备、汽车装备、焊装夹具、线体输送设备、辊压设备等非标设备的大规模定制化设计与制造中,有效解决了非标设备定制化成本高、交货周期长、批次质量不稳定等问题,使产品零部件通用率提升15%,降低设计成本10%-20%。 应用于郑州美东工程科技有限公司3个类别5个系列的分检包装轻工机械系列化研发

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