一、课题来源与背景： 本项目在国家自然基金和广东省科技专项的支持下，针对粤东地区轻工装备制造业存在的“产品种类规格单一，多样化个性化需求响应速度慢，产品性能品质低，生产自动化、智能化程度低”的产业共性问题开展了先进设计理论技术研究，提出了面向多样化、个性化需求的开放式可适应结构产品设计方法与技术，实现了不同类型需求与产品结构要素的准确匹配，有效提高了装备与产线对不同需求的适应性能力。提出了赋予产品高抗干扰性的性能-配置-参数集成设计技术，从功能精确度与性能稳定性的角度有效保障可适应结构单元的性能品质。通过生产单元重构与设计集成，研发了可重构柔性化智能化产线，大幅提高了生产效率，同时提高了产线对不同生产需求的可适应能力，取得较好的经济和社会效益。

    二、技术原理及性能指标： 通过代表性轻工装备的开放式可适应设计与优化，研发了面向光学膜行业的高精密PET基材成型装备、多层共挤智能高阻隔薄膜吹塑成套装备、全自动高速高精度补片袋制袋智能设备、智能型单封边平底自立袋成型机、五轴五联动木工铣磨复合加工数控机床、轻质型材高精度复合数控加工中心等多台套轻工装备，设备整体技术指标得到了客观的提升。具体技术指标如下所示。 1、面向光学膜行业的高精密PET基材成型装备主要技术参数： （1）最大拉伸宽度：6200mm （2）薄膜厚度：0.025～0.2mm （3）最大产量/年：22000t （4）主挤出机最大挤出量：3200kg/h （5）副挤出机最大挤出量：350～500kg/h （6）线速度：50～350m/min （7）MOD拉伸率：1:1～1:3.5 （8）TDO拉伸率：1:3.5～1:4.5 2、多层共挤智能高阻隔薄膜吹塑成套装备主要技术参数 （1）薄膜最大折径：1400mm （2）薄膜厚度：0.02～0.2mm （3）宽度偏差：±3mm （4）厚度偏差：±3%（厚度0.12mm） 3、全自动高速高精度补片袋制袋智能设备主要技术参数 （1）封切宽度：850～1000mm （2）制袋速度：30m/min （3）薄膜厚度：0.02～0.25mm （4）检测精度≥0.15mm² 4、智能型单封边平底自立袋成型机主要技术参数 （1）折袋最快速度：20p/min （2）袋子成型后最大长度：300mm （3）工位数：6 （4）设备稼动率>97% （5）成品率：99.5% 5、五轴五联动木工铣磨复合加工数控机床主要技术参数 （1）主轴转速：9000r/min （2）主轴功率：7.5×4kW （3）X轴最大速度：70m/min （4）重复定位精度：±0.05mm （5）机床Z轴进给速度：4m/min （6）最大加工长度：1500mm （7）最大加工宽度：360mm （8）最大加工厚度：200mm 6、轻质型材高精度复合数控加工中心主要技术参数 （1）主轴转速：24000r/min （2）主轴功率：7.5kW （3）X轴速度：80m/min （4）Y/Z轴速度：30m/min （5）最大加工长度：6000mm （6）最大加工宽度：500mm （7）最大加工高度：300mm 7、塑料片材通用模头的精密制造技术指标 （1）适应物料种数：6 （2）制品厚度调节范围：0.1mm～5.0mm （3）制品宽度调节范围：600mm～1100mm （4）制品厚度偏差≤±5% （5）模头加工精度：0.01mm （6）模头硬度：HRC60 8、全自动纸张高速复合系统的主要技术参数 （1）复合速度：12000pcs/h （2）裱合精度：±1.5 mm （3）适用最大幅面：1650mm×1450mm （4）设备稼动率：98%

    三、技术的创造性与先进性： 1、开放式架构产品可适应设计方法 研究了产品特征与市场偏好之间的内在关联和影响，构建了用户域、功能域和物理域的映射关系，提出了基于特征偏好预测分布的产品特征与零部件聚类分析方法，设计了产品零部件模块划分基本判断准则，实现了开放式架构产品模块化单元配置。设计了基于产品接口传播的不同模块/平台交互影响模型，建立了可表征接口连接件、零部件及其装配关系的开放式接口模型，创建了面向接口功能、结构、制造、操作层面的接口适应性评估模型及其量化评价方法，提出了接口可适应性的敏感性分析方法，实现不同类型模块的柔性可靠连接，提升了产品结构的可适应性，可满足客户多样化、个性化的应用需求。 2、可适应结构单元性能优化设计方法 面向典型装备提出了考虑制造单元性能波动的稳健可适应设计建模方法，构建了装备性能与不同参数间的适应性变化数学关系，深层次揭示参数不确定性对可适应结构单元性能的影响机理；研究了融合有限元分析与人工神经网络的可适应结构单元接口刚度性能分析与优化方法，提升了开放式架构产品可适应结构单元模块的连接质量，实现了装备性能稳定性与功能精确度的结构集成优化；基于可适应设计方法，开发出具有开放式架构、可适应接口功能的可适应结构单元（包括塑料片材高精密模头、纸袋折叠机套袋结构、复合角度旋摆锯切机械结构、涂布装置等），通过对功能零部件快速更换和参数优化，满足不同规格产品的柔性高效生产需求，在典型行业企业推广应用。

    四、应用情况： 项目在“塑料成型挤出模头”、“涂布辊组系统”、“全自动高速高精度补片袋制袋智能设备”、“智能型制袋包装机”、“高速高精度数控五轴联动木工铣磨复合加工机床”等多台套设备与产线上进行应用示范与推广，带动了粤东地区轻工机械制造业核心理论及共性技术的研究，为广东省轻工装备制造行业的自主创新和产业升级提供了基础研究层面的支撑。