復(fù)雜產(chǎn)品多工位裝配序列規(guī)劃方法研究
發(fā)布時間:2021-04-10 12:25
裝配序列規(guī)劃是復(fù)雜產(chǎn)品裝配規(guī)劃的核心內(nèi)容,其規(guī)劃結(jié)果決定了后續(xù)裝配工藝的制定以及裝配過程的復(fù)雜程度,并最終影響產(chǎn)品的裝配質(zhì)量和裝配成本。多工位裝配生產(chǎn)線作為復(fù)雜產(chǎn)品裝配時廣泛采用的生產(chǎn)方式,能夠有效降低產(chǎn)品的制造周期,提高裝配質(zhì)量,實現(xiàn)資源利用率的最大化。本文針對傳統(tǒng)裝配序列規(guī)劃中的不足,開展了與裝配線平衡相結(jié)合的多工位裝配序列規(guī)劃問題研究,重點突破了多工位裝配序列規(guī)劃中評價體系及方法確定、裝配序列優(yōu)化兩項關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了裝配序列在裝配工藝與裝配工位要求方面的同時優(yōu)化。論文的主要研究內(nèi)容如下:(1)在分析多工位裝配序列問題的基礎(chǔ)上,提出了復(fù)雜產(chǎn)品多工位裝配序列規(guī)劃的總體框架,分析了多工位裝配模型的信息需求,介紹了裝配信息模型的表達方法,建立了面向多工位裝配序列規(guī)劃的多層級裝配信息模型。(2)構(gòu)建了綜合考慮零件級、產(chǎn)品級和工位級因素的多工位裝配序列評價體系,提出了裝配信息模型的矩陣存儲表達方法,并給出了相應(yīng)的矩陣生成算法。結(jié)合所提取的裝配信息,建立了各評價指標的數(shù)學求解模型。采用最優(yōu)有序參考集的方法實現(xiàn)了零件級指標的綜合評價,構(gòu)建了二級模糊評價模型,結(jié)合層次分析法與模糊綜合評判法實現(xiàn)了裝...
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:109 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同作業(yè)任務(wù)分配方案結(jié)果對比
步驟 5 用本文 3.4 節(jié)所述的模糊綜合評價方法對每條裝配序列的裝配性能進行綜合評判將評判結(jié)果作為該粒子的適應(yīng)度值 f ;步驟 6 將每個粒子的適應(yīng)度值 f 與其自身的歷史最優(yōu)值bestf 進行比較,如果bestf f,粒子當前的位置更新其歷史最優(yōu)位置bestP 。需要指出的是,在最開始迭代時,粒子的歷史位置為其初始位置。如果存在一個粒子群,其適應(yīng)度值比種群歷史最優(yōu)值更佳,則用該粒位置作為種群的全局最優(yōu)位置bestG ;步驟 7 利用本章公式(4-13)(4-14)更新粒子的位置與速度;步驟 8 算法迭代次數(shù)更新t t 1,同時判斷當前迭代次數(shù)t 與maxG 的大小,如果mt G跳轉(zhuǎn)步驟 3,否則,轉(zhuǎn)至步驟 9;步驟 9 輸出最佳裝配序列、作業(yè)任務(wù)分配結(jié)果和最佳適應(yīng)度函數(shù)值 max f ,算法結(jié)束.2.4 基于 DPSO 算法的實例分析在以往的生產(chǎn)過程中,H 公司一直采用單工位固定式裝配的生產(chǎn)方式來對某型發(fā)動機進配,該發(fā)動機裝配圖如圖 4.2(a)所示,經(jīng)過子裝配劃分得到各零部件的爆炸圖如圖 4.2(示,發(fā)動機各零部件的裝配信息矩陣見附錄(表 1),裝配關(guān)系矩陣信息見附錄(表 2、3、4
圖 4.6 DPSO 算法最優(yōu)適應(yīng)度和平均適應(yīng)度變化曲線.3 粒子群算法改進目前,國內(nèi)外學者對 PSO 算法的改進問題展開了深入的研究,從現(xiàn)有的資料來看,針對法的改進研究主要集中在增強種群多樣性、提高算法跳出局部最優(yōu)解的能力和收斂速度等,具體包括:①改進粒子種群的初始化策略;②粒子群中慣性權(quán)重和學習因子等算法參數(shù);③改進粒子群鄰域拓撲方式;④PSO 與遺傳算法、模擬退火算法等智能優(yōu)化算法的混合PSO 與高斯函數(shù)、動態(tài)拉伸技術(shù)和混沌等搜索機制的混合。而在解決裝配序列規(guī)劃問題上述改進措施中第②④⑤比較多見。因此,本章從這幾個方面對粒子群算法的改進展開研究.3.1 慣性權(quán)重的改進在粒子群算法中,粒子下次搜索時的方向和能力由其當前速度決定,當粒子的飛行速度時,粒子可能錯過最優(yōu)解的位置,當粒子的速度太小時,粒子的搜索能力受到限制,只能小的區(qū)域內(nèi)進行探索。一般而言,為了平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力,需要在迭代的初始階段讓粒子保持較大飛行速度,使種群能夠?qū)φ麄求解空間實現(xiàn)大范圍的搜索
