產(chǎn)品裝配技術(shù)的爭(zhēng)論現(xiàn)狀、技術(shù)內(nèi)涵及進(jìn)展趨勢(shì)本文在總結(jié)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品裝配技術(shù)的爭(zhēng)論現(xiàn)狀根底上，闡述了其分類和內(nèi)涵，建立了產(chǎn)品裝配技術(shù)的爭(zhēng)論體系框架，并對(duì)其面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)、裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真、裝配工藝裝備、裝配測(cè)量與檢測(cè)、裝配車間治理等主要爭(zhēng)論方向進(jìn)展了論述，最終指出了將來(lái)產(chǎn)品裝配技術(shù)的集成化、周密化、微/納化和智能化的進(jìn)展趨勢(shì)。前言裝配是產(chǎn)品研制過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其將零件按規(guī)定的技術(shù)要求組裝起來(lái)，并經(jīng)過(guò)調(diào)試、檢驗(yàn)使之成為合格產(chǎn)品。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代制造中裝配工作量占整個(gè)產(chǎn)品研制工作量的 20%~70%，平均為 45%，裝配時(shí)間占整個(gè)制造時(shí)間的40%~60%。產(chǎn)品的可裝配性和裝配質(zhì)量不僅直接影響著產(chǎn)品性能，而且裝配通常占用的手工勞動(dòng)量大、費(fèi)用高且屬于產(chǎn)品生產(chǎn)工作的后端，提高裝配生產(chǎn)效率和裝配質(zhì)量具有更加重要的工程意義。裝配技術(shù)是隨著對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高和生產(chǎn)批量增大而進(jìn)展起來(lái)的。機(jī)械制造業(yè)進(jìn)展初期，加工與裝配往往還沒(méi)有分開(kāi)，相互協(xié)作的零件都實(shí)行“配作”，裝配多用銼、磨、修刮、錘擊和擰緊等操作，使零件協(xié)作和聯(lián)接起來(lái)。假設(shè)某零件不能與其他零件協(xié)作，就必需在已加工的零件中去查找適合的零件或者對(duì)其進(jìn)展再加工，然后進(jìn)展裝配，因此生產(chǎn)效率很低。18世紀(jì)末期，隨著產(chǎn)品批量增大，加工質(zhì)量提高，互換性生產(chǎn)提到日程上來(lái)，漸漸消滅了互換性裝配。1789年美國(guó)E.惠特尼制造1萬(wàn)支具有可以互換零件的滑膛槍，依靠特地工夾具使不嫻熟的工人也能從事裝配工作，工時(shí)大為縮短。最早的公差制度消滅在1902年英國(guó)Newall公司制定的尺寸公差的“極限表”，1906年英國(guó)消滅了公差國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。公差和互換性的消滅使得零件的加工和裝配可以分別開(kāi)來(lái)，并且這兩項(xiàng)工作可以在不同的工廠或不同的地點(diǎn)進(jìn)展。19世紀(jì)初至中葉，互換性裝配逐步推廣到武器、紡織機(jī)械和汽車等產(chǎn)品，互換性所帶來(lái)的裝配技術(shù)一個(gè)重大進(jìn)步是美國(guó)福特汽車公司提出的“裝配線”，20世紀(jì)初福特汽車公司首先建立了承受運(yùn)輸帶的移動(dòng)式汽車裝配線，將不同地點(diǎn)生產(chǎn)的零件以物流供給的方式集中在一個(gè)地方，在生產(chǎn)線上進(jìn)展最終產(chǎn)品的裝配，同時(shí)將工序細(xì)分，在各工序上實(shí)行專業(yè)扮裝配操作，使裝配周期縮短了約90了生產(chǎn)本錢?；Q性生產(chǎn)和移動(dòng)式裝配線的消滅和進(jìn)展，為大批量生產(chǎn)中承受自動(dòng)扮裝配開(kāi)拓了道路，國(guó)外20世紀(jì)50年月開(kāi)頭進(jìn)展自動(dòng)扮裝配技術(shù)，60年月進(jìn)展了自動(dòng)裝配機(jī)和自動(dòng)裝配線， 70年月機(jī)器人開(kāi)頭應(yīng)用于產(chǎn)品裝配中。但是，長(zhǎng)期以來(lái)機(jī)械加工與裝配技術(shù)的進(jìn)展并不平衡。一方面，與機(jī)械加工用的機(jī)床等工藝裝備不同，裝配工藝裝備是一種特別的機(jī)械，其通常是為特定的產(chǎn)品裝配而設(shè)計(jì)與制造的，因此具有較高的開(kāi)發(fā)本錢和開(kāi)發(fā)周期，在使用中的柔性也較差，導(dǎo)致裝配工藝裝備的進(jìn)展滯后于產(chǎn)品加工工藝裝備。另一方面，裝配具有系統(tǒng)集成和簡(jiǎn)單性特征，產(chǎn)品裝配性能是指受裝配環(huán)節(jié)影響的局部產(chǎn)品性能，通常裝配不僅要保證產(chǎn)品的幾何裝配性能〔例如裝配精度，包括相互位置精度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度和相互協(xié)作精度等〕，有時(shí)還需保證其物理裝配性能〔例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的振動(dòng)特性〕，裝配問(wèn)題的簡(jiǎn)單性導(dǎo)致裝配的工藝性根底爭(zhēng)論進(jìn)展方面與機(jī)械加工相比，也相對(duì)滯后。通常產(chǎn)品的性能來(lái)源于設(shè)計(jì)、加工與裝配等環(huán)節(jié)的共同保證，其中裝配對(duì)產(chǎn)品性能有很大影響。工程中，一樣的零部件，假設(shè)裝配工藝不同，其裝配后的產(chǎn)品性能差異有時(shí)很大；甚至假設(shè)裝配質(zhì)量不好，即使有高質(zhì)量的零件，也會(huì)消滅不合格的產(chǎn)品。例如衛(wèi)星總裝具有產(chǎn)品構(gòu)造簡(jiǎn)單、精度高、零部件繁多等特點(diǎn)，即使在產(chǎn)品的零件全部滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)的狀況下，也很難保證裝配后整機(jī)產(chǎn)品的裝配性能，往往需要經(jīng)過(guò)屢次試裝、調(diào)整及返修才能裝配出合格產(chǎn)品。再如我國(guó)型高精度陀螺儀，主要零部件加工精度大都到達(dá)了周密乃至超周密水平，超過(guò)了國(guó)外加工精度，但裝配后儀表的性能仍舊很難得到保障。同時(shí)，某些周密產(chǎn)品在完成裝配后或服役過(guò)程中， 其性能可能會(huì)消滅不同程度的下降，例如航天器導(dǎo)引頭裝配過(guò)程中形成的裝配應(yīng)力 〔盡管工程中常實(shí)行肯定措施消除裝配應(yīng)力，但仍舊會(huì)有剩余應(yīng)力存在〕，在產(chǎn)品服役過(guò)程中非均勻釋放導(dǎo)致的零件外形或位姿發(fā)生微小變化，是導(dǎo)引頭成像質(zhì)量下降的主要緣由之一。因此，裝配過(guò)程不僅要考慮如何保障產(chǎn)品的初始裝配性能，也要考慮如何在產(chǎn)品服役過(guò)程中保持產(chǎn)品裝配性能〔即裝配性能的保持性問(wèn)題〕。隨著衛(wèi)星、火箭、飛機(jī)、高端數(shù)控機(jī)床等產(chǎn)品簡(jiǎn)單化、輕量化、周密化和光機(jī)電一體化等方向進(jìn)展，服役環(huán)境越來(lái)越惡劣化和極限化，裝配精度要求越來(lái)越高、裝調(diào)難度越來(lái)越大，產(chǎn)品裝配性能保障也越來(lái)越困難。MIT的CHARLES教授指出“Finalassemblyisthemomentoftruth ”。《機(jī)械工程學(xué)科進(jìn)展戰(zhàn)略報(bào)告〔2023-2023〕》指出，“隨著現(xiàn)代機(jī)械系統(tǒng)構(gòu)造的大型化和簡(jiǎn)單化以及服役環(huán)境的惡劣化趨勢(shì)越來(lái)越顯著， 人們對(duì)整機(jī)工作性能的牢靠性和可持續(xù)性要求也愈加嚴(yán)格。而超周密加工等技術(shù)的進(jìn)展使得零部件設(shè)計(jì)與加工精度的全都性得到顯著提高，因此，產(chǎn)品整機(jī)裝配性能的保障正在由最初的設(shè)計(jì)加工環(huán)節(jié)漸漸向裝配環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)移，相關(guān)爭(zhēng)論得到了世界各國(guó)的廣泛關(guān)注”。產(chǎn)品裝配技術(shù)進(jìn)呈現(xiàn)狀分析隨著大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的興起，產(chǎn)品裝配技術(shù)得到了快速進(jìn)展。機(jī)械工業(yè)進(jìn)展初期，還處于單件生產(chǎn)方式時(shí)，工人在設(shè)計(jì)、機(jī)械加工和裝配方面都有高度的技藝，這時(shí)工人絕大多數(shù)是技巧嫻熟的工匠，通曉設(shè)計(jì)的原理，并且諳熟他們所承受的材料性能。第一次世界大戰(zhàn)之后，大批量生產(chǎn)的消滅，最大限度地應(yīng)用了分工的思想，并促使產(chǎn)生了一批的專業(yè)人員。這種專業(yè)分工不僅在車間里進(jìn)展，而且在工程部門里也進(jìn)展了專業(yè)分工，比方將工人分為機(jī)器操作工人、質(zhì)檢工人等；工程師分為構(gòu)造設(shè)計(jì)工程師、工藝工程師等；另外產(chǎn)品工程師中有的負(fù)責(zé)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，有的負(fù)責(zé)車身設(shè)計(jì)，有的負(fù)責(zé)電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。伴隨著大規(guī)模生產(chǎn)方式的進(jìn)展，裝配也漸漸形成了裝配車間治理工程師、裝配工藝設(shè)計(jì)工程師、裝配質(zhì)量檢驗(yàn)工程師、車間裝配操作工人等人員分工，也漸漸形成了以產(chǎn)品裝配技術(shù)為主要爭(zhēng)論方向的學(xué)術(shù)和工程團(tuán)隊(duì)，有力地推動(dòng)了裝配技術(shù)的進(jìn)展。在產(chǎn)品裝配技術(shù)方面，國(guó)內(nèi)外學(xué)者取得了一系列爭(zhēng)論成果，下面分別從面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)、數(shù)字扮裝配、裝配連接工藝、裝配工藝裝備、裝配測(cè)量與檢測(cè)、裝配MES等五個(gè)方面，對(duì)相關(guān)成果的爭(zhēng)論現(xiàn)狀進(jìn)展分析。面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)隨著大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)一步進(jìn)展，企業(yè)專業(yè)分工也越分越細(xì)，導(dǎo)致了有的專業(yè)人員很少接觸實(shí)際的產(chǎn)品， 有的人甚至沒(méi)有進(jìn)過(guò)工廠。因此，“易于裝配的設(shè)計(jì)”或者說(shuō)“可裝配性”漸漸受到大家關(guān)注。面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)〔 DesignforMassachusetts大學(xué)的BOOTHROYD和DEWHURST于1980年正式提出。早期的 DFA方法，主要是為了實(shí)現(xiàn)裝配自動(dòng)化而進(jìn)展產(chǎn)品構(gòu)造改進(jìn)的爭(zhēng)論中形成的。 其方法一般是通過(guò)手冊(cè)形式的裝配設(shè)計(jì)指南、軟件工具等，對(duì)產(chǎn)品構(gòu)造中存在的不利于裝配的問(wèn)題進(jìn)展分析評(píng)價(jià)，并基于相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)學(xué)問(wèn)提出再設(shè)計(jì)建議，從而降低產(chǎn)品裝配難度并提高產(chǎn)品的裝配性能。最早消滅的兩種 DFA方法，是 Hitachi AEM方法和BoothroydDFA方法。盡管早期的DFA方法期望能在產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)一開(kāi)頭就發(fā)揮作用，但實(shí)際上往往是等產(chǎn)品的設(shè)計(jì)進(jìn)展到肯定階段后，才對(duì)產(chǎn)品構(gòu)造的可裝配性進(jìn)展評(píng)價(jià)，或者對(duì)不同的裝配構(gòu)造進(jìn)展分析比較。這種事后檢查的方式難以避開(kāi)零部件設(shè)計(jì)的返工，DFA的作用也沒(méi)能充分發(fā)揮出來(lái)。另一方面，這種針對(duì)產(chǎn)品構(gòu)造進(jìn)展可裝配性定量評(píng)價(jià)的 DFA方法，需要用戶輸入大量的數(shù)據(jù)，不但過(guò)程比較繁瑣，而且評(píng)價(jià)過(guò)程很不直觀。隨著制造技術(shù)的迅猛進(jìn)展，企業(yè)對(duì) DFA的需求也日益迫切，要求也不斷提高，促使了DFA自身的改善，特別是并行工程的興起為 DFA注入了的活力。