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| 內容簡介： |
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本书以阵列天线等复杂产品离散装配车间为主要研究对象，针对质量控制和效率提升难题，探讨提出基于数字孪生的智能装配车间质量预测、控制理论与方法，构建复杂产品数字孪生装配车间质量预测与控制体系框架，详细阐述多维度多尺度智能车间数字孪生高保真模型构建、实时数据驱动的数字孪生车间运行状态同步建模、阵列天线装配高置信仿真、阵列天线装配性能高精准预测、阵列天线装配过程的精准控制与执行等各项关键技术。通过构建阵列天线智能装配车间数字孪生平台，达到大幅提升复杂产品装配质量和效率的目的，从而为复杂产品智能装配车间的质量预测与控制提供一个可行的解决方案，而且有望实现从传统事后的车间运行分析与决策模式向事前事中的智能车间“同步映射+在线预测+精准调控”运行分析和决策模式的转变。
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| 關於作者： |
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庄存波，2018-10至2020-12，北京理工大学机械与车辆学院 博士后，现任北京理工大学机械与车辆学院副研究员，主要研究方向为制造系统与智能化。
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| 目錄：
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目 录
第1章 数字孪生概述1
1.1 数字孪生的概念6
1.2 数字孪生体的发展历程6
1.3 数字孪生体的关键特征12
1.4 数字孪生体与信息物理系统13
1.5 数字孪生体的应用流程14
1.6 基于数字孪生的复杂产品智能装配车间质量管控体系14
参考文献16
第2章 多维度多尺度智能装配车间数字孪生高保真模型构建18
2.1 基于数据关联模型的多空间尺度建模19
2.2 基于数字孪生虚体的多维度建模20
2.3 具体实现技术22
2.3.1 面向要素尺度的车间生产要素建模22
2.3.2 面向单元尺度的工艺过程数字孪生建模25
2.3.3 面向车间尺度的数字孪生建模28
第3章 实时数据驱动的数字孪生智能装配车间运行状态同步建模35
3.1 数字孪生装配车间多源数据感知与融合方法35
3.1.1 多源传感数据的采集36
3.1.2 多源传感数据的传输37
3.1.3 多源传感数据的融合39
3.1.4 以数据为中心的多源传感数据融合方法42
3.2 数字孪生车间多源异构装配过程数据管理46
3.2.1 基于工作流的装配过程数据组织46
3.2.2 逆向流程下的复杂产品装配数据版本管理48
3.2.3 基于数字孪生的产品装配数据层次化管理与追溯50
3.3 基于数字孪生的智能装配车间动态实时可视化监控51
第4章 阵列天线装配高置信仿真55
4.1 基于阵列天线工艺流程的装配过程有限元仿真55
4.1.1 阵列天线装配工艺流程复杂性55
4.1.2 阵列天线装配工艺流程分析56
4.1.3 中层板完成装配后应力及形变情况仿真57
4.1.4 中层板与底层板完成连接后应力及形变情况仿真58
4.1.5 顶层板完成装配后应力及形变情况仿真59
4.1.6 整体装配完成后应力及形变情况仿真59
4.2 基于有限元模型的降阶预测技术方案60
4.2.1 模型降阶总体结构60
4.2.2 有限元全阶模型分析及POD-Galerkin降阶模型61
4.3 阵列天线装联工艺可靠性及建模研究65
4.3.1 阵列天线产品调研及风险识别66
4.3.2 阵列天线高密度集成互联工艺的可靠性试验评价技术及平台搭建69
4.3.3 基于失效物理的阵列天线跨尺度建模81
4.3.4 温度循环载荷对阵列天线焊点可靠性的影响82
4.4 阵列天线装配过程机电磁智能仿真技术85
4.4.1 电磁辐射智能仿真技术研究85
4.4.2 电磁传输智能仿真技术路线100
本章小结109
参考文献110
第5章 阵列天线装配性能高精准预测114
5.1 阵列天线装配机械性能高精准预测114
5.1.1 基于数字孪生-云-边融合的阵列天线装配机械性能在线预测方法114
5.1.2 阵列天线装配机械性能预测的可视化方法123
5.2 阵列天线装配电磁性能高精准预测138
5.2.1 基于高斯过程回归的阵列天线装配电磁性能预测方法138
5.2.2 阵列天线装配电磁性能预测的可视化方法142
5.3 阵列天线装配综合性能高精准预测146
5.3.1 基于随机森林的特征指标选择146
5.3.2 基于高斯混合模型的装配质量品级决策151
5.3.3 实例分析156
本章小结166
参考文献167
第6章 阵列天线装配过程的精准控制与执行169
6.1 装配过程路径规划技术169
6.1.1 零件上料路径规划169
6.1.2 三轴滑台运动轨迹控制174
6.1.3 螺钉拧紧顺序规划178
6.2 装配过程精准控制理论及方法180
6.2.1 基于数字孪生模型的在线精准控制180
6.2.2 复杂产品装配领域的精准控制方法184
6.3 装配过程自适应控制系统184
6.3.1 自适应装配控制技术方案制定186
6.3.2 自适应装配系统集成设计190
6.3.3 自适应装配系统集成控制195
6.3.4 自适应装配系统制造及调试196
参考文献196
第7章 应用案例198
7.1 阵列天线智能装配工艺流程198
7.2 阵列天线智能装配车间数字孪生系统软件集成架构201
7.2.1 阵列天线智能装配车间数字孪生系统微服务划分技术202
7.2.2 基于Spring Cloud的阵列天线智能装配车间数字孪生系统集成204
7.2.3 基于私有云与Docker技术的阵列天线智能装配车间数字孪生系统微服务
部署方法205
7.3 数字孪生平台及阵列天线智装配车间全局可视化监控模块208
7.3.1 下发控制指令208
7.3.2 环境数据监控209
7.3.3 运行状况及库存监控209
7.3.4 装配过程性能预测参数可视化监控210
7.4 阵列天线智能装配车间运行预测与决策模块210
7.4.1 装配性能预测210
7.4.2 电磁性能预测216
7.4.3 焊点可靠性预测222
7.4.4 综合性能预测228
7.4.5 预测辅助245
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