[发明专利]一种基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统

说明书

本发明公开了一种基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统，其特征在于，包括：数据采集模块、边缘计算节点ECN模块、微服务管理平台和多源数据集成分析模块。本发明基于边缘计算技术，在智能装备附近提供了边缘计算节点，能够就近处理数据；并建设了微服务管理平台，能够实现制造资源动态重组，快速响应边缘计算单元内外的实时数据分析、决策；提出了多源数据集成分析系统，能够结合业务实情，实现业务数据建模，及时调整加工工艺参数、有效控制加工件变形量，进一步提高航天薄壁件旋压加工质量。

技术领域

本发明涉及一种基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统，属于制造技术质量管理领域。

背景技术

航天薄壁件是某固体火箭的燃烧室壳体，它是一种大尺寸、薄壁高强铝合金结构，具有大长径比、壁厚薄、刚性差、硬度高等典型特征，是直接影响航天产品安全性和可靠性的关键部件。它作为一种金属旋压成型产品，其最终质量受原材料、工装设计、加工设备等众多生产要素影响，如果工装设计或者工艺参数匹配不合理，将会导致产品出现缺陷，造成人力和物力资源的浪费。边缘计算是在靠近物或数据源头的网络边缘侧，融合网络、计算、存储、应用核心能力的分布式开放平台，能就近提供边缘智能服务，满足行业数字化在敏捷联接、实时业务、数据优化、应用智能、安全与隐私保护等方面的关键需求。目前航天薄壁件旋压加工过程为开环控制，边缘层装备停留在自动化层面，大量加工过程数据未得到充分集成与应用，影响加工工艺的优化迭代，加工质量难以进一步提高。运用边缘计算技术，基于实时数据采集，通过边缘侧的快速计算分析，将及时调整加工工艺参数、有效控制加工件变形量，提高旋压件的一次交付合格率。因此，为了进一步提高航天薄壁件旋压加工质量，发明基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统意义重大。

经对现有技术的文献检索发现，Xia等人在《Characterizing DNN models foredge-cloud computing》一文中提出了一种面向云和边缘装置协同的深度神经网络模型部署策略，以实现计算性能和能量消耗之间的平衡。Huang等人在《Collaborative resourceallocation over a hybrid cloud center and edge server network》一文中提出了一种混合云计算中心和边缘服务器的网络架构，实现云计算资源和边缘计算资源的协同分配。Mudassar等人在《Edgecloud collaborative processing for intelligent Internetof things:A case study on smart surveillance》一文中提出了一种协同处理框架来指导有限带宽条件下资源受限传感器的数据采集和传递，以改善目标识别性能和感知质量。将边缘计算应用于生产制造过程，将有利于实现工厂智能化转型，使工业现场设备可以实现快速接入，工业数据在边缘端即可完成计算处理，减小业务端到端时延，消除工业现场的信息孤岛。

发明内容

本发明的目的是：提供一种基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统，能够基于实时数据采集，通过边缘侧的快速计算分析，及时调整加工工艺参数、有效控制加工件变形量，提高旋压件的一次交付合格率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种基于边缘计算的航天薄壁件旋压加工质量管理系统，其特征在于：包括数据采集模块、边缘计算节点ECN模块、微服务管理平台和多源数据集成分析模块：

所述数据采集模块通过数字化检测设备采集旋压毛坯件和加工件的金属理化及探伤数据、几何尺寸数据，基于OPCUA标准采集旋压加工检测设备的运行参数数据及加工工艺参数数据，并将采集的数据传输至边缘计算节点ECN模块；

所述边缘计算节点ECN模块从不同角度对旋压毛坯件和加工件以及加工检测设备进行监控、探测及感知，得到旋压毛坯件和加工件的各部分参数以及加工检测设备的运行状态；