學(xué)者們結(jié)合工程實(shí)際，對(duì) DFA的進(jìn)展與改進(jìn)做了大量的探究和爭(zhēng)論，并認(rèn)為DFA技術(shù)在涉及對(duì)象方面不僅與產(chǎn)品本身有關(guān)， 也與裝配過(guò)程有關(guān)。DFA的作用對(duì)象也拓廣為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中與提高產(chǎn)品裝配性能相關(guān)的全部活動(dòng)， 從全面提高產(chǎn)品裝配性能的角度動(dòng)身，DFA進(jìn)展為包含了以下幾方面的爭(zhēng)論內(nèi)容： 產(chǎn)品裝配建模、產(chǎn)品裝配規(guī)劃與優(yōu)化、產(chǎn)品裝配構(gòu)造評(píng)估、裝配公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與綜合等。以上這些爭(zhēng)論內(nèi)容從不同側(cè)面對(duì)產(chǎn)品裝配性能進(jìn)展分析，以檢驗(yàn)產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)的可裝配性。其中，裝配模型是解決如何在計(jì)算機(jī)中表達(dá)和存儲(chǔ)產(chǎn)品裝配信息，使之能夠全面支持產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，并為后續(xù)的產(chǎn)品裝配自動(dòng)化、裝配規(guī)劃與優(yōu)化、裝配分析與評(píng)價(jià)供給所需的信息；裝配公差分析與綜合主要是從合理安排裝配公差的角度來(lái)降低裝配費(fèi)用； 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析與綜合主要是對(duì)產(chǎn)品的機(jī)構(gòu)裝置運(yùn)動(dòng)進(jìn)展定義， 以分析產(chǎn)品工作過(guò)程中的動(dòng)態(tài)性能。雖然DFA的爭(zhēng)論對(duì)象在學(xué)者們的爭(zhēng)論和探究中得到拓展，但從上述的DFA的進(jìn)展過(guò)程來(lái)看，DFA的爭(zhēng)論主要還是以產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計(jì)為動(dòng)身點(diǎn)，通過(guò)考慮其產(chǎn)品零部件的可裝配性、裝配本錢和時(shí)間、裝配挨次和路徑等與裝配相關(guān)的問(wèn)題，并通過(guò)供給一系列有關(guān)裝配設(shè)計(jì)的分析評(píng)價(jià)準(zhǔn)則和方法，幫助設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品可裝配性進(jìn)展全面分析，一方面為產(chǎn)品設(shè)計(jì)供給合理的修改意見(jiàn)，另一方面為制定產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)程供給指導(dǎo)性的裝配序列和裝配路徑等工藝參數(shù)。數(shù)字扮裝配技術(shù)計(jì)算機(jī)和數(shù)字化技術(shù)的消滅極大地促進(jìn)了裝配技術(shù)的快速進(jìn)展。 數(shù)字扮裝配是產(chǎn)品裝配技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和治理科學(xué)的穿插、融合、進(jìn)展及應(yīng)用的結(jié)果。數(shù)字化技術(shù)與傳統(tǒng)裝配技術(shù)的結(jié)合即數(shù)字扮裝配技術(shù)。廣義的數(shù)字扮裝配技術(shù)內(nèi)涵格外豐富， 不僅包括與裝配相關(guān)的構(gòu)造設(shè)計(jì)及工藝技術(shù)，而且包括裝配工裝與測(cè)量技術(shù)等，例如飛機(jī)數(shù)字扮裝配技術(shù)通常涉及飛機(jī)設(shè)計(jì)、零部件制造、裝配工藝規(guī)劃、數(shù)字化柔性定位、先進(jìn)測(cè)量與檢測(cè)等眾多先進(jìn)技術(shù)和裝備。本文的數(shù)字扮裝配技術(shù)指狹義的數(shù)字扮裝配技術(shù)，是指利用數(shù)字化樣機(jī)來(lái)規(guī)劃和仿真產(chǎn)品的實(shí)際裝配過(guò)程的技術(shù)總稱，其主要基于產(chǎn)品數(shù)字樣機(jī)開(kāi)展產(chǎn)品協(xié)調(diào)方案設(shè)計(jì)及可裝配性分析，并對(duì)產(chǎn)品的裝配工藝過(guò)程的裝配挨次、裝配路徑以及裝配精度等進(jìn)展規(guī)劃、仿真和優(yōu)化，從而到達(dá)有效提高產(chǎn)品裝配質(zhì)量和效率的目的。結(jié)合數(shù)字扮裝配技術(shù)的進(jìn)展過(guò)程，下面主要對(duì)計(jì)算機(jī)關(guān)心裝配工藝規(guī)劃、數(shù)字化預(yù)裝配與虛擬裝配、計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)、裝配精度分析等爭(zhēng)論現(xiàn)狀進(jìn)展分析。①計(jì)算機(jī)關(guān)心裝配工藝規(guī)劃20世紀(jì)80年月初，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展與普遍應(yīng)用，消滅了計(jì)算機(jī)輔助裝配工藝規(guī)劃〔Computer-AidedAssemblyProcessPlanning 技術(shù)。計(jì)算機(jī)關(guān)心裝配工藝規(guī)劃技術(shù)，也稱為裝配 CAPP技術(shù)，其本質(zhì)上就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)模擬人進(jìn)展裝配工藝編制， 并自動(dòng)或交互生成裝配工藝文件的方法。自上世紀(jì)80年月初以來(lái)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者在裝配模型、裝配序列規(guī)劃和裝配路徑規(guī)劃等 CAAPP的關(guān)鍵技術(shù)方面進(jìn)展了大量的爭(zhēng)論，取得了較多爭(zhēng)論成果，CAAPP的關(guān)鍵技術(shù)是裝配挨次規(guī)劃〔或者稱為裝配序列規(guī)劃〕和裝配路徑規(guī)劃。由于裝配挨次的好壞直接影響著產(chǎn)品可裝配性，以及裝配的操作難度、操作時(shí)間、工夾具數(shù)目和勞動(dòng)強(qiáng)度等，因此如何獵取一個(gè)好的裝配挨次就顯得尤為重要。在裝配挨次自動(dòng)規(guī)劃方面，目前一些主要的方法包括：①通過(guò)推理產(chǎn)生全部裝配優(yōu)先約束，繼而得到裝配挨次；②基于“可拆即可裝”的思路，獲得產(chǎn)品的裝配挨次；③通過(guò)人工智能領(lǐng)域中的專家系統(tǒng)或啟發(fā)式算法等來(lái)獲得產(chǎn)品裝配挨次等。雖然利用計(jì)算機(jī)來(lái)代替手工編制工藝能夠在肯定程度上提高工藝規(guī)劃的效率，減輕人的重復(fù)勞動(dòng)，但完全依靠計(jì)算機(jī)的推理來(lái)自動(dòng)生成產(chǎn)品的裝配挨次，對(duì)于簡(jiǎn)單的裝配問(wèn)題又不太可能得到令人滿足的結(jié)果，特別是當(dāng)產(chǎn)品的零部件數(shù)目較多時(shí)，其裝配序列存在著“組合爆炸”問(wèn)題，從而導(dǎo)致計(jì)算簡(jiǎn)單性很高，效率低下。從組合學(xué)觀點(diǎn)看，假設(shè)一個(gè)裝配體由N個(gè)零件組m種可能的裝配方法，則裝配體可能的裝配序列為mN*N!同時(shí)，設(shè)計(jì)中的微小改動(dòng)也可能引起裝配挨次的較大變換。在裝配路徑規(guī)劃方面也存在類似工程化應(yīng)用缺乏的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在裝配路徑自動(dòng)搜尋方面也做了大量的爭(zhēng)論，相繼提出了方向多面錐方法、拓?fù)浣礘函數(shù)法、人工勢(shì)場(chǎng)法、可視圖法、單元分解法、C空間障礙法等裝配路徑自動(dòng)規(guī)劃算法。但是對(duì)于簡(jiǎn)單產(chǎn)品的路徑規(guī)劃，由于其狀態(tài)空間規(guī)模大，在求解空間內(nèi)必需進(jìn)展大量的搜尋和干預(yù)碰撞檢測(cè)等緣由，導(dǎo)致當(dāng)前裝配路徑求解算法存在求解成功率差、求解效率低等問(wèn)題。由于自動(dòng)生成裝配工藝規(guī)程的簡(jiǎn)單性，目前相關(guān)爭(zhēng)論成果以理論探究為主，尚未有成熟的工具軟件在實(shí)際工程中得到應(yīng)用，目前工程中的CAAPP主要還是承受檢索式和派生式的工藝規(guī)劃方法。②數(shù)字化預(yù)裝配與虛擬裝配20世紀(jì)90年月，制造業(yè)出了一個(gè)劃時(shí)代的創(chuàng)舉——波音 777在整個(gè)設(shè)計(jì)制造過(guò)程無(wú)需實(shí)物樣件和樣機(jī)，直接進(jìn)展了第 1架波音777的首飛，一次成功。數(shù)字化預(yù)裝配〔DigitalPre-Assembly〕是實(shí)現(xiàn)這一創(chuàng)舉，確保飛機(jī)設(shè)計(jì)制造一次成功的關(guān)鍵技術(shù)之一。 數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)可理解為利用數(shù)字化樣機(jī)對(duì)產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可修理性進(jìn)展分析、驗(yàn)證和優(yōu)化的技術(shù)總稱。早期的數(shù)字化預(yù)裝配主要是設(shè)計(jì)部門進(jìn)展產(chǎn)品裝配的幾何約束和干預(yù)檢驗(yàn)及不協(xié)調(diào)問(wèn)題分析，主要目的是獲得具有良好可裝配性設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，雖然這些設(shè)計(jì)部門所進(jìn)展的仿真在肯定程度上考慮了產(chǎn)品裝配工藝， 但是在很大程度上無(wú)視了產(chǎn)品裝配過(guò)程中的場(chǎng)地、工裝和人員等生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信息；隨著數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)的推廣應(yīng)用，人們漸漸生疏到僅從設(shè)計(jì)角度考慮產(chǎn)品裝配性的局限性，因此面對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的裝配過(guò)程仿真和裝配規(guī)劃技術(shù)也漸漸成為數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)的主要爭(zhēng)論內(nèi)容之一。虛擬裝配技術(shù)是在虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)相互融合的根底上進(jìn)展起來(lái)的。虛擬裝配技術(shù)是指綜合利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能技術(shù)和仿真等技術(shù)，在虛擬環(huán)境下對(duì)產(chǎn)品的裝配過(guò)程和裝配結(jié)果進(jìn)展仿真與分析，從而到達(dá)檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)和推測(cè)產(chǎn)品的可裝配性，并對(duì)產(chǎn)品的裝配挨次、裝配路徑裝配方法、裝配資源、人因工程等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)展關(guān)心分析和決策的方法。虛擬裝配技術(shù)繼承和進(jìn)展了數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)，但與 DFA和數(shù)字化預(yù)裝配技術(shù)不同的是，虛擬裝配更強(qiáng)調(diào)通過(guò)建模和仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)實(shí)際物理裝配在計(jì)算機(jī)上的“本質(zhì)實(shí)現(xiàn)”，其更多的是從工藝過(guò)程的角度實(shí)時(shí)地模擬裝配現(xiàn)場(chǎng)和裝配過(guò)程中可能消滅的各種問(wèn)題和現(xiàn)象， 從而實(shí)現(xiàn)在實(shí)物試裝前預(yù)知產(chǎn)品最終的裝配性能并進(jìn)展優(yōu)化工藝，其中虛擬裝配過(guò)程建仿照真與分析是手段，實(shí)現(xiàn)裝配性能推測(cè)與優(yōu)化決策是目的。對(duì)于虛擬裝配中“虛擬”的精準(zhǔn)含義，學(xué)者們則有不同的理解。虛擬環(huán)境供給的沉醉感、交互性與實(shí)時(shí)性極大地促進(jìn)了設(shè)計(jì)者直覺(jué)、想象力與制造力的充〔VirtualAssembly中的V就是VR(VirtualReality)，強(qiáng)調(diào)VR在裝配仿真中的應(yīng)用，強(qiáng)調(diào)以一種沉醉的直觀的方式增進(jìn)技術(shù)人員對(duì)裝配過(guò)程的理解，從而覺(jué)察其中的裝配問(wèn)題，并認(rèn)為只有利用了 VR技術(shù)才能稱之為“虛擬”。