面向实际生产的冲压车间调度问题研究

在大部分对汽车冲压车间调度的研究中,冲压车间被简化为一类job shop模型的作业车间。根据汽车双向冲压生产线的实际生产特点,笔者提出了基于工艺约束并行机的双向冲压生产线调度模型。在该模型中,工件按设备顺序在生产线两端同时加工,且加工的工件及其加工时间和完工时间受两端工件工序数目约束。然后设计了启发规则和遗传算法混合的求解算法,最后以最大完工时间为优化指标进行验证,得到了具有很强实际应用价值的调度结果。     

柔性流水车间设备利用率排产优化问题研究

针对具有工序约束信息的柔性流水车间的设备利用率优化问题,提出利用PSODE混合算法来解决该问题,全局优化过程采用群体优化算法,在局部优化过程中通过上下道关联工序约束信息来控制工件的分配,将并行工位总设备利用率作为适应度函数,构建了具有关联工序约束的柔性流水车间生产调度模型,确定生产工件的加工路径、加工顺序、开工时间和完工时间。通过多组方案数值计算结果对比分析,验证了PSODE算法解决柔性流水车间设备利用率优化问题的有效性。     

基于交货期和设备能力约束的作业车间调度方法研究

以往对作业车间调度问题的研究中,不少学者尝试添加新的约束条件使之更符合实际的生产情况。但对设备能力约束的考虑不够细致,往往简单地将设备能力视为常数或连续的能力空间。针对这种情况,本文建立了以交货期为指标并带有设备能力约束的作业车间调度模型,采用双向调度方法力求工件的完工时间和交货期尽量靠近,从而使惩罚成本最低。设计了利用时间坐标映射求解工序开／完工时间的方法,该方法消除了因设备能力不等造成的工作时间段间隔,最终通过遗传算法求得优化的调度方案。     

柔性作业车间中基于工序分批的调度问题与求解

考虑到柔性作业车间分批调度中不同工序具有各自合适批量大小,提出了基于工序分批调度的概念,建立了以关键路径工序为中心的分批调度模型。该模型动态更新可加工工序子批集,同时更新可选加工机器,及时调整加工路线,为不同工序安排大小合适的批量,以达到优化完工时间、有效降低总加工批次的目的。实验结果表明,相比基于工件分批的调度,该模型在优化最长完工时间、提高机器利用率的同时,大幅减少了总加工批次数量(42%),降低了车间调度管理的复杂度。     

加工时间可变的含多功能机的柔性制造单元调度

考虑了加工时间可变且制造单元中包含多功能机的工件加工调度问题.工件包含前道和后道两道工序,且工序加工时间线性增加.多功能机具有加工工件前、后道工序的能力,建立数学模型,模型的目标是时间最小化最大完工的时间,解的形式为工件加工路径的组合,采用遗传算法和启发式算法进行求解.最后,实验结果显示了所述方法的有效性.     

工件加工随机调度中优先约束问题的研究

讨论工件加工时间为任意随机分布的随机变量的单机随机调度问题,设工件间的约束为树优先约束,目标函数为极小化加权完工时间和的数学期望.这一模型在机械设计与制造行业中的多个元器组件加工,以及钢铁板坯轧制等众多实际生产制造领域中都具有广泛的应用背景.证明了工件加工时间为任意随机分布的随机变量的情况下,最大家庭树中的工件优先于家庭树中其它的工件加工,并且其工件连续加工所得到的调度为最优调度,给出了最优多项式算法,该算法可以被推广应用于实际的生产中,具有较强的实际应用性.     

加工装配式流水车间节能调度建模与优化

为解决具有加工装配一体化的流水车间节能调度问题,以加工机器最小能耗为优化目标,建立加工装配式流水车间节能调度模型。该模型将装配线视为具有特殊约束的加工生产线,再结合考虑车间工件工序、装配工序、装配子件加工等约束条件。分别针对简单和复杂装配约束的问题,采用混合差分进化算法求解最小能耗下工件调度方案,并与自适应差分算法对比。实验结果证明了混合差分进化算法求解该问题的有效性。     

基于启发式倒排算法的配合加工调度问题研究

实际生产中的配合加工调度问题是生产调度理论研究的一个难点,它既要考虑常规调度标准约束,还要考虑工件与工件之间的配合工序约束.以最短加工时间为目标函数,建立配合加工调度模型,并采用启发式倒排算法对其进行求解.该算法能有效保证工件交货期,最后以一个实例验证算法的有效性.     

基于柔性作业调度的离散制造车间布局优化研究

针对车间生产调度人员需要进行多目标的调度决策,以大连市某企业空调制造车间为例,首先建立了以最大完工时间最小、总延期时间最小、总提前期时间最小、设备总负荷最小、单台设备的最大负荷最小、总生产成本最低、工件搬运次数最少的多目标车间调度模型。然后提出了基于工件加工工序和加工设备的两层编码的改进遗传算法,再次通过层次分析法确定各个子目标的权重,对不同量纲的子目标进行模糊无量纲化处理,并通过综合评价指标确定pareto解集的最优调度方案。最后根据工件加工工艺线路对车间设备进行环形布局优化,建立了环形布局优化模型,并通过实例分析验证了该算法的可行性。     

