· [1] 基于人工智能/虚拟现实的航空管路系统孪生智能敷设与布局优化
1.基于人工智能的航空发动机外部管路系统设计方法研究
随着制造业向智能化、柔性化方向快速发展，传统智能优化算法在航发管路布局中暴露出一系列突出问题：对机匣周向复杂空间环境的适应能力不足，管路工艺性调整幅度受限，面对多变的制造与装配约束时灵活应变能力欠缺。近年来，人工智能技术的突破性进展为管路智能设计开辟了新路径。引入深度强化学习方法，构建管路敷设的智能决策模型，使智能体在仿真环境中持续交互训练，逐步习得人工专家的敷设经验与设计逻辑，真正实现从“数据驱动”到“策略驱动”的智能化外部系统设计。以神经网络为载体，训练所得策略模型相较于传统优化算法具备更强的泛化能力与场景可拓展性——面对不同机匣构型、不同管径规格、不同工况边界时，无需重新建模寻优，即可快速输出满足工程可行性的布局方案，实现从“算法离线寻优”到“模型在线决策”的设计模式跃升，为航发外部管路的智能化、柔性化设计提供全新路径。
2.基于虚拟现实的航空发动机外部管路系统设计方法研究
针对传统航发管路设计方法空间感知差、设计反复迭代效率、敷设空间感知薄弱等弊端，研究突破传统可视化辅助工具的定位，将虚拟现实从“展示媒介”提升为“设计主场”。通过构建虚拟空间管路敷设模型，深度融合多维感官交互、手势自然映射与多端实时协同机制，打造人机共融的沉浸式智能设计环境。最终形成一套“感知—交互—决策”一体化的新一代航发管路敏捷协同设计系统。
3.基于智能优化算法的航发动机外部管路系统设计方法研究
针对航发外部管路在复杂机匣环境中多约束耦合、目标冲突及高维空间布局方案自动生成困难等问题，传统方法在全局搜索效率与解集多样性方面存在显著局限。研究聚焦智能优化算法的内在机制突破，重点开展面向管路敷设的自适应多目标算法研究。通过算法层面的系统性创新，从根本上提升高维约束空间中全局最优解的捕获能力与多目标均衡决策的鲁棒性，形成一套兼具理论性与工程性的管路智能规划算法体系。
· [2] 航空发动机复杂零件数智化加工算法与自主编程技术
面向航空发动机机匣、导喷、壳体箱体及盘轴类复杂零件高精度、高效率、柔性化制造需求，围绕复杂 CAD、NX 模型制造语义难理解、加工特征难识别、工艺知识难复用、数控编程依赖人工经验等问题，开展复杂零件数智化加工算法与自主编程技术研究。重点研究三维模型几何拓扑解析、加工特征自动识别、工艺知识表达、工序智能决策与刀具轨迹自动生成等关键问题，探索从“零件模型”到“加工方案”的自动化、智能化转换方法。
1. 复杂零件加工特征识别与制造语义理解算法
研究面向复杂航空零件的 模型解析、制造特征表达与自动识别方法。针对机匣、导喷、壳体箱体等零件结构复杂、特征密集、相交关系多、边界形态不规则等特点，构建面向车削与铣削加工的特征分类体系和语义表达模型，研究基于 B-Rep 拓扑几何信息、属性邻接图、属性邻接矩阵、子图匹配、凹凸关系判别、轮廓曲线分析和中间状态推理的加工特征识别算法。重点探索“整体—局部”协同识别、车削截面自动分析、复杂型腔与轮廓面识别、孔槽台阶等典型特征的拓扑模式匹配，以及大规模复杂模型中特征搜索效率与鲁棒性提升方法，实现复杂零件几何模型向可加工特征模型的自动转换，为智能工艺规划提供可解释、可复用的制造语义基础。
2. 知识驱动的工艺智能决策与自主编程方法
研究面向车铣复合加工的工艺知识建模、工序规划与数控程序自动生成方法。围绕“特征—工艺—刀具—设备—参数—轨迹”之间的映射关系，构建可扩展的工艺知识表达与规则推理机制，研究加工特征与工艺方案的自动匹配、刀具与切削参数优选、加工顺序规划、轨迹模板调用和工艺方案优化方法。探索多约束条件下的工艺决策算法、加工规则库与典型案例库的协同复用机制，以及面向复杂零件的自动编程流程。以 UG NX 二次开发平台作为算法验证与工程应用载体，形成“模型解析—特征识别—工艺决策—轨迹生成—仿真验证”的智能化研究框架，提升航空发动机复杂零件数控编程的自动化水平、工艺一致性和知识传承能力。
· [3] 航空复杂机构优化设计与仿真分析
利用空间齐次坐标法、拉格朗日方程等方法推导航空发动机关键运动机构的运动学方程；使用智能优化算法对运动机构的关键尺寸进行优化；使用ANSYS、ADAMS进行关键机构整体刚柔耦合分析；基于UG NX二次开发技术，开发出了关键运动机构仿真和解析优化系统，提高了设计效率和可靠性。
· [4] 基于UG NX的二次开发技术与系统集成
以 UG NX 为核心平台，围绕航空装备设计、工艺规划、数控加工和装配验证过程中的数字化、智能化需求，开展 CAD/CAM 数据解析、NXOpen 二次开发、工程知识建模、工艺数据库构建与专用软件系统集成技术研究。结合 Visual Studio、C#、Python 等开发环境与工具，研究面向复杂航空产品的几何信息提取、管路敷设、特征识别、规则推理、参数化建模、工艺资源管理和人机交互方法，构建面向设计制造一体化的专用工具软件与集成应用系统。通过将设计经验、工艺规则和企业数据资源转化为可复用、可扩展的软件模块，支撑航空装备在智能设计、智能工艺和智能制造中的工程应用，提高复杂产品设计制造过程的自动化水平、知识复用能力和协同效率。