也有一局部學(xué)者從計(jì)算機(jī)仿真的角度來(lái)解釋“虛擬”，認(rèn)為只要是在建立物理的真實(shí)系統(tǒng)前， 承受計(jì)算機(jī)數(shù)字化模型和計(jì)算機(jī)仿真來(lái)進(jìn)展有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造方面的決策，就可以認(rèn)為是“虛擬”。正如人們所熟知的，反映客觀對(duì)象本質(zhì)的模型固然會(huì)給人以真實(shí)感，但具有真實(shí)感的模型卻不肯定能反映客觀對(duì)象的本質(zhì)。筆者認(rèn)為，虛擬裝配技術(shù)中的“虛擬”是分層次的，計(jì)算機(jī)仿真與VR是虛擬的兩個(gè)不同層次，VR是計(jì)算機(jī)仿真的更高進(jìn)展階段。或者說(shuō)，“虛擬”可以從狹義和廣義的角度來(lái)理解，狹義的“虛擬”是指承受了 VR技術(shù)的虛擬，廣義的“虛擬”是指建立在物理系統(tǒng)前，利用計(jì)算機(jī)仿真環(huán)境和計(jì)算機(jī)數(shù)字化模型來(lái)進(jìn)展相關(guān)設(shè)計(jì)和制造活動(dòng)，都可以稱之為“虛擬”。由于虛擬裝配技術(shù)具有迷人的應(yīng)用前景， 西方工業(yè)國(guó)家相繼成立了一大批虛擬裝配爭(zhēng)論機(jī)構(gòu)，并開(kāi)展了應(yīng)用根底技術(shù)的爭(zhēng)論，建立了一批虛擬裝配系統(tǒng)并在企業(yè)得到工程應(yīng)用，取得了良好效果。 20世紀(jì)90年月華盛頓州立大學(xué)與美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)爭(zhēng)論所 NIST合作開(kāi)發(fā)的虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境 VADE(VirtualAssemblyDesignEnvironment) 是一個(gè)具有代表性的虛擬裝配系統(tǒng)，在這個(gè)虛擬裝配系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)者可以選擇最抱負(fù)的裝配挨次，生成裝配 /拆卸路徑規(guī)劃以及觀看最終結(jié)果。我國(guó)自 90年月末開(kāi)頭虛擬裝配技術(shù)的跟蹤爭(zhēng)論，國(guó)內(nèi)清華大學(xué)的肖田元、張林鍹等；浙江大學(xué)的譚建榮、劉振宇等；北京理工大學(xué)的寧汝、劉檢華等；上海交通大學(xué)馬登哲、范秀敏和武殿梁等；華中科技大學(xué)的李世其、王峻峰等；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的姚英學(xué)、夏平均等；南京理工大學(xué)張友良、汪惠芬等；西北工業(yè)大學(xué)的李原、張開(kāi)富等；北京航空航天大學(xué)的劉繼紅等相繼開(kāi)展了虛擬裝配相關(guān)技術(shù)的爭(zhēng)論， 并提出了很多有價(jià)值的理論和方法。目前，虛擬裝配技術(shù)主要從早期的基于抱負(fù)幾何的裝配過(guò)程建模與仿真，向基于物理的建模與仿真方向進(jìn)展。③計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)技術(shù)在產(chǎn)品裝配技術(shù)的進(jìn)展過(guò)程中，針對(duì)一些周密儀器儀表的裝配，尤其是周密光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)，由于其系統(tǒng)構(gòu)造趨于簡(jiǎn)單、成像質(zhì)量接近衍射極限，其裝調(diào)難度極大，傳統(tǒng)的光學(xué)裝調(diào)手段無(wú)法滿足要求，在此背景下，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展，消滅了計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)技術(shù) (ComputerAidedAlignment,CAA) 。計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)將光學(xué)檢測(cè)技術(shù)和計(jì)算機(jī)優(yōu)化技術(shù)相結(jié)合， 將計(jì)算機(jī)關(guān)心技術(shù)應(yīng)用于簡(jiǎn)單光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)中。其主要思路是通過(guò)光學(xué)檢測(cè)工具〔如激光干預(yù)儀等〕獵取光學(xué)系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)，在此根底上通過(guò)分析計(jì)算，獵取光學(xué)系統(tǒng)各個(gè)元件的裝調(diào)參數(shù)。1970年至1985年，美國(guó)的Itek公司提出了當(dāng)時(shí)一種格外先進(jìn)的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想，但在最終系統(tǒng)裝調(diào)中始終無(wú)法使系統(tǒng)的成像質(zhì)量接近理論設(shè)計(jì)值。EGDALL等人領(lǐng)先提出了計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)的設(shè)想，到達(dá)了良好的裝調(diào)效果。美國(guó)SantaBarbara爭(zhēng)論中心的FIGOSKI等人對(duì)離軸無(wú)遮攔三反射鏡光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)展計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)，并對(duì)一比例縮小的原型機(jī)進(jìn)展了實(shí)際的裝調(diào)試驗(yàn)，使整個(gè)視場(chǎng)波前誤差 RMS值到達(dá)了0.055λ〔λ=632.8nm〕。近年來(lái)，美國(guó)亞利桑那州的SCHMID等利用矢量波像差理論，分析了軸對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)存在裝調(diào)誤差時(shí)的系統(tǒng)像差特性。國(guó)內(nèi)對(duì)計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)技術(shù)的爭(zhēng)論起步較晚，但也取得了較多爭(zhēng)論成果。中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所的張斌、韓昌元，楊曉飛等人；中國(guó)科學(xué)院南京天文光學(xué)技術(shù)爭(zhēng)論所羅森等；哈爾濱工業(yè)大學(xué)的空間光學(xué)工程爭(zhēng)論中心劉劍峰等；中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所的車馳騁、孔小輝等人利用計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)技術(shù)指導(dǎo)特定光學(xué)系統(tǒng)裝調(diào)過(guò)程，起到了良好的裝調(diào)效果。但以上這些爭(zhēng)論都是對(duì)計(jì)算機(jī)輔助裝調(diào)技術(shù)的理論爭(zhēng)論，且集中在失調(diào)量的數(shù)學(xué)解算上。國(guó)防科技大學(xué)的薛曉光等人在光學(xué)自動(dòng)設(shè)計(jì)模型中引入機(jī)械構(gòu)造和裝配工藝約束， 建立了面對(duì)裝配過(guò)程的周密光學(xué)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)關(guān)心裝調(diào)數(shù)學(xué)模型。目前，爭(zhēng)論建立光學(xué)系統(tǒng)的裝調(diào)工藝模型，在此根底上通過(guò)裝調(diào)工藝參數(shù)的靈敏度和相關(guān)性分析等，查找最優(yōu)的關(guān)心裝調(diào)工藝參數(shù)，從而定量指導(dǎo)裝配工人進(jìn)展快速精準(zhǔn)裝調(diào)是進(jìn)展重點(diǎn)。④裝配精度分析產(chǎn)品裝配的根本問(wèn)題之一是保證裝配精度。 產(chǎn)品裝配精度分析技術(shù)是指在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段或現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào)階段，綜合分析影響裝配精度的各方面因素，在此基礎(chǔ)上通過(guò)對(duì)裝配過(guò)程中各種裝配偏差源或者加工誤差進(jìn)展建模與分析， 從而到達(dá)對(duì)產(chǎn)品裝配精度進(jìn)展推測(cè)和掌握的技術(shù)統(tǒng)稱。 目前國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)論學(xué)者針對(duì)產(chǎn)品裝配精度分析的相關(guān)理論及方法開(kāi)展了深入爭(zhēng)論，成果主要涉及到公差建模、裝配偏差傳遞與累積、公差綜合與裝配精度掌握等方面。其中公差建模是裝配精度分析的根底，裝配偏差傳遞與累積是裝配精度分析的核心，公差綜合與裝配精度掌握是裝配精度分析的目的。公差建模主要用于對(duì)公差進(jìn)展準(zhǔn)確無(wú)誤的表述，并對(duì)其語(yǔ)義做出正確合理的解釋。其中，公差信息模型用于實(shí)現(xiàn)公差信息的全面描述，其不僅要能夠支持各類公差信息的完整表達(dá)，而且能夠表示信息之間的約束關(guān)系，確保公差信息表達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)性；公差數(shù)學(xué)模型用于依據(jù)工程語(yǔ)義對(duì)公差信息進(jìn)展數(shù)學(xué)描述和解釋，是實(shí)現(xiàn)公差表達(dá)處理以及在各階段的數(shù)據(jù)傳遞的關(guān)鍵。比較典型的公差模型包括：基于拓?fù)浜鸵?guī)律關(guān)聯(lián)外表的公差信息模型〔TopologicallyandTechnologicallyRelatedSurface,TTRS〕，多色集合模型，小位移旋量模型〔SmallDisplacementTorsor,SDT〕，公差變動(dòng)矢量圖模型〔ToleranceMap,T-Map〕以及自由度模型等。裝配偏差傳遞是指產(chǎn)品尺寸和幾何精度在裝配過(guò)程中的相互作用， 以及其基于幾何接觸和幾何協(xié)作在裝配過(guò)程中的累積。偏差傳遞通?；诔叽珂?、變動(dòng)幾何約束網(wǎng)絡(luò)、狀態(tài)空間模型等方式。尺寸鏈?zhǔn)怯砂ご芜B接的尺寸公差信息構(gòu)成的封閉尺寸組，BJORKE和DEVRIES首先提出了二維尺寸公差鏈的自動(dòng)生成方法，國(guó)內(nèi)學(xué)者如上海交通大學(xué)的周江奇、來(lái)民等，北京理工大學(xué)的寧汝等分別實(shí)現(xiàn)了三維裝配尺寸鏈的自動(dòng)搜尋和生成。 變動(dòng)幾何約束的概念由CLEMENT等領(lǐng)先提出，浙江大學(xué)的胡潔、吳昭同等將其擴(kuò)展為變動(dòng)幾何約束網(wǎng)絡(luò)并用于裝配偏差傳遞與積存計(jì)算。 狀態(tài)空間模型承受掌握理論中的狀態(tài)空間理論描述多工序誤差和裝配偏差的傳遞過(guò)程， JIN和SHI對(duì)多工位制造偏差流進(jìn)展了分析，建立了綜合考慮基準(zhǔn)誤差、夾具誤差、尺寸及幾何誤差的誤差流模型，上海交通大學(xué)的來(lái)民等、西安交通大學(xué)的洪軍等分別爭(zhēng)論了該模型在汽車車身及周密機(jī)床裝配中的應(yīng)用。公差綜合又稱為公差優(yōu)化，目的是在公差安排時(shí)以最小的代價(jià)滿足設(shè)計(jì)要求。公差優(yōu)化主要為了衡量公差設(shè)計(jì)方案的優(yōu)劣，主要以裝配精度要求為約束條件，以制造本錢、質(zhì)量損失等作為優(yōu)化目標(biāo)。國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后提出了諸如負(fù)指數(shù)模型、多項(xiàng)式模型等制造本錢模型和 TAGUCHI質(zhì)量損失模型、平方質(zhì)量損失模型等質(zhì)量損失模型，并通過(guò)解析法和迭代法等優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)公差優(yōu)化。裝配精度掌握是裝配精度分析的主要目標(biāo)之一，尤其對(duì)于周密產(chǎn)品而言，如何在現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào)階段提出合理的裝調(diào)方案，從而確保產(chǎn)品的裝配精度，始終是工程中的難題之一。依據(jù)產(chǎn)品的精度要求以及生產(chǎn)型式，保證產(chǎn)品精度的裝配方法主要分為：互換裝配法、選擇裝配法、修配裝配法和調(diào)整裝配法等。傳統(tǒng)的裝配精度掌握技術(shù)的爭(zhēng)論主要基于以上裝配方法，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)裝配階段的實(shí)測(cè)尺寸數(shù)據(jù)，利用相關(guān)優(yōu)化算法對(duì)裝配組合、修配量或調(diào)整量進(jìn)展優(yōu)化求解，以提高裝配精度和裝配成功率。