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行业领域

高端装备制造产业

需求背景

数控机床是制造业的工作母机，机床质量对国民经济发展具有重要战略意义，制造强国战略背景下国产数控机床亟需转型升级，提升产品力，国产数控机床的质量提升面临设计单元设计输入不准确的挑战。本项目以数控机床为研究对象，以数控机床的元动作单元作为设计单元，围绕“数控机床整机质量特性的耦合分配机制”的关键科学问题展开，建立数控机床整机关键质量特性与元动作单元质量特性间的显式映射模型，揭示机床整机质量特性与元动作单元质量特性间的映射关系；分析数控机床质量特性间的耦合特性，阐明数控机床质量特性的耦合分配机制，建立质量特性分配模型实现机床质量特性的耦合分配。本项目为国产数控机床的质量提升与转型升级提供了理论支撑，具有实用价值。

需解决的主要技术难题

对数控机床的制造企业进行调研，根据企业调研结果，采用语意分割聚类等数据挖掘方法确定数控机床的关键质量特性。在多体系统动力学等方法的基础上建立数控机床质量特性与各运动链质量特性间的显式映射模型，在机构运动学等方法的基础上建立运动链质量特性与设计单元质量特性间的显式映射模型，将两个映射模型联立，建立机床整机质量特性与设计单元质量特性间的显式映射模型。

产品质量特性间的耦合关系直接影响质量特性的分配速度与准确性，质量特性的分配过程必须考虑质量特性间的耦合特性，主要研究内容如下：

收集数控机床的运行数据，采用灰色关联分析等方法分析机床质量特性的耦合关系，建立质量特性的耦合模型。定义并评估质量特性间的耦合强度，采用设计结构矩阵（DSM）等方法规划机床多元质量特性的分配顺序，在机床质量特性映射模型与质量特性耦合模型基础上建立数控机床质量特性的分配模型，使用多目标优化等方法对分配模型进行求解，实现数控机床质量特性的耦合分配

期望实现的主要技术目标

数控机床整机质量特性的耦合分配机制

数控机床的质量特性分配过程中，多元质量特性之间耦合特性的影响无法被完全消除，因此数控机床各质量特性之间的相互影响仍然会阻碍机床质量特性的快速与准确分配，影响设计单元质量特性设计输入的准确性。因此，揭示产品质量特性间耦合特性对质量特性分配过程的影响机理，阐明数控机床整机质量特性的耦合分配机制，是实现机床整机质量特性快速、正确分配的关键，为机床设计单元的质量特性设计输入确定提供了理论支撑，促进数控机床的质量提升。

需求解析

解析单位：重庆市永川区 解析时间：2022-10-29

杨小阳

重庆大学

教授

综合评价

该技术需求清晰

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