基于SLP与SHA的农机车间布置优化及仿真研究

运用系统布置设计(Systematic Layout Planning,SLP)与物料搬运系统分析(System Handling Analysis,SHA)对某农机制造企业生产一车间的总体布置做出了评价与优化分析,结合Flexsim系统仿真软件模拟车间的生产运作,进而确立了车间优化后的布置方案与设备配置方案。分析表明,优化方案对改善车间内物流、空间与设备利用、工序瓶颈、在制品(Work In Process,WIP)积压,以及作业环境等方面具有较好的效果,并且系统仿真技术的运用一定程度上弥补了传统设施布置方法所不能考虑到的因素,可使设施布置方案尽可能切合实际生产。     

基于功构映射的拆卸设备设计方法

针对拆卸对象和拆卸过程对拆卸设备设计的特殊要求,提出了基于功构映射的拆卸设备设计方法。将拆卸设备的概念设计过程定义为需求域、功能域、行为性能域和结构域之间的映射过程和求解过程,利用面向对象技术构建了拆卸设备设计的需求信息集合;运用功能分解和功能表面集成规则构造了功能集合和行为性能集合;定义了拆卸设备设计过程的需求-功能映射模型和功能-结构映射模型。通过需求信息的层级提取、映射和参数化,生成了用于拆卸设备结构重构的基本约束矩阵,用于指导拆卸设备的创新设计。通过键盘拆卸设备的设计,验证了所提方法的有效性和实用性。     

基于公理设计和多色集合的拆卸设备方案设计

针对拆卸对象信息和质量状态对拆卸设备设计的特殊约束和设计要求,提出基于公理设计和多色集合的拆卸设备方案配置设计方法,构建了用户需求矩阵和功能要求矩阵以及功能分解过程,并通过模糊函数确定了拆卸对象质量状态对拆卸设备公理设计过程的模糊影响度矩阵,建立了拆卸设备的拓展公理设计过程。为实现拆卸设备结构的计算机辅助快速设计,基于拆卸工具结构库构建了拆卸设备拓展公理设计的多色集合模型和二阶推理矩阵,以完成拆卸设备功能-结构的快速映射和拆卸设备方案元素的配置;面向用户期望需求建立了拆卸设备方案评价函数,以选择最优的拆卸设备方案。最后,以某滚轮的拆卸设备设计为例,验证了该方法的有效性和实用性。     

基于遗传蝙蝠算法的选择性拆卸序列规划

针对产品选择性拆卸序列规划问题,提出一种基于遗传蝙蝠算法的产品拆卸序列规划方法.利用Python语言对传统蝙蝠算法进行离散化处理,并在种群更新过程中引入遗传算法的交叉与变异机制,生成遗传蝙蝠算法,以增强解搜索的多样性;在构建适应度函数模型时以拆卸工具的变化次数与拆卸方向的重新定位次数作为评价指标,同时加入零部件的回收收益指标,使适应度函数更加完善.以工业机械臂为实例,利用所提方法进行产品拆卸序列规划求解,对比传统蝙蝠算法以及遗传算法的求解结果,发现在一定的种群数目下,所提方法收敛时间较短;在不同种群数目下,所提方法得到的适应度函数最优值质量较高,从而验证了遗传蝙蝠算法的搜索优越性.     

考虑产品故障特征的目标选择性拆卸序列规划

针对实际拆卸过程中产品质量的不确定性和模糊性问题,特别是产品普遍存在的故障问题,对拆卸序列方案选择的影响,提出了考虑产品故障特征的目标选择性拆卸序列规划方法.为便于表达产品拆卸信息,构建了拆卸混合图模型;通过提取产品故障特征,构建了产品故障矩阵,并运用专家意见法推导了零部件故障特征与拆卸模型元素的关联度矩阵;为更新拆卸混合图模型,运用模糊三角函数确定了零部件故障特征对拆卸模型元素的影响度,并根据影响度和专家阈值对拆卸模型元素与拆卸信息进行修正以得到故障拆卸混合图模型;最终,基于产品的故障拆卸混合图模型结合拆卸序列优化算法生成了最优的拆卸序列方案.本文以涡轮减速器为例对所提方法进行了验证,结果表明该方法更切合实际的拆卸过程,较好地解决了产品故障对拆卸造成的模糊影响,极大地提高了拆卸序列方案的可行性和拆卸效率,降低了拆卸的盲目性,案例证明所提方法对于解决拆卸序列规划问题更切实有效.     

基于SINOVATION二次开发的V带轮参数化设计

根据V带轮的设计准则,以国产三维CAD软件SINOVATION为平台,对V带轮进行参数化设计,开发了V带轮设计器,以解决带传动设计过程繁琐的问题。根据实际工程问题,用户设置V带轮的轮槽槽型、基准直径和轮槽数等基本参数,便可生成标准的V带轮三维模型,实现了2个带轮与3个带轮的传动设计、带轮的受力分析与强度校核、带轮HTML设计报告的输出和CAD图形的导出。同时创建完成的V带轮三维模型可进行装配,也可导入其他软件中进行仿真分析,简化了设计过程,提高了设计效率。     

废旧薄膜键盘印刷电路板拆解方法研究

废旧薄膜键盘印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB),具有数量大、拆解耗时长、对环境有害及单体价值低的特点,因而导致大量废弃,造成资源浪费、污染严重等问题。为实现薄膜键盘PCB的拆解,在分析通用薄膜键盘内部结构特征的基础上,利用电磁感应原理,实现对其内部PCB的测位;基于传统冲床曲柄滑块机构,利用多种电磁检测和控制元件,可进行自动化和连续化拆解;设计中使用Solid Works2017和MATLAB2016软件进行曲柄滑块机构设计布局和尺寸参数的优化,对机械式冲床进行轻量化设计,初步提出薄膜键盘PCB的拆解方法。