然而，產(chǎn)品的現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào)階段往往受到來(lái)自測(cè)量、定位、夾具、緊固力掌握等各個(gè)環(huán)節(jié)的不確定性因素影響，僅僅通過(guò)幾何量掌握產(chǎn)品精度的裝配方法已經(jīng)難以保障裝配精度的全都性。因此，當(dāng)前面對(duì)裝調(diào)現(xiàn)場(chǎng)的裝配精度掌握爭(zhēng)論已經(jīng)漸漸轉(zhuǎn)向裝配精度的實(shí)時(shí)測(cè)量與跟蹤推測(cè)， 并在此根底上，優(yōu)化與調(diào)整裝配工藝參數(shù)〔包括零件定位位置、緊固力大小等〕，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裝配精度的掌握。此外，越來(lái)越多的爭(zhēng)論學(xué)者意識(shí)到，在裝配精度分析過(guò)程中將零件的外表形貌及其在裝配力作用下的影響考慮進(jìn)來(lái)， 將會(huì)使得精度推測(cè)結(jié)果更加真實(shí)準(zhǔn)確。這種綜合考慮外表形貌與受力變形的裝配精度分析技術(shù)是當(dāng)前爭(zhēng)論熱點(diǎn)之一。裝配連接工藝在產(chǎn)品裝配中需要廣泛地使用各種連接方式將分別的零部件連接到一起，最為常用的連接方式包括螺紋連接、焊接、鉚接以及粘膠連接等，本文中主要對(duì)螺接和鉚接工藝進(jìn)展?fàn)幷摤F(xiàn)狀分析。①螺紋連接工藝由于可以獲得很大的連接力，便于重復(fù)拆裝，同時(shí)又具有互換性、易于大批量生產(chǎn)、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，螺紋連接成為機(jī)械產(chǎn)品中應(yīng)用最廣泛的連接方式之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，一般家用轎車上螺紋連接可以到達(dá) 3000多個(gè)，占汽車制造裝配總作業(yè)量的30%以上。螺紋連接的最終目是在被連接件間獲得牢靠的夾緊力， 即螺紋連接件內(nèi)部產(chǎn)生牢靠的預(yù)緊力。由于在擰緊過(guò)程中預(yù)緊力通常都不易直接測(cè)量和掌握，通常狀況下是通過(guò)其他手段間接掌握，于是針對(duì)不同的預(yù)緊力掌握手段，產(chǎn)生了不同的擰緊方法?！堵菁y緊固件通則》中規(guī)定了 3種典型的螺紋擰緊方法，包括扭矩法、轉(zhuǎn)角法和屈服點(diǎn)掌握法。扭矩法的根本原理是在擰緊過(guò)程中通過(guò)掌握擰緊力矩來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)緊力的間接掌握，具有操作敏捷，工具簡(jiǎn)潔，本錢低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍最廣，特別是單件、小批量產(chǎn)品，這些產(chǎn)品受限于操作本錢和裝配空間，普遍承受扭矩法。國(guó)內(nèi)外學(xué)者運(yùn)用理論分析、試驗(yàn)和有限元仿真等手段對(duì)扭矩法進(jìn)展了大量的爭(zhēng)論工作。早在 1976年，MOTOSH就提出了計(jì)算擰緊力矩的理論公式，將擰緊力矩分為：端面摩擦力矩、螺紋摩擦力矩和預(yù)緊力矩。 1989年，SHIGLEY和MISCHKE在公式中考慮了螺旋升角的影響； 2023年，NASSAR等人建立了螺紋牙的三維靜力學(xué)模型，并考慮了端面壓力分布和螺紋面壓力分布的影響，使得扭拉關(guān)系公式更加準(zhǔn)確。在實(shí)際的擰緊過(guò)程中，扭矩法掌握預(yù)緊力通常表現(xiàn)出較大的離散性，美國(guó)奧克蘭大學(xué)的 NASSAR團(tuán)隊(duì)通過(guò)大量的扭拉關(guān)系試驗(yàn)爭(zhēng)論了螺栓尺寸、螺距、潤(rùn)滑條件、擰緊速度、擰緊次數(shù)、涂層種類、外表粗糙度和涂層厚度等因素對(duì)扭矩法掌握精度的影響。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬技術(shù)的進(jìn)展，有限元仿真也被用于爭(zhēng)論扭拉關(guān)系。YU等建立了螺紋連接的三維有限元模型，在螺母外側(cè)外表施加切向應(yīng)力仿真擰緊過(guò)程，爭(zhēng)論了摩擦系GONG等人承受同樣的仿真方法，考慮端面壓力分布的影響，擬合了更加準(zhǔn)確的扭拉關(guān)系公式；SARAVANAN等還爭(zhēng)論了端面的非平行性對(duì)扭拉關(guān)系的影響規(guī)律。轉(zhuǎn)角法通過(guò)掌握擰緊轉(zhuǎn)角來(lái)到達(dá)掌握預(yù)緊力的方法。 轉(zhuǎn)角法對(duì)預(yù)緊力的控制精度要高于扭矩法。轉(zhuǎn)角法通常是先用較小的力矩值將螺紋連接件擰緊，然后再將連接件擰過(guò)肯定角度θ使得螺紋連接中產(chǎn)生預(yù)緊力F，所以轉(zhuǎn)角法在工程中又叫扭矩-轉(zhuǎn)角法。但實(shí)際擰緊螺紋連接件時(shí)，很難判別何時(shí)與被連接件完全貼緊，即無(wú)法確定轉(zhuǎn)角θ的起點(diǎn)。屈服點(diǎn)掌握法最大限度地利用了螺栓強(qiáng)度，當(dāng)螺栓內(nèi)部應(yīng)力到達(dá)材料屈服極限時(shí)完畢擰緊，將此時(shí)的預(yù)緊力作為目標(biāo)掌握值。屈服點(diǎn)掌握法的掌握精度高，預(yù)緊力離散度較小，但擰緊工具比較簡(jiǎn)單。另一方面，螺紋連接的松動(dòng)會(huì)直接影響產(chǎn)品服役性能，國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者一直在試圖提醒外部載荷條件下的螺紋連接松動(dòng)機(jī)理。JUNKER早在1969年就通過(guò)振動(dòng)試驗(yàn)覺(jué)察橫向振動(dòng)是造成螺紋連接松動(dòng)的主要載荷形式。此后一些學(xué)者嘗試建立理論模型來(lái)提醒橫向振動(dòng)條件下的螺紋松動(dòng)機(jī)理，典型的理論模型有定量二階模型、質(zhì)量-彈性模型和非線性數(shù)學(xué)模型等。2023年P(guān)AI和HESS通過(guò)爭(zhēng)論覺(jué)察局部滑移的累積和擴(kuò)展是導(dǎo)致螺紋松動(dòng)的主要緣由，這一覺(jué)察也被IZUMI等和DINGER等人證明。同時(shí)，爭(zhēng)論者從工程應(yīng)用的角度，也提出了一些型的防松構(gòu)造，如階梯鎖緊螺栓、基于三次螺旋曲線的螺紋連接以及帶楔形斜面的鎖緊螺母等，并在工程中得到較好應(yīng)用。當(dāng)前，針對(duì)螺紋擰緊工藝的爭(zhēng)論已經(jīng)比較成熟，但螺紋連接的松動(dòng)問(wèn)題始終沒(méi)有得到徹底解決，其機(jī)理仍舊不清楚，因此如何從機(jī)理上提醒螺紋連接松動(dòng)的緣由，并給出確保防松性能的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和工藝參數(shù)，是后續(xù)螺紋連接工藝爭(zhēng)論的重要內(nèi)容之一。②鉚接工藝鉚接是利用鉚釘塑性變形將兩個(gè)或兩個(gè)以上元件連接在一起的一種不行拆卸的機(jī)械連接工藝，鉚接過(guò)程中鉚釘在力的作用下，發(fā)生膨脹，與孔壁產(chǎn)生干預(yù)協(xié)作，并在端部產(chǎn)生墩頭。由于鉚接成型工藝簡(jiǎn)潔，本錢低廉，連接強(qiáng)度穩(wěn)定、抗高溫、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、紡織、汽車及船舶等領(lǐng)域，例如一架空客 A320一般客機(jī)機(jī)體在生產(chǎn)中就需要 100多萬(wàn)件鉚釘。目前對(duì)鉚接工藝的爭(zhēng)論主要集中在鉚接機(jī)理、鉚接工藝參數(shù)優(yōu)化、鉚接構(gòu)造疲勞壽命以及先進(jìn)鉚接設(shè)備等方面。鉚釘及孔壁變形是鉚接成型的重要機(jī)理， WRONICZ等爭(zhēng)論了壓鉚后孔周的應(yīng)力與應(yīng)變分布狀況，并比較了壓鉚力和鉚釘類型對(duì)應(yīng)力應(yīng)變的影響。SHISHKIN提出了一種計(jì)算鉚釘接觸壓力和卸載結(jié)果的方法。夏平分析了連接孔圓柱面上的徑向分布?jí)毫般T釘帽對(duì)板圓環(huán)面上的分布?jí)毫Α?ATRE等分析了釘頭變形和力-位移曲線的變化，以準(zhǔn)靜態(tài)位移掌握鉚接過(guò)程，覺(jué)察了鉚釘屈曲引起的非軸對(duì)稱變形以及密封劑對(duì)環(huán)向拉應(yīng)力的影響。 WRONICZ等提出了鉚接孔四周的高應(yīng)力和應(yīng)變梯度的存在。 WITEK分析了抽芯鉚釘鉚接鉚釘核位移函數(shù)與鉚接力的關(guān)系以及塑性應(yīng)變分布。 XIONG等使用簡(jiǎn)單變分法的數(shù)值解析方法，可解決單向受拉加載狀況下的薄壁件鉚接連接應(yīng)力。 ABDELAL等分析包含了熱效應(yīng)、材料快速塑性變形等材料屬性，獲得了應(yīng)力和應(yīng)變的狀態(tài)以及材料變形和熱過(guò)程。SZOLWINSKI等爭(zhēng)論說(shuō)明，釘孔發(fā)生干預(yù)協(xié)作后孔周四周形成的剩余壓應(yīng)力對(duì)構(gòu)造裂紋的萌生與增長(zhǎng)有深遠(yuǎn)的影響?；谧饔脵C(jī)理，學(xué)者們爭(zhēng)論了工藝參數(shù)對(duì)鉚接成型的影響，進(jìn)而進(jìn)展鉚接工藝參數(shù)的優(yōu)化。LI等爭(zhēng)論了釘/孔間隙、摩擦系數(shù)、腐蝕膨脹三個(gè)因素對(duì)應(yīng)力狀態(tài)影響。劉秀全承受塑性有限元方法對(duì)自沖鉚接過(guò)程進(jìn)展了數(shù)值模擬，得到了成形過(guò)程中應(yīng)力、應(yīng)變分布規(guī)律，以及自沖鉚接成形工藝參數(shù)對(duì)連接表觀效果和強(qiáng)度的影響。RANS等覺(jué)察鐓頭的平面度、壓鉚力和鉚接板厚度方向的壓縮對(duì)剩余應(yīng)力的大小有重要影響。 SKORUPA等指出掌握壓鉚力比掌握鐓頭尺寸更簡(jiǎn)潔得到質(zhì)量更高的鉚接件。 CHERAGHI 等借助有限元仿真分析了工藝參數(shù)壓鉚力、鉚釘長(zhǎng)度、鐓頭直徑和高度、埋頭窩的深度、孔徑公差對(duì)鉚接質(zhì)量的影響，指出適當(dāng)降低埋頭窩的深度可以允許其它工藝參數(shù)有更大的變化范圍。曹增加等覺(jué)察承受 66°鉚模傾角可以實(shí)現(xiàn)較抱負(fù)的干預(yù)協(xié)作，接頭疲乏壽命最長(zhǎng)。劉永勝等覺(jué)察接頭的錐度變化對(duì)接頭中的應(yīng)力分布影響不大，但對(duì)應(yīng)力值的影響較為明顯，錐度掌握在 2°-10°比較適宜。在鉚接裝配對(duì)連接構(gòu)造壽命的影響方面， 陳福玉等證明通過(guò)掌握孔徑可以提高鉚接構(gòu)件的疲乏壽命。 CHAKHERLOU等覺(jué)察當(dāng)干預(yù)量在 1%~3%，試驗(yàn)件的疲乏壽命在不斷增加，干預(yù)量為 4%時(shí)疲乏壽命增加不明顯。田秀云等通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證干預(yù)協(xié)作鉚接的疲乏壽命比一般鉚接的疲乏壽命提高了 。MANES針對(duì)T型搭接鉚接構(gòu)造，分析工藝參數(shù)對(duì)產(chǎn)品構(gòu)造局部應(yīng)力的影響，以優(yōu)化工藝參數(shù)。RIJCK等通過(guò)鐓頭參數(shù)預(yù)估構(gòu)造疲乏性能。目前先進(jìn)的鉚接工藝主要有電磁鉚接和超聲關(guān)心鉚接等。 YOON等建立了電磁鉚接三維有限元分析模型，進(jìn)展了最大壓鉚力的優(yōu)化爭(zhēng)論。FOX等測(cè)量了電磁鉚接后的三軸應(yīng)力對(duì)鉚接孔的疲乏壽命的增益。 曹增加等提出利用電磁鉚接實(shí)現(xiàn)抱負(fù)干預(yù)協(xié)作鉚接，并對(duì)基于電磁鉚接的抱負(fù)干預(yù)協(xié)作鉚接工藝進(jìn)展了試驗(yàn)爭(zhēng)論，分析了鉚模傾角對(duì)鉚接后鉚釘鐓頭、干預(yù)量及剩余應(yīng)力的影響。TIMOTHY 等人建立了人工鉚接過(guò)程中鉚槍、活塞及工件的三自由度模型。LUCAS等爭(zhēng)論了超聲疊加柱狀鋁棒的擠壓變形過(guò)程，分析了徑向和軸向兩種不同超聲疊加振動(dòng)下的摩擦效應(yīng)。 NGAILE等將超聲疊加技術(shù)應(yīng)用于微擠壓成形，通過(guò)試驗(yàn)觀看了超聲鼓勵(lì)對(duì)變形載荷以及外表質(zhì)量的影響。 SIEGERT等針對(duì)超聲疊加成形工藝，爭(zhēng)論了疊加過(guò)程對(duì)摩擦力帶來(lái)的影響，提出了包含超聲疊加影響的摩擦規(guī)律。ABDUL等分析了激振力對(duì)變形力的影響規(guī)律，爭(zhēng)論了應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系中的臨時(shí)軟化效應(yīng)。ZHANG等建立數(shù)學(xué)方程式，描述了超聲振動(dòng)下材料的屈服強(qiáng)度的變化，認(rèn)為屈服強(qiáng)度是超聲強(qiáng)度的指數(shù)函數(shù)。