国产工业软件算法专家系列之宁涛

北京航空航天大学机械工程及自动化学院飞行器制造工程系宁涛副教授

1;个人介绍

2.学习经历：

1986.09-1990.07：南开大学数学系试点班；

1990.09-1996.12：北京航空航天大学制造工程系获工学硕、博士学位，导师唐荣锡教授；

1996.12-1998.12：清华大学计算机科学与技术系从事博士后研究，合作导师孙家广院士；

1998.12至今：北京航空航天大学机械工程及自动化学院飞行器制造工程系副教授

2013.10-2014.10：加拿大康哥迪亚大学访问学者。

3.研究领域

CAD、CAM理论与技术；

数控加工编程刀具路径规划与仿真；

计算机图形学与虚拟仿真。

研究领域为几何造型理论与技术，基于平面向量场理论实现了曲面求交算法，提出了用优化方法和微分几何理论解决NURBS曲面曲面拼接问题，提出了保形曲线插值算法、实现了扫成曲面造型技术，提出了面向数控加工的曲面光顺方法。基于以上算法实现了曲线曲面库，已应用于北京精雕集团有限公司和广联达股份公司的应用系统。

4.荣誉及奖励

2007年北京航空航天大学教学成果奖：基于三维的CAD实验课程体系建设，校二等奖，排名第4；

2010年北京航空航天大学机械学院：基础研究发展奖；

2012年北京航空航天大学教学成果奖：航空宇航制造综合实验课程体系建设，校二等奖，排名第3。

5.开授课程

承担本科生必修课——工程中的计算方法、工程设计工具，以及综合实验，搭建了本科逆向工程实验平台。

讲授过的课程有：软件技术基础（本科）、CAD/CAM技术基础（研究生）。

6.教学及科研成果

（1）2001年至2015与北京精雕科技集团公司合作，主持开发了“数控加工编程软件SurfCAM”的曲面模块（曲面求交算法）。SurfCAM目前用户近万家。

2004年与北京精雕科技有限公司合作，主持开发了“数控加工编程软件JDPaint5.0”的曲面造型模块。系统曲面关键算法优于OpenCASCADE几何平台相应算法。

（2）在2010年国家自然基金项目“面向数控宽行加工的自由曲面平滑设计理论研究”中，将加工工艺性要求作为目标函数和约束条件加入到曲面的设计过程，拓展了现有的曲面光顺理论。

2010-2013年负责国家自然基金项目“面向数控宽行加工的自由曲面平滑设计理论研究”（项目批准号：51075021,2011-2013）。本项目将加工工艺性要求作为目标函数和约束条件加入到曲面的设计过程的思想拓展了现有的曲面光顺理论。

（3）2013-2016年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题“航空发动机叶片高效精密加工工艺软件系统开发与应用”，项目编号：2013ZX04011031，北航子课题负责人。该项目优化了北航提出的宽行加工算法，建立叶片主要型面的宽行侧铣和端铣加工的编程系统。

2013-2016年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题“航空发动机叶片高效精密加工工艺软件系统开发与应用”，项目编号：2013ZX04011031，北航子课题负责人。该项目优化课题组提出的宽行加工算法，以中点法为核心实现不同算法的统一，建立叶片主要型面的宽行侧铣和端铣加工的编程系统，并在重要典型叶片中获得成功应用。该专项针对叶片、整体叶轮等航空发动机钛合金、高温合金等关键零部件的加工，采用环形刀具以宽行磨削的方式加工。

（4）2013年将基于平面向量场和曲率分析的曲面求交算法应用于广联达软件股份有限公司的建筑算料系统，系统布尔运算效率平均提高了5倍、可靠性达到99.99%。

（5）2017-2019年为中科院空间技术中心开发了3D打印系统软件，相关3D打印系统2020年已实现太空打印实验。

（6）2020年-2022年参与国防科技大学主持的国防重点项目，承担“CFD前处理曲面模块体系结构研究”、“高精度几何模型系统设计与实现方法研究”基金项目。

软件著作权和发明专利多项：NTEGA基础几何算法库系统，著作权登记号：2013SR009719。应用单位：北京进取者软件技术有限公司、广联达软件股份有限公司等。

7.社会兼 职：

中国图学会理事

图学学报编委

黎明发动机公司-北航联合实验室 专家委员会成员

国防科工局XX重大项目技术总体组成员

8.附注

英文介绍：

Name: Ning Tao
Male, Sep. 7, 1967
Email:ningtao@buaa.edu.cn
Mobile:13910819741

Education experience

1986-1990: BE (Mathematics), Nankai University

1990-1993: master degree (aeronautics and astronautics manufacturing engineering), Beihang University

1993-1996: PhD (aeronautics and astronautics manufacturing engineering), Beihang University

Work experience

1996-1998: postdoctoral research at Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University

1998/12 to now：associate professor of Department of Aircraft Manufacturing Engineering, School of Mechanical Engineering & Automation, Beihang University

2013-2014: visiting scholar of Concordia University Canada

Teaching

Numerical Computing Methods in engineering

Integrated experiment

3D engineering design tools

Research area

CAGD and NURBS surface modeling

algorithms of geometric platform

Computer aided manufacturing

Computer graphics and virtual reality

Researching projects

2001 to 2003, cooperated with Jingdiao company, the implementation of surface modeling module, http://www.jingdiao.com

2011 to 2013, in charge of china national science foundation, research on freeform surface design for numerical control manufacturing with strip-maximization

2013 to 2015, in charge of 2013 project of china numerical control machine science and technology significant program, process software system development and application in efficient and precisely machining of aero-engine blade（project ID: 2013ZX04011031）

Awards

2007 Teaching achievement prize of Beihang University: The experimental course system construction of 3D design, university second prize，ranking the fourth

2010 fundamental research and development prize of mechanical school of Beihang University

2012 Teaching achievement prize of Beihang University：The experimental course system construction of aeronautics and astronautics manufacturing engineering，university second prize，ranking third

Professional affiliations

Member of a council of china graphics society

Editorial board member of journal of china graphics

Vice-director of CAD educational lab center