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于果蠅優(yōu)化算法的多工位裝配序列規(guī)劃[J]. 袁文兵,常亮,徐周波,古天龍. 計算機科學. 2017(04)
[2]基于多尺度混沌變異粒子群算法的三維空間線纜敷設(shè)技術(shù)[J]. 王發(fā)麟,廖文和,郭宇,王曉飛. 機械工程學報. 2017(09)
[3]基于螢火蟲算法的裝配序列規(guī)劃研究[J]. 曾冰,李明富,張翼,馬建華. 機械工程學報. 2013(11)
[4]多工位裝配序列粒子群優(yōu)化算法[J]. 王豐產(chǎn),孫有朝,李娜. 機械工程學報. 2012(09)
[5]基于粒子群算法的復(fù)雜產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃[J]. 于宏,王成恩,于嘉鵬,袁輝. 東北大學學報(自然科學版). 2010(02)
[6]產(chǎn)品裝配序列評價方法建模[J]. 張嘉易,王成恩,馬明旭,張聞雷. 機械工程學報. 2009(11)
[7]層次約束結(jié)構(gòu)的虛擬裝配建模技術(shù)[J]. 夏平均,陳鵬,姚英學,唐文彥. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2009(07)
[8]基于改進的遺傳算法的裝配序列規(guī)劃[J]. 韓曉東,蔡勇,蔣剛. 機械設(shè)計與制造. 2009(03)
[9]虛擬裝配技術(shù)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張雋,翟正軍. 航空制造技術(shù). 2009(01)
[10]國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與我國制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王小明. 財經(jīng)問題研究. 2008(07)
博士論文
[1]船體平面分段建造裝配序列規(guī)劃與裝配線平衡方法研究[D]. 瞿世鵬.上海交通大學 2014
[2]復(fù)雜產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃方法研究[D]. 李明宇.華中科技大學 2013
碩士論文
[1]飛機脈動生產(chǎn)線的建模仿真與優(yōu)化方法研究[D]. 魏方劍.南京航空航天大學 2016
本文編號:3129634
【文章來源】:南京航空航天大學江蘇省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:109 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
不同作業(yè)任務(wù)分配方案結(jié)果對比
步驟 5 用本文 3.4 節(jié)所述的模糊綜合評價方法對每條裝配序列的裝配性能進行綜合評判將評判結(jié)果作為該粒子的適應(yīng)度值 f ;步驟 6 將每個粒子的適應(yīng)度值 f 與其自身的歷史最優(yōu)值bestf 進行比較,如果bestf f,粒子當前的位置更新其歷史最優(yōu)位置bestP 。需要指出的是,在最開始迭代時,粒子的歷史位置為其初始位置。如果存在一個粒子群,其適應(yīng)度值比種群歷史最優(yōu)值更佳,則用該粒位置作為種群的全局最優(yōu)位置bestG ;步驟 7 利用本章公式(4-13)(4-14)更新粒子的位置與速度;步驟 8 算法迭代次數(shù)更新t t 1,同時判斷當前迭代次數(shù)t 與maxG 的大小,如果mt G跳轉(zhuǎn)步驟 3,否則,轉(zhuǎn)至步驟 9;步驟 9 輸出最佳裝配序列、作業(yè)任務(wù)分配結(jié)果和最佳適應(yīng)度函數(shù)值 max f ,算法結(jié)束.2.4 基于 DPSO 算法的實例分析在以往的生產(chǎn)過程中,H 公司一直采用單工位固定式裝配的生產(chǎn)方式來對某型發(fā)動機進配,該發(fā)動機裝配圖如圖 4.2(a)所示,經(jīng)過子裝配劃分得到各零部件的爆炸圖如圖 4.2(示,發(fā)動機各零部件的裝配信息矩陣見附錄(表 1),裝配關(guān)系矩陣信息見附錄(表 2、3、4