目前對(duì)于金屬構(gòu)造鉚接爭(zhēng)論已相對(duì)較為完善， 然而對(duì)于復(fù)合材料的低應(yīng)力鉚接成型機(jī)理尚不清楚，其工藝參數(shù)優(yōu)化也是爭(zhēng)論難點(diǎn)，同時(shí)先進(jìn)鉚接設(shè)備研發(fā)，如電磁鉚接、超聲鉚接關(guān)心設(shè)備和型鉚接構(gòu)造的爭(zhēng)論也是將來(lái)鉚接工藝的爭(zhēng)論方向之一。裝配工藝裝備裝配工藝裝備是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品自動(dòng)化、智能扮裝配的工具。與機(jī)械加工用的機(jī)床等工藝裝備不同，裝配工藝裝備的設(shè)計(jì)過(guò)程與待裝配的產(chǎn)品構(gòu)造、裝配工藝和檢測(cè)技術(shù)等親熱相關(guān)，產(chǎn)品構(gòu)造及工藝的差異性導(dǎo)致裝配工藝裝備是一種特別的機(jī)械，通常為特定的產(chǎn)品而設(shè)計(jì)制造的，具有較高的開(kāi)發(fā)本錢、柔性差等特點(diǎn)，因此目前國(guó)內(nèi)外尚缺乏普適性的裝配工藝裝備方面的系統(tǒng)理論及方法體系。筆者結(jié)合產(chǎn)品的裝配工藝特征，主要分析了栓接、鉚接、部件調(diào)姿與對(duì)接等工藝裝備，以及微小零件的裝配工藝裝備的進(jìn)呈現(xiàn)狀。擰緊工具是產(chǎn)品裝配過(guò)程中應(yīng)用最廣泛的裝配工藝裝備之一， 其進(jìn)展具有典型的準(zhǔn)確化、自動(dòng)化進(jìn)展趨勢(shì)。 ATLAS、英格索蘭等國(guó)外擰緊設(shè)備集成了完善的擰緊工藝參數(shù)掌握策略， 100N.m級(jí)別扭矩掌握精度達(dá) 1%以內(nèi)；我國(guó)擰緊機(jī)制造企業(yè)及相關(guān)爭(zhēng)論機(jī)構(gòu)也對(duì)擰緊機(jī)及其擰緊掌握策略開(kāi)展了大量爭(zhēng)論，爭(zhēng)論成果應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、彈體等裝配擰緊過(guò)程，但掌握精度、牢靠性與國(guó)外同類產(chǎn)品相比仍存在差距。擰緊過(guò)程中螺栓間彈性相互作用是影響預(yù)緊力全都性的重要因素之一，而多軸同步擰緊有利于削減預(yù)緊挨次的影響、提高裝配性能，目前雙軸、多軸擰緊設(shè)備已在國(guó)內(nèi)外汽車裝配過(guò)程中廣泛應(yīng)用；Rolls-RoyceGE公司也普遍應(yīng)用雙軸、多軸擰緊設(shè)備實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)確裝配，而我國(guó)目前尚缺乏航空發(fā)動(dòng)機(jī)多軸擰緊裝配應(yīng)用實(shí)例。隨著自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)展，國(guó)內(nèi)外爭(zhēng)論應(yīng)用了承受機(jī)器人帶動(dòng)擰緊機(jī)的自動(dòng)化工藝裝備，提高了預(yù)緊力全都性、削減了裝配過(guò)程中的誤操作，如上海商用發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司等制造企業(yè)研制的轉(zhuǎn)子內(nèi)腔螺栓擰緊機(jī)器人、 大型低壓渦輪單元體自動(dòng)化擰緊設(shè)備，法士特汽車傳動(dòng)公司重卡變速器裝配線應(yīng)用的擰緊機(jī)器人等。鉚接裝備在飛機(jī)機(jī)身、曲面天線、汽車車身等板類零部件裝配過(guò)程中廣泛應(yīng)用，自動(dòng)化工藝裝備正逐步取代傳統(tǒng)人工連接，大幅提高了裝配效率及產(chǎn)品牢靠性。制孔通常作為鉚接的根底工藝，孔定位精度、深度及孔壁質(zhì)量等直接影響裝配質(zhì)量和疲乏壽命，制孔裝備在自動(dòng)扮裝配過(guò)程中發(fā)揮巨大作用，如A380機(jī)翼壁板裝配應(yīng)用了 CNC自動(dòng)制孔機(jī)床，NorthropGrumman 公司研制了5種自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)〔ADS〕，并應(yīng)用于F-35機(jī)身柔性裝配過(guò)程。中國(guó)重汽、長(zhǎng)安福德等汽車制造企業(yè)為削減制孔過(guò)程的影響，應(yīng)用了車身自沖鉆鉚設(shè)備，通過(guò)將鉚釘直接壓入板材形成穩(wěn)定連接。自動(dòng)鉆鉚設(shè)備廣泛應(yīng)用于國(guó)外飛機(jī)機(jī)身、機(jī)翼壁板、汽車車身裝配中，如達(dá)索航空公司應(yīng)用的自動(dòng)化鉆孔、鉚接緊固件安裝機(jī)器人，XI等研制的機(jī)器人與 5軸聯(lián)動(dòng)頂鐵支架相互協(xié)作的自動(dòng)化氣動(dòng)錘鉚系統(tǒng)等。大部件調(diào)姿與對(duì)接是航空航天產(chǎn)品裝配的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于裝配精度、裝配效率具有重要影響。航空航天產(chǎn)品大部件裝配過(guò)程中廣泛涉及調(diào)姿與對(duì)接，如飛機(jī)大部件對(duì)接、航天器艙段水平對(duì)接、衛(wèi)星艙段垂直對(duì)接、艙段對(duì)接等，傳統(tǒng)的調(diào)姿與對(duì)接主要依靠專用工裝進(jìn)展定位和夾緊，并協(xié)作人工作業(yè)實(shí)現(xiàn)部件間的幾何關(guān)系和約束，該方式不易進(jìn)展準(zhǔn)確位姿調(diào)整，且裝配效率低；近年來(lái)，先進(jìn)集成公司〔AdvancedIntegrationTechnology〕、德國(guó)BROTJE公司等制造企業(yè)和爭(zhēng)論人員提出了一類基于數(shù)字化測(cè)量的對(duì)接系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的調(diào)姿與連接，該類系統(tǒng)一般包括數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)、位姿調(diào)整機(jī)構(gòu)、掌握系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，各系統(tǒng)相互協(xié)作實(shí)現(xiàn)柔性化對(duì)接。我國(guó)航空航天中的大部件調(diào)姿與對(duì)接仍舊沿用以人工操作為主的傳統(tǒng)方法， 往往需屢次調(diào)整才能滿足對(duì)接精度要求，近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些高校和企業(yè)樂(lè)觀開(kāi)展大部件對(duì)接理論和實(shí)踐爭(zhēng)論，如浙江大學(xué)郭志敏等開(kāi)發(fā)了基于三坐標(biāo)支撐柱的大型剛體位置和姿勢(shì)調(diào)整系統(tǒng)，北京航空制造工程爭(zhēng)論所杜兆才等爭(zhēng)論了多機(jī)器人協(xié)調(diào)操作系統(tǒng)在飛機(jī)大部件對(duì)接中的應(yīng)用等，初步建立了系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)姿與對(duì)接裝備的技術(shù)體系。周密微小型零件手工裝配效率低、產(chǎn)品全都性差，相對(duì)而言，承受工藝裝備更簡(jiǎn)潔實(shí)現(xiàn)高效率、高精度裝配要求。一般微小型零件的周密裝配系統(tǒng)包含視覺(jué)檢測(cè)單元、微力檢測(cè)單元、操作手單元及主控單元，分別實(shí)現(xiàn)獵取待裝配零件與目標(biāo)零件位姿信息、裝配零件力的掌握、裝配工藝操作及對(duì)其它系統(tǒng)的掌握等功能。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外針對(duì)微裝配工藝裝備開(kāi)展了大量爭(zhēng)論，如德國(guó)的卡爾斯魯厄核爭(zhēng)論中心微構(gòu)造爭(zhēng)論所、巴特勒爭(zhēng)論所、達(dá)爾馬詩(shī)塔特大學(xué)等很早就開(kāi)頭微裝配工藝裝備爭(zhēng)論；瑞士聯(lián)邦理工大學(xué)始終致力于周密裝配機(jī)器人開(kāi)發(fā)，成功研制了 MEMS零件與其它周密微小零件裝配的系統(tǒng)；加拿大多倫多大學(xué)研制了 6自由度微裝配系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)三維微構(gòu)造 -微電機(jī)驅(qū)動(dòng)微鏡的周密裝配等；芬蘭坦佩雷大學(xué)，日本的東京大學(xué)、名古屋大學(xué)，法國(guó)的 FEMTO-ST爭(zhēng)論中心，意大利的比薩大學(xué)，美國(guó)的Zyvex公司、德州大學(xué)阿靈頓分校、明尼蘇達(dá)大學(xué)等開(kāi)發(fā)了一系列周密裝配工藝裝備。我國(guó)的大連理工大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西安交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)等單位都曾經(jīng)成功研制微裝配工藝裝備。將來(lái)裝配工藝裝備正向高牢靠性、自動(dòng)化、柔性化、智能化、應(yīng)用集成化等方向進(jìn)展；同時(shí)裝配工藝簡(jiǎn)單性、構(gòu)造及工藝參數(shù)不確定性等也要求裝配工藝裝備研制過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)工藝裝備與工藝、檢測(cè)技術(shù)的系統(tǒng)集成。裝配測(cè)量與檢測(cè)測(cè)量與檢測(cè)是確保裝配質(zhì)量的直接保障手段， 甚至有的測(cè)量設(shè)備已經(jīng)作為工藝裝備的一局部，直接參與到產(chǎn)品裝配中。依據(jù)測(cè)量對(duì)象的不同，裝配測(cè)量與檢測(cè)技術(shù)主要分為三類： 1〕產(chǎn)品幾何量及其精度的測(cè)量，即產(chǎn)品外形及位置的測(cè)量；2〕物理量的檢測(cè)，即裝配力、變形量、剩余應(yīng)力、質(zhì)量特性等檢測(cè)；3〕產(chǎn)品狀態(tài)量的檢驗(yàn)，包括產(chǎn)品裝配狀態(tài)、干預(yù)狀況、密封性能等的檢驗(yàn)。上述檢測(cè)對(duì)象涉及的測(cè)量與檢測(cè)的方法及工具各異，需依據(jù)具體狀況進(jìn)展合理的選擇。在產(chǎn)品幾何量及其精度的檢測(cè)方面，依據(jù)測(cè)量方法的不同，主要分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。接觸式測(cè)量是通過(guò)測(cè)量頭與被測(cè)物發(fā)生接觸，從而獲得被測(cè)物幾何信息的測(cè)量方法，主要測(cè)量設(shè)備有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x和關(guān)節(jié)臂式測(cè)量?jī)x，主要檢測(cè)對(duì)象是機(jī)械產(chǎn)品幾何量。近年來(lái)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量精度和效率得到了極大提高，在產(chǎn)品三維幾何估量、測(cè)量點(diǎn)的分布和數(shù)量、分步式測(cè)量方法等技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展，同時(shí)關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)設(shè)備以其量程大、體積小及使用敏捷等優(yōu)點(diǎn)被廣泛關(guān)注，然而其爭(zhēng)論主要集中在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)及其精度補(bǔ)償領(lǐng)域，對(duì)于接觸式測(cè)量原理并未有的突破。非接觸式檢測(cè)手段主要有視覺(jué)測(cè)量、激光測(cè)量等。其中視覺(jué)測(cè)量使用單臺(tái)或多臺(tái)相機(jī)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)展照相后，再通過(guò)圖像識(shí)別與數(shù)據(jù)處理等手段對(duì)被測(cè)物進(jìn)展測(cè)量。在視覺(jué)測(cè)量建模方面，對(duì)傳統(tǒng)的模型進(jìn)展改進(jìn)，形成了眾多先進(jìn)模型，如基于學(xué)問(wèn)的視覺(jué)理論模型、主動(dòng)視覺(jué)理論框架和視覺(jué)理論集成框架；在測(cè)量系統(tǒng)研發(fā)方面，國(guó)內(nèi)外都開(kāi)發(fā)出精度較高的視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)，天津大學(xué)、上海交通大學(xué)在單目視覺(jué)檢測(cè)、大范圍視覺(jué)坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)、三維激光視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)等方面取得了突破性的進(jìn)展；基于深度學(xué)習(xí)的視覺(jué)識(shí)別是近年來(lái)的爭(zhēng)論熱點(diǎn)，其核心是深度學(xué)習(xí)中卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，相應(yīng)有 DPM、R-CNN、SPP-net等算法。