项目建议书—近智能自动化热加工全过程仿真平台搭建工程.doc

建议书格式：（不超过2000字）一 项目名称基于集成商业软件基础上的近智能自动化热加工全过程仿真平台搭建工程二 项目研究的必要性及国内外研究现状1、 必要性：l 通过该软件平台的搭建及首先在国内锻造行业内的推广，将普及有限元数值模拟仿真技术在生产企业内一般技术人员的使用，从而逐渐提高国内整体行业的工艺设计技术水平，提升关键产品的国产化生产能力。l 由于国内对国产化专业软件开发的支持力度和支持模式的原因，国产化软件的开发进度缓慢并推广范围极窄，且计算水平和国外成熟的商业软件差距明显，缺少特色。国内企业、大学和科研院所的仿真人员实际使用的几乎全部是外国软件，因此其可靠度已经得到验证。故，在自主开发国产软件的同时，首先发挥成熟商业软件的仿真作用，是提高国内行业水平的捷径和必经之路。l 但是由于国外商业软件的语言限制（非汉化），以及要求使用人员的资质较高，因此国内中大型购置的商业仿真软件几乎都处于闲置状态，其仿真需求仍需要交付大学和科研院所完成。而大学和科研院所与生产脱节，其模拟结果大多参考价值不高。因此，由熟悉生产的第一线企业人员使用才可以真正最大发挥仿真软件的工艺指导和优化作用。l 开发出符合国内普通技术人员使用的简洁、智能化操作界面，只是在平台内部借用商业软件的计算模块，计算结果直观可视，由此将极大的提高软件操作人员的使用兴趣，从而利于仿真技术的普及和作用发挥。l 通过将铸造、锻造、热处理、焊接等成熟商业软件的集成，并进行二次开发，以及材料数据库和工艺数据库的建立，可以将零件的整个热加工全过程一次性仿真再现，可以追溯出一些缺陷的遗传产生根源，有助于工艺的全面改进，避免了以往孤立的分析某种缺陷。l 生产企业的技术人员乃至生产工人成为了仿真软件的直接使用者，即软件转变为工具化；而我科研院所不再是仿真的技术服务者，而成为了软件平台的维护者和扩充者，这是高端软件应用上的一个巨大的理念变革。2、 国内外研究现状：在多个成熟商业软件集成平台搭建技术上，国内外已经有了相关的研究，但是深度不够，原因大致如下：l 版权问题，或软成本问题。由于进行集成，必须获得这些软件的版权，即购置，而一般商业软件的价格至少在50100万人民币间，因此基础成本（原材料）较大。l 某些软件二次开发接口不足。大部分商业软件都采用模块化设计，并有标准化的二次开发接口，这也是该项目的可行性之一。但是有些软件开放程度不高，导致无法利用其一些优势模块。l 商业软件的二次开发资料较少，一些属于内部资料或机密，一些调用语言的参数不清楚，也导致在集成上出现困难。l 不同功能软件的集成需要通晓铸、锻、焊、热处理的综合素质较高技术人员，或者需要这几方面的专业人员配合一起开发，因此其团队较难建立。l 国外环境下，各个商业软件企业属于商业竞争，为了商业利益，其企业间很难合作，只能以兼并形式统一。此外，其软件为了获得市场，都向通用化和全面化发展，导致职能化和专用化不高，操作繁琐。l 国内环境下，热加工专业技术人员同时熟悉软件开发和计算机语言编程的人员缺乏。 由此，该项目技术目前起步点较低，这对于我们是一个机会，抢占先机，优先发展，掌握知识产权主动权，充分利用外部资源发展热加工行业工艺水平。三 主要研究内容1) 各类商业软件的输入输出接口文件格式及转化，其二次开发接口形式及开发步骤和编程。2) 独立或在已有软件基础上，开发符合国内生产企业技术人员操作习惯和理论水平的前、后处理模块。3) 针对不同企业，建立其各类产品的材料数据库、设备参数数据库、工艺参数数据库，以及生产工艺流程卡。4) 研究以零件3D数模为基础上的模具数模生成技术及毛坯尺寸反算技术。研究复杂锻件是否需要预锻工艺的判别算法，以及预锻模具、毛坯的自动设计技术。5) 研究基于神经网络的工艺优化算法，实现不同工艺参数下锻造工艺过程的并行计算，提高计算效率。6) 研究全过程宏/微观耦合微观组织预测模型和应力模型；研究宏/微观缺陷预测技术。7) 研究模拟计算中的人机交互技术，实现远程控制技术。8) 研究近智能自动化工艺仿真技术，即用户只需输入零件造型及工艺要求，即可自动进行工艺模拟和优化，并输出计算报告书。四 现有研究基础课题组从事金属材料热加工的基础理论和工艺设备方面的研究已近20年，其间完成了三十余个国家科研项目和横向课题，积累了丰富的研究经验，为企业创造了明显的效益。在热成形工艺数值模拟技术领域，课题组从一开始就跨跃了简单宏观成形预测的目标，而将起点直接定位在微观组织预测和控制技术的高度上。课题组主要服务企业包括一重、二重等。课题组在热成形工艺数值模拟软件开发上也处于领先水平，在国内首先开发了具有自主版权的锻造工艺数值模拟软件，在20112013年承担的04重大专项课题“热锻工艺全过程数值模拟及优化软件开发与工程应用”中，完成了相对比较成熟的软件版本“MMCFORM 2.0”。在商业软件二次开发上，课题组也具有较好的研究基础，特别对商业锻造工艺模拟软件DEFORM2进行了二次开发，使其具备了微观组织预测功能。五 研究成果及应用行业（对我国重大产品、重点工程项目的支撑作用）成果形式：n “近智能自动化热加工全过程仿真平台”一套n 各类商软之间的接口转化模块、二次开发模块、计算调用模块等功能模块程序库。n 材料数据库、设备参数数据库、工艺参数数据库一套。n 热成形工艺全过程自动设计参考专家数据库一套。服务行业：汽车、航空、兵工、造船、能源，主要针对金属锻压行业。国内主要服务对象企业包括：中国第一重型机械集团公司、中国第二