圖 4.6 DPSO 算法最優(yōu)適應(yīng)度和平均適應(yīng)度變化曲線.3 粒子群算法改進目前,國內(nèi)外學者對 PSO 算法的改進問題展開了深入的研究,從現(xiàn)有的資料來看,針對法的改進研究主要集中在增強種群多樣性、提高算法跳出局部最優(yōu)解的能力和收斂速度等,具體包括:①改進粒子種群的初始化策略;②粒子群中慣性權(quán)重和學習因子等算法參數(shù);③改進粒子群鄰域拓撲方式;④PSO 與遺傳算法、模擬退火算法等智能優(yōu)化算法的混合PSO 與高斯函數(shù)、動態(tài)拉伸技術(shù)和混沌等搜索機制的混合。而在解決裝配序列規(guī)劃問題上述改進措施中第②④⑤比較多見。因此,本章從這幾個方面對粒子群算法的改進展開研究.3.1 慣性權(quán)重的改進在粒子群算法中,粒子下次搜索時的方向和能力由其當前速度決定,當粒子的飛行速度時,粒子可能錯過最優(yōu)解的位置,當粒子的速度太小時,粒子的搜索能力受到限制,只能小的區(qū)域內(nèi)進行探索。一般而言,為了平衡算法的全局搜索能力和局部搜索能力,需要在迭代的初始階段讓粒子保持較大飛行速度,使種群能夠?qū)φ麄求解空間實現(xiàn)大范圍的搜索
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于果蠅優(yōu)化算法的多工位裝配序列規(guī)劃[J]. 袁文兵,常亮,徐周波,古天龍. 計算機科學. 2017(04)
[2]基于多尺度混沌變異粒子群算法的三維空間線纜敷設(shè)技術(shù)[J]. 王發(fā)麟,廖文和,郭宇,王曉飛. 機械工程學報. 2017(09)
[3]基于螢火蟲算法的裝配序列規(guī)劃研究[J]. 曾冰,李明富,張翼,馬建華. 機械工程學報. 2013(11)
[4]多工位裝配序列粒子群優(yōu)化算法[J]. 王豐產(chǎn),孫有朝,李娜. 機械工程學報. 2012(09)
[5]基于粒子群算法的復(fù)雜產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃[J]. 于宏,王成恩,于嘉鵬,袁輝. 東北大學學報(自然科學版). 2010(02)
[6]產(chǎn)品裝配序列評價方法建模[J]. 張嘉易,王成恩,馬明旭,張聞雷. 機械工程學報. 2009(11)
[7]層次約束結(jié)構(gòu)的虛擬裝配建模技術(shù)[J]. 夏平均,陳鵬,姚英學,唐文彥. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2009(07)
[8]基于改進的遺傳算法的裝配序列規(guī)劃[J]. 韓曉東,蔡勇,蔣剛. 機械設(shè)計與制造. 2009(03)
[9]虛擬裝配技術(shù)的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 張雋,翟正軍. 航空制造技術(shù). 2009(01)
[10]國際產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移與我國制造業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略[J]. 王小明. 財經(jīng)問題研究. 2008(07)
博士論文
[1]船體平面分段建造裝配序列規(guī)劃與裝配線平衡方法研究[D]. 瞿世鵬.上海交通大學 2014
[2]復(fù)雜產(chǎn)品裝配序列規(guī)劃方法研究[D]. 李明宇.華中科技大學 2013
碩士論文
[1]飛機脈動生產(chǎn)線的建模仿真與優(yōu)化方法研究[D]. 魏方劍.南京航空航天大學 2016
本文編號:3129634
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