[發明專利]一種基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統

在審

• 申請號: 202210281742.0
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114862096A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 鮑勁松;許開州;胡富琴;鄭小虎;楊鋒;沈慧
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F9/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

本發明公開了一種基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統，其特征在于，包括：數據采集模塊、邊緣計算節點ECN模塊、微服務管理平臺和多源數據集成分析模塊。本發明基于邊緣計算技術，在智能裝備附近提供了邊緣計算節點，能夠就近處理數據；并建設了微服務管理平臺，能夠實現制造資源動態重組，快速響應邊緣計算單元內外的實時數據分析、決策；提出了多源數據集成分析系統，能夠結合業務實情，實現業務數據建模，及時調整加工工藝參數、有效控制加工件變形量，進一步提高航天薄壁件旋壓加工質量。

技術領域

本發明涉及一種基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統，屬于制造技術質量管理領域。

背景技術

航天薄壁件是某固體火箭的燃燒室殼體，它是一種大尺寸、薄壁高強鋁合金結構，具有大長徑比、壁厚薄、剛性差、硬度高等典型特征，是直接影響航天產品安全性和可靠性的關鍵部件。它作為一種金屬旋壓成型產品，其最終質量受原材料、工裝設計、加工設備等眾多生產要素影響，如果工裝設計或者工藝參數匹配不合理，將會導致產品出現缺陷，造成人力和物力資源的浪費。邊緣計算是在靠近物或數據源頭的網絡邊緣側，融合網絡、計算、存儲、應用核心能力的分布式開放平臺，能就近提供邊緣智能服務，滿足行業數字化在敏捷聯接、實時業務、數據優化、應用智能、安全與隱私保護等方面的關鍵需求。目前航天薄壁件旋壓加工過程為開環控制，邊緣層裝備停留在自動化層面，大量加工過程數據未得到充分集成與應用，影響加工工藝的優化迭代，加工質量難以進一步提高。運用邊緣計算技術，基于實時數據采集，通過邊緣側的快速計算分析，將及時調整加工工藝參數、有效控制加工件變形量，提高旋壓件的一次交付合格率。因此，為了進一步提高航天薄壁件旋壓加工質量，發明基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統意義重大。

經對現有技術的文獻檢索發現，Xia等人在《Characterizing DNN models foredge-cloud computing》一文中提出了一種面向云和邊緣裝置協同的深度神經網絡模型部署策略，以實現計算性能和能量消耗之間的平衡。Huang等人在《Collaborative resourceallocation over a hybrid cloud center and edge server network》一文中提出了一種混合云計算中心和邊緣服務器的網絡架構，實現云計算資源和邊緣計算資源的協同分配。Mudassar等人在《Edgecloud collaborative processing for intelligent Internetof things:A case study on smart surveillance》一文中提出了一種協同處理框架來指導有限帶寬條件下資源受限傳感器的數據采集和傳遞，以改善目標識別性能和感知質量。將邊緣計算應用于生產制造過程，將有利于實現工廠智能化轉型，使工業現場設備可以實現快速接入，工業數據在邊緣端即可完成計算處理，減小業務端到端時延，消除工業現場的信息孤島。

發明內容

本發明的目的是：提供一種基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統，能夠基于實時數據采集，通過邊緣側的快速計算分析，及時調整加工工藝參數、有效控制加工件變形量，提高旋壓件的一次交付合格率。

為了達到上述目的，本發明的技術方案是提供了一種基于邊緣計算的航天薄壁件旋壓加工質量管理系統，其特征在于：包括數據采集模塊、邊緣計算節點ECN模塊、微服務管理平臺和多源數據集成分析模塊：

所述數據采集模塊通過數字化檢測設備采集旋壓毛坯件和加工件的金屬理化及探傷數據、幾何尺寸數據，基于OPCUA標準采集旋壓加工檢測設備的運行參數數據及加工工藝參數數據，并將采集的數據傳輸至邊緣計算節點ECN模塊；

所述邊緣計算節點ECN模塊從不同角度對旋壓毛坯件和加工件以及加工檢測設備進行監控、探測及感知，得到旋壓毛坯件和加工件的各部分參數以及加工檢測設備的運行狀態；