虚实双向驱动的制鞋智能成型生产线工艺规划
汪炳森1，2，苏惠阳3*，林晓川4，陈宁4
（1. 厦门城市职业学院智能制造学院，福建 厦门 361008；2. 厦门开放大学，福建 厦门 361008；3. 泉州华数机器人有限公司，福建 泉州 362005；4. 集美大学海洋装备与机械工程学院，福建 厦门 361021）
引用
汪炳森，苏惠阳，林晓川，等.虚实双向驱动的制鞋智能成型生产线工艺规划[J].皮革科学与工程，2026，36（3）：100-108.
WANG B S, SU H Y, LIN X C, et al. Bidirectional cyber-physical driven process planning for intelligent shoe forming production line[J]. Leather Sci Eng, 2026, 36(3): 100-108. ( in Chinese )
DOI
10.12472/j.issn.1004-7964.202500086
摘 要
[目的] 针对制鞋业智能化成型工艺规划存在的时效性低、质量不稳定等问题，提出一种融合虚实双向驱动的智能工艺规划方法，以推动传统制鞋产业的数字化转型。[方法] 构建了涵盖几何、物理、行为与规则的数字孪生混合机理模型，设计了虚实双向驱动的工艺规划闭环反馈系统；进而提出一种多特征耦合驱动与过程实时反馈的成型工艺规划方法，并集成于智能成型管控平台。[结果] 冷粘鞋智能成型生产线实例验证表明：与传统依赖人工经验的方法相比，该方法使规划周期显著缩短，产品合格率有效提升，同时人力、物力及能源消耗大幅降低。[结论] 为制鞋产业提供了一种有效的智能化工艺规划解决方案，显著提升了生产效率与质量稳定性。
图文导读
图1 虚实双向驱动反馈闭环系统框架
图2 生产线数字孪生建模
表1 制鞋成型行为模型分层
表2 规则分类与知识表示
图3 时间顺序控制逻辑
图4 验证材料与平台
表3 鞋面制造工艺特征框架
表4 工艺规划内容
图5 工业机器人轨迹路径在数字孪生系统与物理系统的对比
图6 喷胶结果检测 (a) 鞋面鞋底贴合后胶线测量结果；(b) 鞋底喷胶覆盖率检测结果
图7 撕裂强度测试结果：(a) 撕裂效果；(b) 撕裂强度分布
结 论
针对制鞋业数智化转型中成型工艺规划的时效与质量的提升挑战，提出一种融合多特征耦合与过程实时反馈的方法。该方法构建虚实双向驱动的系统架构，形成工艺规划闭环反馈，并建立涵盖智能成型生产线几何、物理、行为与规则模型的数字孪生混合机理模型。相较于依赖人工经验和物理测试的传统方法，虚实双向驱动的工艺规划显著缩短了规划周期，有效保障了产品质量，大幅节省人力、物力及能耗。未来可进一步将新一代人工智能集成于数字孪生系统，完善虚实双向驱动闭环反馈系统，以优化工艺规划策略并促进制鞋业数智化转型。
作者简介
第一作者
汪炳森
硕士，厦门城市职业学院高级实验师，主要从事智能制造领域研究。以第一作者发表论文4篇；获授权国家发明专利1件、实用新型专利4件；参编并出版教材2部。
通信作者
苏惠阳
硕士，泉州华数机器人有限公司高级工程师，主要从事智能制造领域研究。以第一作者发表论文4篇；主持及参与省市级科技项目12项；获授权国家发明专利10件。
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