湖北省包裝裝備工程技術研究中心，作為獨立自主研發、自主經營、獨立核算的工程技術研究與開發實體，以湖北工業大學、京山輕機集團等高校、院所、企業為依託單位，建成“研、學、產、科、工、貿”相結合的聯合體。共有研發人員78人，其中高級職稱人員49人，博士43人，根據工程中心研究開發方向，現已打造形成包裝裝備前沿基礎理論研究、雷射印刷技術、包裝裝備自動化控制、包裝產品及裝備線上無損檢測、包裝裝備製造企業信息化技術5個穩定的科研團隊。
基本介紹
- 中文名：湖北省包裝裝備工程技術研究中心
- 主管部門：湖北工業大學
研究方向,發展歷史,科研條件,科研成就,人才培養,機構領導,
研究方向
1、包裝裝備設計
以虛擬設計、數位化設計、協同設計等為手段，研究包裝裝備領域關鍵基礎理論，運用協同設計理念，以研究開發具有較低的資源消耗、良好的拆裝性能和回收性的綠色包裝機械為目標，研究包裝裝備設計領域的關鍵技術問題。
主要進行以下研究：（1）研究高速包裝機械的動力學設計理論和方法：採用ADAMS進行高速工況下機構的動態精度和振動分析，實現高速瓦楞輥嚙合與瓦楞成型仿真設計，完成高速瓦楞紙板生產線降噪方法研究；（2）包裝工藝最佳化設計: 運用虛擬現實技術、有限元分析、最佳化設計方法對包裝過程進行分析、仿真，確定最佳工藝過程和參數，最佳化包裝工藝過程便於機械實現自動包裝；主要針對複合包裝袋的成型、套裝、充填、灌裝和封口等典型工藝過程進行最佳化設計。（3）包裝機械的結構可重構設計：包裝產品已趨向精緻化及多元化，多元化、彈性化且具有多種切換功能的包裝機械才能適應市場需求。運用協同設計方法，對一定範圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎上，劃分並設計出一系列包裝機械結構功能模組，通過模組的選擇和組合，構成多功能包裝機械，從而縮短包裝裝備的開發周期，降低設備成本；（4）機器人技術研究。針對包裝裝備及包裝產品生產線對機器人技術的需求，研究機器人關鍵機械結構設計與最佳化，機器人路徑規劃及多Agent軌跡最佳化與調度算法。
2、雷射印刷技術
雷射印刷技術是一項國際領先的CTP（電腦直接製版）技術，該技術為印刷行業面臨的節能環保難題提供了一個切實可行的解決方案，被稱之為“能夠顛覆印刷行業的革命性技術”，其創新性是：（1）印版表面沒有塗層，印刷版不需要複雜的化學材料預處理，綠色無污染；（2）印刷版可以重複使用多次，具有節能減排和可持續性發展意義；（3）印版的生產和使用過程大幅簡化。由於簡化了工序和減少了原材料，使用成本很低。該技術可以大幅降低鋁的使用量，完全不需要顯影的工序，是一項綠色環保、具有成本優勢的新技術。
擬解決的關鍵科學問題有：（1）鋁版曝光前初始疏水狀態形成機理研究。由於鋁版在完成陽極氧化處理後，表面浸潤性為親水狀態，通常的印版製造過程中，會立刻在鋁版上塗布一層有機塗層，這樣鋁版的親水狀態會保持不變。有必要對環境因素的影響開展研究。通過改變溫度、濕度和氧氣含量等環境參數，能夠揭示浸潤性變化的根本原理，從而實現對鋁版表面浸潤性的控制；（2）超快雷射改變鋁版浸潤性的原理研究。由於超快雷射脈衝與鋁版表面發生作用時，會在瞬間產生較強的電磁場和電漿，周圍環境物質也可能會參與反應，從而影響表面浸潤性。另外，超快雷射加工會改變鋁版表面的粗糙度，因此也可能影響浸潤性；（3）對鋁版浸潤性的對比度開展研究，以提高印版的耐印力和印刷質量。
3、包裝裝備控制技術
充分利用現代信息技術、嵌入式系統、智慧型控制技術、機電一體化技術、機器人技術、數控技術，以先進的自動控制技術或手段如數字伺服系統、電子齒輪來最佳化傳統的機械結構，以先進的人工智慧來取代對操作工作經驗技能的依賴，提高現有包裝裝備的自動化水平，降低包裝裝備的對操作人員數量及技能的要求，提高生產效率。
擬解決的關鍵問題有：（1）高精度的運動控制技術研究。針對特定機械結構，研究最快最平穩時間軌跡的方法，主要研究機械結構固有頻率、執行機械回響時間、伺服系統通頻寬度等因素之間的耦合影響；（2）包裝產品線上檢測與質量控制。運用光電檢測、機器視覺、超聲檢測、電磁渦流檢測以及超聲成像技術檢測包裝產品的聲學、力學、微觀組織及相關力學性能、實現包裝產品線上無損、自動檢測；（3）研究包裝裝備故障診斷技術，主要研究不確定性信息處理理論與方法及多感測器信息融合理論；藉助專家系統、人工神經網路、模糊診斷、粗糙集理論、信息融合等診斷技術，研究設備故障產生的機理及有效的自診斷方法，研究提高實時故障診斷的可靠性措施。
4、包裝產品製造信息化
面向包裝行業，針對包裝產品生產線上產品量大、種類多的生產流程，研究多品種多批量情況下，包裝產品多定單生產過程中的生產計畫與車間調度問題。