存在设备无关延迟约束的综合柔性调度算法

针对加工和装配综合的柔性调度中忽略工序间存在设备无关延迟约束导致调度结果不精确的问题,提出存在设备无关延迟约束的综合柔性调度算法。该算法通过将设备无关延迟时间转换为设备无关延迟工序,提出存在设备无关延迟约束的综合柔性调度工艺模型;通过将设备无关延迟约束工序转换为顺序约束工序的策略,将存在设备无关延迟约束的柔性加工问题转换为一般柔性加工问题;对一般柔性加工问题采用短用时策略和设备均衡策略确定标准工序的加工设备,将一般柔性加工问题简化为一般综合调度问题并用长路径优先策略调度;对于路径长度相等且在同一设备上加工的标准工序,提出调度前续短路径策略选择调度工序。实例表明,该算法通过考虑设备无关延迟约束时间使综合柔性调度的结果更精确并且能减少产品总的加工时间。     

Parallel line job shop scheduling using genetic algorithm

Parallel line job shop scheduling involves the optimal allocation and scheduling of jobs in multiple processing lines. Each job is allocated to a particular line and is processed to completion in that line. Also, all jobs allocated to a line are processed in a particular order. The objective of this paper is to find the optimal allocation of jobs to lines and also the optimal order of jobs processed in each line based on individual processing times and set up times. The optimal schedule gives the minimum makespan for the completion of all jobs. The optimization technique used is genetic algorithm.     

过零触发器MOC4031控制的交流调压电路

介绍了一种成本低,简单实用易于维护,用集成元件构成的双向可控硅过零触发方式工作的三相交流调压电路。     

C形板预应力组合框架的预紧梁形状优化

针对某模锻液压机的1∶30模型,采用平面有限元分析模型将预紧梁与C形板接触的表面简化为一轮廓型线,进而将预紧梁表面形状优化问题简化为轮廓型线优化问题。分别以三次样条曲线、圆弧曲线和B样条曲线为目标曲线,应用序列二次规划法并借助于有限元分析软件对曲线的参数进行了优化。根据优化结果制作了不同表面形状的预紧梁,将其应用于该模锻液压机1∶30预应力组合框架实验装置并对预紧工况下的应力状态进行了测试。与测试结果比较,模拟结果的平均差值为9.87MPa,相对偏差的平均值为18.1%。测试结果与模拟分析结果均表明,以优化轮廓型线制作的曲面预紧梁,可不同程度地改善采用平面预紧梁时C形板与预紧梁接触区域的局部高应力现象。     

肘杆式压力机主传动系统动态仿真及优化设计

介绍了一种新型的由伺服电机驱动的肘杆式数控冲床。建立了整个驱动系统的三维数字化模型。通过对肘杆系统工作过程的分析并利用多体系统动力学软件(ADAMS)对模型进行了动力学模拟和优化设计。得到了模型的最优结构参数,提高了冲压效率。     

面向大型机器人冲压线的动作方案评价指标

以大型冲压线中机器人的运动性能与相邻机器人的最小距离为评价指标,提出了面向大型机器人冲压线动作方案的评价指标--利用率和重叠率。利用“时间等分动作匹配”法对一条大型机器人冲压线进行了动作方案设计,并利用所提出的评价指标对动作方案进行了评价。结合所设计的动作方案对该生产线进行运动仿真,以验证评价指标的正确性和简便性。     

服务型制造车间关键任务调度的Stackelberg博弈研究

针对服务型制造车间关键任务调度问题,提出了两层次嵌套的Stackelberg博弈调度模型。该博弈模型由Stackelberg子博弈与非合作静态子博弈构成。其中Stackelberg子博弈模型用于解决关键任务与非关键任务的之间的调度决策问题,非合作静态子博弈模型则用于实现非关键任务之间的调度决策。在该博弈调度模型中,将关键任务映射为领导者,将其余非关键任务映射为追随者,将与各任务包含的工序集所对应的可选加工设备映射为可行方案集,将各任务的综合成本指标映射为收益函数。为实现对模型的Stackelberg均衡点的有效求解,设计了基于爬山搜索的混合自适应遗传算法。算例仿真结果验证了所提出的模型与解算方法的正确性。     

基于ADAMS的汽车主动悬架虚拟实验台的设计

基于ADAMS/View建立了1/4汽车麦弗逊悬架模型,并运用ADAMS/Hydraulic模块,建立了主动悬架的液压伺服系统,设计了汽车主动悬架虚拟实验台。以阶跃输入、模拟路面输入和随机路面输入作为激励,对比分析了汽车主动悬架系统在理想控制力和液压伺服作用力作用下采用PID控制器的控制效果,以验证汽车主动悬架虚拟实验台的有效性。仿真结果表明,基于ADMAS的汽车主动悬架虚拟实验台,其跟随理想控制力的能力较强;与被动悬架比较,其车身的垂直加速度、悬架变形和车轮动载荷都明显降低,控制效果好。     

导叶出口安放角对双向轴流泵性能的影响

导叶出口安放角是影响导叶能量回收能力的关键因素之一,为研究其对双向轴流泵性能的影响,采用流线法设计了11个不同出口安放角的导叶模型,通过数值方法分析各模型内流场特性和外特性。结果表明:设计工况下,出口安放角为70°时,模型效率最高,随着该角度增大,导叶出口后轴截面上的低压区扩大,同时在导叶吸力面中部靠近进口位置出现了较大的低压区,产生脱流及二次回流损失,模型效率下降。说明在设计导叶时,选取较小的出口安放角,且不同截面的翼型骨线采用直线与圆弧的直弯组合形式可以有效改善双向轴流泵在设计工况下的性能。     

压力机曲轴动力学仿真研究

运用Ansys建立某型压力机曲轴的有限元模型,结合ADAMS建立了包括曲轴柔性体以及随曲轴转动的零件刚性体在内的压力机曲轴系统的多体系统动力学模型,得到了关键构件的运动及载荷变化曲线,为深入研究曲轴系统动态响应奠定了基础。研究分析结果为压力机的优化设计提供了理论依据。