激光檢測(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)被測(cè)物外表進(jìn)展掃描，獲得外表點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在通過(guò)逆向工程得到產(chǎn)品外表信息，主要檢驗(yàn)對(duì)象是產(chǎn)品外形精度。主要基于三角測(cè)量原理，應(yīng)用于焊接線檢測(cè)、磨損測(cè)量、三維外表快速測(cè)量等。在物理量的檢測(cè)方面，主要包括面對(duì)裝配力、變形測(cè)量的電阻應(yīng)變片測(cè)量、光測(cè)力法、磁敏電阻傳感器、聲彈原理測(cè)量方法等。在電阻應(yīng)變片測(cè)量方面，M.A.Mccarthy等人利用電阻應(yīng)變片對(duì)單螺栓進(jìn)展測(cè)量，覺(jué)察除了靠近孔的一側(cè)受力，其外表應(yīng)變分布不受螺栓孔間隙的影響。在聲彈性原理測(cè)量方面，M.B.Marshall 等人利用超聲導(dǎo)波的技術(shù)成功表征裝配結(jié)合面的界面壓力，確定了松動(dòng)發(fā)生的速率。在產(chǎn)品狀態(tài)量的檢驗(yàn)方面，主要包括產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)造檢測(cè)、泄露檢測(cè)等。在產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)造檢測(cè)技術(shù)方面，主要成果包括數(shù)字射線DR成像技術(shù)(DigitalRadiography)、計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)(ComputerTomography)等。中北大學(xué)的韓躍公平人研發(fā)了國(guó)內(nèi)首套簡(jiǎn)單產(chǎn)品內(nèi)部構(gòu)造裝配正確性X射線在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，成功應(yīng)用于汽車的多種簡(jiǎn)單構(gòu)造產(chǎn)品的快速自動(dòng)檢測(cè)。而在泄露檢測(cè)方面，目前主要方法是承受超聲波檢測(cè)泄露相機(jī)技術(shù)。過(guò)程裝置在制造和運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，不但需要知道有無(wú)泄漏，而且還要知道泄露率有多大，而超聲波檢漏在設(shè)備上的使用，使在線檢漏成為現(xiàn)實(shí)。目前，智能檢測(cè)已漸漸成為產(chǎn)品裝配檢測(cè)的重要進(jìn)展趨勢(shì)，智能化檢測(cè)不僅表達(dá)在研發(fā)更加準(zhǔn)確的智能化檢測(cè)設(shè)備和檢測(cè)系統(tǒng)， 同時(shí)表達(dá)在通過(guò)更加準(zhǔn)確、高效的算法對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)展分析，依據(jù)檢測(cè)結(jié)果反響指導(dǎo)裝配過(guò)程，形成裝配過(guò)程的閉環(huán)掌握。目前智能檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)展重點(diǎn)有：〔 1〕研發(fā)多場(chǎng)融合的智能測(cè)量設(shè)備及微型傳感器；〔 2〕開(kāi)發(fā)智能測(cè)量、識(shí)別、評(píng)估算法；〔 3〕基于人工智能手段對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)展二次利用，開(kāi)發(fā)其“剩余價(jià)值”等。裝配MES技術(shù)生產(chǎn)車間作為制造企業(yè)的具體執(zhí)行單位和效益源頭，是企業(yè)信息流、物料流和掌握流的集合點(diǎn)，制造執(zhí)行系統(tǒng)(ManufacturingExecutionSystem，MES1990年美國(guó)先進(jìn)制造爭(zhēng)論協(xié)會(huì)〔AdvancedManufacturingResearch,AMR〕首先提出了制造執(zhí)行系統(tǒng)的概念；1997年，國(guó)際制造執(zhí)行系統(tǒng)協(xié)會(huì)〔ManufacturingExecutionSystemAssociation,MESA構(gòu)建了MES的功能模型，明確了MES系統(tǒng)的11個(gè)功能模塊，包括生產(chǎn)調(diào)度治理、資源安排與狀態(tài)治理、現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)質(zhì)量治理、生產(chǎn)設(shè)備治理、文檔掌握等。隨后 MESA在2023年提出了協(xié)同的MES〔CollaborativeManufacturingExecutionSystem,c-MES 〕概念，在此期間也消滅了可重構(gòu)MES〔Reconfigurable ManufacturingExecutionSystem,RMES〕的概念。面對(duì)裝配的MES技術(shù)，簡(jiǎn)稱裝配MES技術(shù)，通常包含裝配車間作業(yè)打算編制、裝配質(zhì)量分析、裝配本錢掌握、物料動(dòng)態(tài)跟蹤與治理、車間設(shè)備力量管理等功能，裝配 MES技術(shù)可以有效提高裝配車間生產(chǎn)效率，并保障產(chǎn)品裝配質(zhì)量。目前裝配 MES的爭(zhēng)論對(duì)象，多為自動(dòng)扮裝配流水線，比較典型的應(yīng)用行業(yè)包括汽車、印制電路板、家用電器等，爭(zhēng)論內(nèi)容主要包括基于 RFID〔無(wú)線射頻，Radiofrequencyidentification 〕的裝配現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)信息〔Realtimeinformation〕驅(qū)動(dòng)的物料配送與治理，裝配生產(chǎn)線的平衡與排序等。另外，局部學(xué)者對(duì)離散型裝配 MES技術(shù)進(jìn)展了爭(zhēng)論與應(yīng)用，例如劉檢華等提出了基于流程的簡(jiǎn)單產(chǎn)品離散裝配過(guò)程掌握方法， 以及面對(duì)離散裝配過(guò)程的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)可視化監(jiān)控、生產(chǎn)調(diào)度、物料動(dòng)態(tài)跟蹤與治理、實(shí)做工藝等技術(shù)，開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)關(guān)心簡(jiǎn)單產(chǎn)品裝配過(guò)程治理與掌握系統(tǒng)并開(kāi)展了工程應(yīng)用。朱海公平爭(zhēng)論了面對(duì)飛機(jī)裝配的 MES技術(shù)，GE等爭(zhēng)論了面對(duì)船舶建筑過(guò)程的空間調(diào)度問(wèn)題。目前，智能制造已成為世界主要工業(yè)化國(guó)家重振制造業(yè)的重要突破口，其中智能裝配車間也是爭(zhēng)論重點(diǎn)方向之一。因此，如何在現(xiàn)有裝配 MES爭(zhēng)論成果的根底上，通過(guò)融合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、移動(dòng)通信等一代信息與通信技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)智能裝配車間是當(dāng)前爭(zhēng)論熱點(diǎn)。目前，陶飛等和劉檢華等就如何利用數(shù)字孿生技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化的生產(chǎn)車間或裝配車間進(jìn)展了初步的探究，后續(xù)的爭(zhēng)論內(nèi)容主要包括：〔 1〕面對(duì)裝配車間的物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建與優(yōu)化；〔2〕裝配車間數(shù)字孿生體的構(gòu)建、運(yùn)行與優(yōu)化；〔 3〕裝配車間的制造大數(shù)據(jù)治理；〔4〕大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的裝配質(zhì)量評(píng)估與推測(cè)；〔 5〕裝配車間生產(chǎn)過(guò)程智能決策與優(yōu)化等。產(chǎn)品裝配技術(shù)的類型產(chǎn)品的裝配方法從不同的角度可劃分為不同的類型， 依據(jù)裝配的自動(dòng)化程度，裝配主要可以分為手工裝配、專用自動(dòng)扮裝配和柔性自動(dòng)扮裝配三種：①手工裝配。手工裝配是目前最通用的方法，借助于通用或?qū)Ｓ霉A具，如工作臺(tái)、力矩扳手、鉚釘槍等，人手幾乎能實(shí)施任何產(chǎn)品的裝配。雖然人工裝配具有裝配全都性差、效率低等缺點(diǎn)，但裝配過(guò)程中人能從裝配圖紙中獵取大量的工藝信息，在人的智能和閱歷指導(dǎo)下，裝配活動(dòng)極具柔性和匠心。在我國(guó)航空、航天、船舶和工程機(jī)械等領(lǐng)域，由于其產(chǎn)品大多具有多品種小批量的特點(diǎn)，手工裝配大量存在。②專用自動(dòng)扮裝配。是指利用特地的設(shè)備和工裝針對(duì)確定構(gòu)造產(chǎn)品的裝配，生產(chǎn)效率通常高于人工裝配，但系統(tǒng)柔性差，適合于大批大量生產(chǎn)。目前我國(guó)汽車、電子等大量生產(chǎn)的產(chǎn)品，其裝配根本都在移動(dòng)流水線上進(jìn)展，但只是局部實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)扮裝配。③柔性自動(dòng)扮裝配。又稱機(jī)器人裝配，裝配系統(tǒng)由機(jī)器人組成，系統(tǒng)能適應(yīng)產(chǎn)品型號(hào)或構(gòu)造的變化，可實(shí)施較大范圍的產(chǎn)品族的裝配，兼有柔性強(qiáng)和生產(chǎn)率高的優(yōu)點(diǎn)。依據(jù)裝配的組織形式，裝配又可分為流程型裝配和離散型裝配。流程型裝配是指產(chǎn)品由多個(gè)零件經(jīng)過(guò)一系列連續(xù)的工序最終裝配而成， 并且隨著裝配工作的開(kāi)展其裝配操作人員和裝配地點(diǎn)都會(huì)變化的裝配方式。 流程型的裝配方式有生產(chǎn)節(jié)拍，比較適用于大批量生產(chǎn)，例如汽車裝配就屬于流程型裝配。離散型裝配是指產(chǎn)品往往由多個(gè)零件經(jīng)過(guò)一系列并不連續(xù)的工序最終裝配而成，裝配操作人員圍繞預(yù)先設(shè)置的假設(shè)干個(gè)固定的裝配點(diǎn)，完成全部裝配工作的裝配方式。離散型裝配又可分為集中固定式裝配方式和分散式固定裝配方式。 集中式固定式裝配方式又名地?cái)偸窖b配方式， 就是由一組固定不變的工作人員對(duì)于全部的裝配工作在一個(gè)固定不變的地方集中完成全部裝配工作， 這種方法對(duì)單件生產(chǎn)的產(chǎn)品的裝配效率較高。分散式固定裝配方式是在固定中具有肯定的流淌性，其生產(chǎn)特點(diǎn)是將產(chǎn)品的裝配工作分解成假設(shè)干個(gè)組裝局部，在不同的組裝飾由不同的裝配操作人員完成，最終再完成總裝工作。這種方法生產(chǎn)效率相對(duì)較高，適用于較大批量的產(chǎn)品裝配。產(chǎn)品裝配技術(shù)的內(nèi)涵裝配是機(jī)械制造中最終打算產(chǎn)品質(zhì)量的重要工藝過(guò)程。裝配也可稱組裝，是指“增加或者聯(lián)接假設(shè)干零件來(lái)形成一個(gè)完整產(chǎn)品的過(guò)程”。簡(jiǎn)潔的產(chǎn)品可由零件直接裝配而成；簡(jiǎn)單的產(chǎn)品則須先將假設(shè)干零件裝配成部件，稱為部件裝配；然后將假設(shè)干部件和另外一些零件裝配成完整的產(chǎn)品，稱為總裝。產(chǎn)品裝配完成后需要進(jìn)展各種檢驗(yàn)和試驗(yàn)，以保證其裝配質(zhì)量和使用性能；有些重要的部件裝配完成后還要進(jìn)展測(cè)試。產(chǎn)品裝配技術(shù)是指機(jī)械制造中各種裝配方法、裝配工藝及裝備的技術(shù)總稱。目前產(chǎn)品裝配尚未形成一個(gè)比較系統(tǒng)和完整的技術(shù)體系，依據(jù)現(xiàn)有的生疏水平，可以認(rèn)為其主要包括面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)、裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真、裝配工藝裝備、裝配檢測(cè)與監(jiān)控、裝配車間治理等爭(zhēng)論方向，其根底理論包括計(jì)算幾何、彈塑性理論和人工智能等，產(chǎn)品裝配技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)表現(xiàn)為集成化、 周密化、微/納化和智能化，其爭(zhēng)論體系框架如圖 1所示。產(chǎn)品裝配技術(shù)的五維構(gòu)造模型如圖 2所示其中設(shè)計(jì)是主導(dǎo)、工藝是根底、裝備是工具、檢測(cè)是保障、治理是手段。