擬解決的關鍵問題有：（1）運用並行工程思想，對多個定單的生產過程進行計畫和控制，對交貨期和提前期進行MRP計算，對生產成本進行控制，同時研究包裝物料的庫存控制策略以及採購計畫；（2）對包裝產品生產中的在制品、半成品和成品進行現場統計和追蹤，提高多品種小批量情況下包裝產品的生產效率；（3）開發包裝產品生產管理信息系統，實現包裝產品生產過程的最佳化調度,提高包裝企業的信息化管理水平。
發展歷史
湖北省包裝裝備工程技術研究中心面向輕工領域的包裝行業，開展包裝裝備領域的共性關鍵理論與技術研究，重點研究包裝機械綠色設計製造、雷射印刷技術、包裝裝備自動化和智慧型化的關鍵技術，以包裝裝備為特色，打造包裝裝備領域的高水平科研團隊及設備研發、人才培養基地。
科研條件
成立學術委員會、PI項目團隊和中心辦公室、成果轉化部等中心辦公室。本研究中心的主要成員由湖北工業大學機械工程學院、湖北工業大學機電研究設計院、湖北工業大學京山機械研究院（獨立法人）、國內輕工裝備先進企業京山輕機、湖北人天包裝等企事業單位的從事包裝裝備設計、製造、控制、檢測等相關領域的專家組成，形成跨專業、多學科聯合攻關的科研人才隊伍。團隊成員多次承擔國家和湖北省重點科技攻關項目，特別是包裝背景工程科技攻關項目，取得了多項科研成果，具有較厚的包裝裝備研究與開發實力。
科研成就
承擔和完成國家自然科學基金面上項目、國家科技支撐計畫項目等在內的各類國家級項目16項，省部級科研項目30餘項，承擔宜昌長機科技有限公司、武漢精華減速機製造有限公司等委託的重大科技攻關項目各1項，承擔和完成省部級科研項目16項，200餘項橫向合作項目，發表三大檢索論文70餘篇。
湖北省包裝裝備工程技術研究中心牽頭項目“在役油氣管道缺陷電磁檢測與監測技術發明及套用”和合作項目“高精高效齒輪加工裝備設計製造技術及套用”分獲2018年湖北省技術發明一、二等獎，中心牽頭項目“高效全自動複合袋成型裝備關鍵技術及其套用”獲得2017年湖北省科技進步二等獎 “中小功率固體雷射切割機關鍵技術及套用” 獲得2016年湖北省科技進步二等獎， “乘用車混流裝配線零部件精準配送系統”和合作項目“內齒輪高效加工關鍵技術及裝備”分別獲得了2016中國機械工業科學技術獎二等獎和三等獎，合作項目“內齒輪高效加工關鍵技術及裝備”還獲得了2016年湖北省科技進步二等獎，中心牽頭項目“聚氨酯發泡成型裝備關鍵技術及套用”和“重型高速數控落地銑鏜床”分別獲得2015年湖北省科技進步二等獎，“衝擊發生器充電電阻拉簧式隔離開關”獲得第十九屆中國專利二等獎。中心的一系列科研成果如“中小功率固體雷射切割機關鍵技術及套用”、“乘用車柔性裝配線物料智慧型配送關鍵技術及裝備”和 “內齒輪高效加工關鍵技術及裝備”等被省級科技鑑定為國際先進。
- 社會服務
湖北省包裝裝備工程技術研究中心依託湖北工業大學成立了湖北省機電工程學會（一級學會）組織。在各學術委員會活動中，趙大興教授任湖北省機電工程學會理事長、機械工程學會教育工作委員會副理事長兼秘書長，錢應平教授任副秘書長，龔發雲教授任機械工程學會機械設計與傳動分會副理事長，張道德任湖北省金工學院副主任委員（副理事長），有多名中心成員任各級學會常務理事、理事。擴大了“中心”在學術界的影響力。
以引導學術發展、推進科學普及為己任，承辦了全國和地區性的12場高端學術論壇，舉辦以院士、長江學者等為主講人的前沿學術講座53場。
中與京山輕機、宜昌長機、湖北人天包裝等企業開展產學研深度合作，在新產品開發、人才培養、技術服務等領域全面合作，並取得豐碩成果。與宜昌長機、武漢興橋高分子材料科技有限公司等公司合作研發的成果近五年來累計獲湖北省科技進步果二等獎6項；宜昌長機科技公司為國家級大學生校外實踐教學基地，也是我校大學生校外實踐教學基地，並接待我校機械設計製造及其自動化專業工程師班學生企業實踐。
人才培養
湖北工業大學機械工程學院在包裝裝備設計、雷射印刷及雷射加工技術、汽車零部件製造裝備、機電產品智慧型控制與檢測等領域形成了研究特色，現建有現代製造湖北省重點實驗室、中英超快雷射技術實驗室、湖北省汽車結構振動與噪聲控制工程技術研究中心、武漢市精密模具工程研究中心、湖北省機電工程訓練中心、湖北省機械基礎實驗教學示範中心、湖北省檢測技術教學示範中心等科研教學平台。擁有機械工程、儀器科學與技術兩個一級學科碩士學位授予權，“儀器科學與技術”一級學科是湖北省首批重點建設學科，2008年被列為湖北省優勢學科，“機械設計及理論”為湖北省重點學科。現有首批人事部新世紀百千萬人才工程國家級人選1人，教育部新世紀人才支持計畫獲得者1人，享受國務院特殊津貼和湖北省有突出貢獻的中青年專家、政府津貼人員12人。現有教授30名，副教授35名，專任教師及科研人員總計105人。在校本科生近2960人、碩士研究生200餘人。
機構領導
實行董事會領導下的現代企業經營管理體制，研究中心主任負責全面工作，下設1位專職副主任負責科研工作和日常管理工作，設1名專職辦公室主任協助做好“中心”的日常管理工作。