1〕設(shè)計(jì)是主導(dǎo)：產(chǎn)品的可裝配性和裝配性能主要是由產(chǎn)品的構(gòu)造打算的，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在構(gòu)造上保障裝配的可能，承受的構(gòu)造措施應(yīng)便利裝配，以削減裝配工作量，提高裝配質(zhì)量。2〕工藝是根底：工藝是指導(dǎo)產(chǎn)品裝配的主要技術(shù)文件， 裝配工藝設(shè)計(jì)質(zhì)量直接影響著產(chǎn)品裝配的操作難度、操作時(shí)間、工夾具數(shù)目和勞動(dòng)強(qiáng)度等。 3〕裝備是工具：工藝裝備是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化智能扮裝配的重要支撐工具。 4〕檢測(cè)是保障：測(cè)量與檢測(cè)是裝配質(zhì)量的直接保障手段。目前測(cè)量與檢測(cè)不僅僅是產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)手段，同時(shí)有時(shí)作為工藝裝備的一局部，直接參與到產(chǎn)品裝配中。例如在微裝配中，其自動(dòng)扮裝配都是在測(cè)量設(shè)備供給的測(cè)量信息支持下完成裝配的。 5治理是手段科學(xué)的車間治理是提高裝配效率和質(zhì)量的重要手段。產(chǎn)品裝配的主要爭(zhēng)論方向產(chǎn)品裝配的主要爭(zhēng)論方向包括面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)、裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真、裝配工藝裝備、裝配測(cè)量與檢測(cè)、裝配車間治理等，下面主要對(duì)其爭(zhēng)論內(nèi)涵和當(dāng)前爭(zhēng)論重點(diǎn)進(jìn)展闡述。面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)，也叫可裝配性設(shè)計(jì)，是指在設(shè)計(jì)階段充分考慮產(chǎn)品的各種裝配約束，以削減裝配時(shí)間和本錢、提高裝配質(zhì)量等為目標(biāo)的設(shè)計(jì)方法。有時(shí)為了在產(chǎn)品使用過(guò)程中的可修理性， 產(chǎn)品的可裝配性一般也要考慮產(chǎn)品在修理過(guò)程中的便利性；另外有時(shí)還要考慮在產(chǎn)品報(bào)廢后，進(jìn)展材料回收和再利用過(guò)程中對(duì)零部件的分解操作，這也綠色制造的要求。面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的一個(gè)的分支。簡(jiǎn)潔來(lái)說(shuō)，面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)就是易于裝配的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，其動(dòng)身點(diǎn)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段考慮并解決裝配過(guò)程中可能存在的問(wèn)題，以確?？焖?、高效、低本錢地完成產(chǎn)品裝配。產(chǎn)品的裝配本錢、裝配質(zhì)量及裝配效率的影響因素有多種， 如設(shè)備的自動(dòng)化程度及柔性、裝配工藝的制定、產(chǎn)品裝配的難易程度、工人裝配技術(shù)的嫻熟程度、參與裝配的零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)組織治理等。在眾多的因素中，產(chǎn)品裝配的難易程度〔即可裝配性〕是最主要的因素。產(chǎn)品的可裝配性主要與總體構(gòu)造、零件設(shè)計(jì)、連接方式、性能要求等有關(guān)，產(chǎn)品的可裝配性主要是由產(chǎn)品的構(gòu)造打算的。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在構(gòu)造上保障裝配的可行性，承受的構(gòu)造措施應(yīng)便利裝配，并削減裝配工作量，提高裝配質(zhì)量。同時(shí)產(chǎn)品的可裝配性與產(chǎn)品承受的裝配工藝方法有關(guān)， 即承受手工裝配、專用自動(dòng)裝配還是機(jī)器人柔性裝配，或者三者的混合。對(duì)于不同的裝配工藝方法，一樣的設(shè)計(jì)在裝配中所表達(dá)出來(lái)的難易程度也不同。例如，在專用自動(dòng)扮裝配中，零件的自動(dòng)進(jìn)給的定位簡(jiǎn)易性標(biāo)準(zhǔn)比手工搬運(yùn)操作要嚴(yán)格得多。而手工裝配由于人類所具有的推斷力、操作的敏捷性，可以完成簡(jiǎn)單的裝配操作。但是，承受人工裝配時(shí)，對(duì)于零件的重量、操作中人手臂的可達(dá)性、夾緊力氣掌握的準(zhǔn)確性等，則有肯定的限制。在設(shè)計(jì)的早期應(yīng)當(dāng)盡早從裝配工藝過(guò)程的角度對(duì)產(chǎn)品進(jìn)展評(píng)價(jià)，盡早地考慮產(chǎn)品構(gòu)造、精度等對(duì)產(chǎn)品最終裝配環(huán)節(jié)的影響。在設(shè)計(jì)的早期通過(guò)選擇合理的零件材料，設(shè)計(jì)優(yōu)化的產(chǎn)品構(gòu)造，削減零部件的數(shù)量，承受便利敏捷的連接方式等手段，提高最終裝配的效率，降低裝配本錢，縮短整個(gè)制造周期，并提高企業(yè)設(shè)備資源等的利用效率。目前面對(duì)裝配的設(shè)計(jì)，主要通過(guò)指導(dǎo)性的手冊(cè)對(duì)設(shè)計(jì)師進(jìn)展指導(dǎo)，通過(guò)可裝配性分析、仿真軟件對(duì)裝配過(guò)程進(jìn)展評(píng)價(jià)。DFA的作用是通過(guò)驗(yàn)證和改進(jìn)產(chǎn)品的可裝配性表達(dá)出來(lái)的，對(duì)于尚處在設(shè)計(jì)階段的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，可裝配性好壞最直觀的效果，莫過(guò)于在計(jì)算機(jī)上仿真產(chǎn)品的實(shí)際裝配過(guò)程，因此，利用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和仿真技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配仿真技術(shù)， 成為改進(jìn)產(chǎn)品可裝配性的主要使能手段之一。另外，隨著增材制造、納米制造等型制造技術(shù)的興起和進(jìn)展，通過(guò)簡(jiǎn)化產(chǎn)品構(gòu)造，承受原理、材料，可以借助更少的零件數(shù)量和更簡(jiǎn)潔的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能，從而顯著地降低裝配本錢和裝配時(shí)間。裝配工藝設(shè)計(jì)與仿真產(chǎn)品裝配工藝設(shè)計(jì)是指確定產(chǎn)品裝配工藝規(guī)程的工作過(guò)程。裝配工藝設(shè)計(jì)技術(shù)主要包括產(chǎn)品裝配建模、裝配工藝規(guī)劃、裝配過(guò)程仿真、裝配精度分析和3裝配工藝規(guī)劃是目的，裝配過(guò)程仿真和裝配精度分析是手段。另外，裝配工藝設(shè)計(jì)過(guò)程治理和設(shè)計(jì)學(xué)問(wèn)治理是裝配工藝設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。由于自動(dòng)生成裝配挨次和路徑的簡(jiǎn)單性， 裝配過(guò)程仿真漸漸成為裝配工藝設(shè)計(jì)中最重要的爭(zhēng)論內(nèi)容，并正經(jīng)受由幾何仿真向物理仿真的轉(zhuǎn)變。產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和裝配性能與整個(gè)裝配工藝過(guò)程親熱相關(guān)， 因此需要從整個(gè)裝配工藝過(guò)程角度來(lái)優(yōu)化工藝參數(shù)。將來(lái)的裝配工藝設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)是一種徹底拋棄傳統(tǒng)的試錯(cuò)式裝配工藝，是一種可推測(cè)的、集成的、基于建模和仿真的科學(xué)設(shè)計(jì)。所謂集成的裝配過(guò)程建模與仿真方法，主要是從生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題動(dòng)身，建立面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的真實(shí)感仿真環(huán)境，通過(guò)綜合考慮工裝夾具、裝配精度和物理特性、線纜和管路及構(gòu)造件穿插裝配等一體化的集成裝配過(guò)程仿真與分析， 實(shí)現(xiàn)在實(shí)物試裝前預(yù)知產(chǎn)品最終的裝配性能，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)展優(yōu)化。另外，傳統(tǒng)的裝配工藝設(shè)計(jì)常常以保障產(chǎn)品的幾何精度為目標(biāo)，隨著機(jī)械產(chǎn)品周密化、微細(xì)化、光機(jī)電一體化方向進(jìn)展，簡(jiǎn)潔地提高裝配的幾何精度并不能到達(dá)提高產(chǎn)品性能的目的。以某導(dǎo)引頭視線穩(wěn)定系統(tǒng)伺服機(jī)構(gòu)為例，該系統(tǒng)全套引進(jìn)國(guó)外技術(shù)、圖紙和制造工藝，其零部件加工精度已經(jīng)到達(dá)或超過(guò)國(guó)外同類產(chǎn)品，但同一批次產(chǎn)品的質(zhì)量全都性和穩(wěn)定性相差很大，反復(fù)篩選和調(diào)試后，也難以保證系統(tǒng)到達(dá)設(shè)計(jì)指標(biāo)，一次成品率低；同時(shí)，該產(chǎn)品裝調(diào)過(guò)程主要靠閱歷豐富的裝配技師使產(chǎn)品的靜態(tài)精度和動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)得到保證，合格出廠的產(chǎn)品經(jīng)過(guò)電裝、振動(dòng)試驗(yàn)后，局部產(chǎn)品頻率特性還可能發(fā)生轉(zhuǎn)變；另外靜止放置一段時(shí)間后，由于內(nèi)部應(yīng)力釋放，其諧振頻率和非線性特性也可能發(fā)生變化。因此，對(duì)簡(jiǎn)單周密機(jī)電系統(tǒng)，需要爭(zhēng)論并建立裝配工藝參數(shù)與產(chǎn)品裝配性能之間的內(nèi)在科學(xué)聯(lián)系，找到影響產(chǎn)品裝配性能的關(guān)鍵裝配環(huán)節(jié)和工藝參數(shù)，并突破多學(xué)科參數(shù)耦合裝調(diào)的相關(guān)理論和技術(shù)，量化各種工藝參數(shù)，真正實(shí)現(xiàn)可控、可測(cè)、可視的產(chǎn)品裝配。裝配工藝裝備先進(jìn)的裝配工藝裝備是產(chǎn)品高精度、高效率、高全都性和高牢靠裝配的重要保障工具。隨著產(chǎn)品構(gòu)造越來(lái)越簡(jiǎn)單，裝配性能要求越來(lái)越高，以及高技能裝配操作工人日益缺乏的形式下， 先進(jìn)的裝配工藝裝備研發(fā)及應(yīng)用越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)注。裝配工藝裝備的爭(zhēng)論體系框架如圖 4所示，相關(guān)爭(zhēng)論主要涉及三個(gè)方面：1〕原理、技術(shù)的裝配工藝裝備；2〕數(shù)字化、智能化的裝配工藝裝備；3〕柔性化、集成化的裝配工藝裝備系統(tǒng)。研制型裝配工藝裝備，實(shí)現(xiàn)從手工裝配向自動(dòng)扮裝配的轉(zhuǎn)變，是實(shí)現(xiàn)裝配工藝裝備數(shù)字化、智能化的根底；研發(fā)數(shù)字化、智能化的裝配工藝裝備，實(shí)現(xiàn)從自動(dòng)扮裝配向智能扮裝配的躍升，對(duì)于提升裝配效率、裝配質(zhì)量及牢靠性等具有重要意義；而實(shí)現(xiàn)裝配工藝裝備的結(jié)構(gòu)/功能柔性化，并與物料輸送系統(tǒng)、信息掌握系統(tǒng)有機(jī)集成，是適應(yīng)簡(jiǎn)單產(chǎn)品現(xiàn)代裝配要求的重要保證。裝配工藝裝備設(shè)計(jì)制造原理/技術(shù)，是面對(duì)材料/工藝/構(gòu)造產(chǎn)品的裝配要求，主要爭(zhēng)論裝配工藝裝備的型運(yùn)動(dòng)方案、構(gòu)造方案、驅(qū)動(dòng)與傳動(dòng)方案、定位/裝夾方案等，突破裝配工藝裝備構(gòu)造及性能優(yōu)化設(shè)計(jì)、裝配工藝及性能準(zhǔn)確掌握等關(guān)鍵技術(shù)，研制滿足先進(jìn)裝配工藝要求的裝配工藝裝備。例如面對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)全都性裝配要求的擰緊參數(shù)準(zhǔn)確掌握技術(shù)、雙軸/多軸同步掌握技術(shù)，研制長(zhǎng)軸小孔徑自動(dòng)擰緊系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子自動(dòng)調(diào)姿/對(duì)接/擰緊系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子堆疊優(yōu)扮裝配系統(tǒng)等。數(shù)字化、智能扮裝配工藝裝備，主要爭(zhēng)論裝配工藝實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集 /傳輸技術(shù)，融合數(shù)據(jù)分析的多驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)協(xié)同掌握、誤差補(bǔ)償?shù)汝P(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合產(chǎn)品裝配需求，構(gòu)建“測(cè)量-工藝再設(shè)計(jì)-工藝掌握一體化”的數(shù)字化、智能扮裝配工藝裝備系統(tǒng)；爭(zhēng)論裝配工藝增加現(xiàn)實(shí)技術(shù)，突破虛擬物體和真實(shí)場(chǎng)景融合、基于機(jī)器視覺(jué)的人機(jī)交互等關(guān)鍵技術(shù)，研制人機(jī)交互的裝配工藝系統(tǒng)。柔性化、集成扮裝配工藝裝備系統(tǒng)，主要爭(zhēng)論可移動(dòng)、可重組、可重用的裝配工藝裝備〔如可移動(dòng)、可重組、可重用的飛機(jī)裝配數(shù)控定位器等〕，突破裝備工藝裝備動(dòng)態(tài)成組及同步掌握技術(shù)，研制柔性自動(dòng)裝配工裝等；開(kāi)展柔性裝配線布局及方案設(shè)計(jì)，突破柔性扮裝配線負(fù)荷平衡、裝配工藝優(yōu)化、物流優(yōu)化、裝配工藝過(guò)程集成掌握等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建柔性裝配工藝系統(tǒng)集成應(yīng)用技術(shù)體系。裝配測(cè)量與檢測(cè)測(cè)量指將被測(cè)量與具有計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量在數(shù)值上進(jìn)展比較，從而確定二者比值的試驗(yàn)生疏過(guò)程；檢測(cè)是指利用相關(guān)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展檢查、試驗(yàn)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)展快速、準(zhǔn)確的推斷。測(cè)量與檢測(cè)是對(duì)產(chǎn)品裝配中的質(zhì)量進(jìn)展快速診斷、分析和定位的過(guò)程，是確保產(chǎn)品質(zhì)量的直接保障，將來(lái)裝配測(cè)量及檢測(cè)技術(shù)將通過(guò)與數(shù)字化技術(shù)、智能掌握技術(shù)等親熱融合，在產(chǎn)品裝配過(guò)程中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。裝配測(cè)量與檢測(cè)技術(shù)爭(zhēng)論框架如圖 5所示，相關(guān)爭(zhēng)論內(nèi)容主要涉及三方面：1〕型裝配測(cè)量與檢測(cè)原理、技術(shù)與設(shè)備； 2〕多源融合的裝配幾何量、物理量檢測(cè)方法及系統(tǒng)； 3〕面對(duì)智能裝配的信息采集與數(shù)據(jù)分析技術(shù)。型裝配測(cè)量與檢測(cè)原理、技術(shù)與設(shè)備，主要爭(zhēng)論用于零件形貌、外形/位置誤差、位移場(chǎng)及裝配精度等測(cè)試的幾何光學(xué)測(cè)試原理，用于協(xié)作狀態(tài)、配合間隙、連接剛度等的接觸/非接觸測(cè)試原理等，研制用于位姿特征、裝配工/力參數(shù)及裝配質(zhì)量測(cè)試的型傳感器及測(cè)試系統(tǒng)〔如型微/納傳感器、空間幾何誤差測(cè)量裝置，基于超聲導(dǎo)波/超聲相控陣的結(jié)合面接觸特性檢測(cè)系統(tǒng)〕等。多源融合的裝配幾何量、物理量檢測(cè)方法及系統(tǒng)，針對(duì)簡(jiǎn)單產(chǎn)品裝配過(guò)程中涉及幾何/物理量多且相互關(guān)聯(lián)，而獵取的檢測(cè)量相互孤立的問(wèn)題，爭(zhēng)論多源檢測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析方法，突破多參量冗余測(cè)量、多源傳感優(yōu)化布置等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建航空航天裝備、周密儀器儀表等典型產(chǎn)品裝配多幾何量、物理量的高效檢測(cè)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)多學(xué)科參量耦合裝調(diào)、多物理性能綜合掌握奠定根底。面對(duì)智能裝配的信息采集與數(shù)據(jù)分析技術(shù)，主要爭(zhēng)論用于裝配幾何/物理量測(cè)試的智能檢測(cè)設(shè)備和系統(tǒng)〔如智能螺栓、自定心裝配精度測(cè)試平臺(tái)等〕，結(jié)合典型產(chǎn)品裝配需求構(gòu)建面對(duì)智能裝配的信息綜合采集系統(tǒng)， 突破檢測(cè)數(shù)據(jù)高效傳輸及處理技術(shù)、基于人工智能手段的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析方法等，為實(shí)現(xiàn)智能扮裝配供給測(cè)量與檢測(cè)數(shù)據(jù)保證。裝配車間治理裝配車間治理是指對(duì)裝配車間所從事的各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)進(jìn)展打算、 組織、指揮、協(xié)調(diào)和掌握的一系列治理工作。裝配車間治理主要包括生產(chǎn)調(diào)度治理、物料治理、質(zhì)量治理和人員治理等方面，如圖 6所示為裝配車間治理功能構(gòu)造圖。裝配車間治理的關(guān)鍵技術(shù)主要包括生產(chǎn)調(diào)度、裝配數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與分析、物料精準(zhǔn)配送和路徑規(guī)劃、裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)治理等。生產(chǎn)調(diào)度：面對(duì)裝配的生產(chǎn)調(diào)度是指在肯定的約束條件下，把有限的資源在時(shí)間上安排給假設(shè)干個(gè)任務(wù)， 以滿足或優(yōu)化一個(gè)或多共性能指標(biāo)的過(guò)程。車間生產(chǎn)調(diào)度分為靜態(tài)車間調(diào)度和動(dòng)態(tài)車間調(diào)度。 靜態(tài)車間調(diào)度是指全部的制造資源在開(kāi)頭調(diào)度時(shí)刻都已經(jīng)預(yù)備就緒，不考慮裝配過(guò)程中消滅的意外狀況，如交貨期提前、臨時(shí)任務(wù)的插入、儀器設(shè)備消滅故障等。動(dòng)態(tài)車間調(diào)度則要求考慮產(chǎn)品在裝配過(guò)程中消滅的各種意外狀況。 這種方式要求調(diào)度能夠隨時(shí)響應(yīng)車間實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境的變化，以確保在任何時(shí)候都能保持車間的性能指標(biāo)處于最優(yōu)或次優(yōu)狀態(tài)。動(dòng)態(tài)車間調(diào)度更符合離散裝配車間的實(shí)際生產(chǎn)狀況和特點(diǎn)〔動(dòng)態(tài)性強(qiáng)、不確定性因素和隨機(jī)因素較多、變化快〕。裝配數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集與分析：在裝配過(guò)程中，信息系統(tǒng)與裝配現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)數(shù)據(jù)之間缺乏有效的同步機(jī)制和手段，造成信息傳遞的時(shí)效性差，裝配現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)不透亮等問(wèn)題，使得裝配單元和裝配過(guò)程的監(jiān)控難以滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求，因此有必要承受肯定的手段來(lái)保證現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集方法分為三種類型：1〕通過(guò)人工手動(dòng)采集輸入；2〕從生產(chǎn)或者測(cè)試設(shè)備直接獵取數(shù)據(jù)；3〕通過(guò)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)如條形碼、RFID等進(jìn)展數(shù)據(jù)采集。另外，如何對(duì)已采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)、分析與推測(cè)是實(shí)現(xiàn)裝配車間數(shù)字化和智能化治理的關(guān)鍵，包括基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的裝配生產(chǎn)線運(yùn)行狀態(tài)分析與推測(cè)、生產(chǎn)進(jìn)度的運(yùn)行狀態(tài)分析與監(jiān)控、設(shè)備故障診斷與推測(cè)、物料跟蹤與治理等。物料精準(zhǔn)配送：目前，離散裝配車間生產(chǎn)的隨便性仍舊較大，物料需求缺少預(yù)見(jiàn)性。物料部門通常只能依據(jù)最大需求量備料，不僅使得線邊空間越來(lái)越小，物料積存現(xiàn)象嚴(yán)峻，而且不行避開(kāi)地會(huì)存在缺料的狀況。物料配送和路徑規(guī)劃是指在生產(chǎn)打算的指導(dǎo)下，依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)狀況，在滿足物料、時(shí)間、運(yùn)輸力量等約束條件下，為每個(gè)裝配工位配送相應(yīng)的物料并確定運(yùn)輸設(shè)備及其移動(dòng)路徑、運(yùn)輸時(shí)間和速度等，確保物料按時(shí)、按量到達(dá)指定工位。裝配質(zhì)量數(shù)據(jù)治理與智能決策：裝配過(guò)程常常會(huì)發(fā)生各種質(zhì)量問(wèn)題，因此需要實(shí)時(shí)、完整和準(zhǔn)確地收集和整理產(chǎn)品海量的質(zhì)量數(shù)據(jù)，在此根底上對(duì)質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)展構(gòu)造化治理和分析推測(cè)， 一方面深入分析產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生的緣由，得到影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素；另一方面對(duì)車間生產(chǎn)過(guò)程中將來(lái)發(fā)生的質(zhì)量大事作肯定的推測(cè)，從而實(shí)行科學(xué)的掌握機(jī)制和決策，使車間性能向優(yōu)化方向進(jìn)展，削減甚至避開(kāi)質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。將來(lái)產(chǎn)品裝配技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)目前我國(guó)產(chǎn)品生產(chǎn)中的裝配治理落后和自動(dòng)化水平低下的現(xiàn)象比較嚴(yán)峻，只是局部汽車、電子等工業(yè)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)扮裝配，在航空、航天、兵器、船舶、數(shù)控機(jī)床、工程機(jī)械等行業(yè)的大局部產(chǎn)品都是以閱歷指導(dǎo)的手工裝配操作為主完成，裝配工藝參數(shù)主要憑借閱歷和感覺(jué)調(diào)整，裝調(diào)水平主要取決于工人的閱歷和技能，導(dǎo)致產(chǎn)品裝配質(zhì)量全都性差。隨著我國(guó)制造業(yè)向智能制造等高端制造的轉(zhuǎn)型升級(jí)，產(chǎn)品的裝配技術(shù)也需要逐步實(shí)現(xiàn)從手工 /閱歷裝配向自動(dòng)化/智能扮裝配方向的轉(zhuǎn)變，將來(lái)產(chǎn)品裝配技術(shù)的進(jìn)展趨勢(shì)主要是集成化、周密化、微/納化和智能化等。集成化 裝配作為系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，最終所表現(xiàn)的裝配性能受到設(shè)計(jì)、材料特性、機(jī)械加工、裝配工藝、檢測(cè)技術(shù)等多方面的綜合影響，具有機(jī)械、材料、信息、儀器等多學(xué)科穿插的系統(tǒng)集成特征。雖然裝配具有系統(tǒng)集成特性，但傳統(tǒng)的產(chǎn)品裝配時(shí)，主要通過(guò)幾何精度掌握來(lái)進(jìn)展產(chǎn)品性能的掌握，這種傳統(tǒng)的方式存在很多缺乏。尤其對(duì)很多光產(chǎn)品而言，其幾何精度掌握與性能掌握常常缺乏全都性，滿足制造精度要求的產(chǎn)品不肯定滿足性能指標(biāo)，也就是說(shuō)，簡(jiǎn)潔地提高裝配的幾何精度并不能到達(dá)提高產(chǎn)品性能的目的。以某型高精度加速度計(jì)為例，其工作時(shí)的物理場(chǎng)包括力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