基于RLS的用于贴片机贴装顺序优化的禁忌搜索算法

对元器件的拾取与贴装顺序进行优化是提高电子组装生产线上贴片机贴装效率的主要方法.在给定喂料器位置的前提下,寻求好的元器件拾取与贴装顺序,可以缩短贴装路径,提高贴装效率.为此,文中建立了数学规划模型,提出了一种基于参考解局部搜索(RLS)的改进禁忌搜索算法.在算法中,采用了双禁忌表来避免迂回搜索,设计了基于取贴循环插入移动的参考解局部搜索策略以提高算法跳出局部最优的能力.对20个印刷电路板贴装数据的仿真实验表明,文中所提算法的求解效果优于现有方法.     

拱架式贴片机贴装路径优化

贴片机工作时贴装头需在喂料器与印刷电路板之间频繁移动，缩短贴装头移动距离是提高贴装效率的重要途径。对多头拱架式贴片机贴装路径优化问题进行研究，分析贴装头沿喂料器移动取料时贴装路径变化，建立贴装头移动距离表达式。以贴装头移动距离最小为目标建立贴装路径优化模型，以贴装位置编号对取贴顺序编码，利用遗传算法对取贴顺序和取料方向进行优化。分析不同取料方式下贴装路径差异和结构特点，结果表明：双向取料与近侧取料在贴装点位置分布偏于PCB单侧较多时出现结构性差异，采用双向取料可获得比近侧取料更短的贴装路径，更利于提高贴装效率。     

改进的NSGA-Ⅱ算法的柔性物料搬运策略

针对传统的装配车间拉动式物料配送存在拣货效率低和配送成本高的问题,提出了以搬运机器人为中心的柔性物料配送策略.建立了以完工时间、延期时间、负载和能耗等目标最小化的多目标多机器人协作配送调度模型;并结合模型特点提出了一种改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-II,NSGA-Ⅱ),对算法的流程、编码方法和遗传算子进行了设计和改进.最后以某汽车部件装配车间为例,运用改进的NSGA-Ⅱ算法对所建模型进行求解,并与经典的NSGA-Ⅱ算法进行了对比分析,验证了算法的可行性和有效性.结果表明,改进的NSGA-Ⅱ算法在求解柔性物料配送问题时具有更优的性能.     

超音速气流粉碎机喷嘴计算机辅助设计

根据气体动力学理论,利用定常二维无旋超音速流的数值方法－－特征线法,结合气流粉碎机的流动特性,对喷嘴管壁型线设计进行了研究,提出了超音速气流粉碎机喷嘴的设计步骤和计算方法,开发出超音速气流粉碎机喷嘴计算机辅助设计系统。该系统采用参数化设计,有良好的人机交互界面和文件管理功能。     

基于本地测量的小电阻接地系统高阻接地故障选线方法

为解决小电阻接地系统高阻接地故障选线失灵问题,本文依据故障馈线与健康馈线在其始端本地测量的零序电流相量实部符号差异,提出了一种基于本地测量的高阻接地故障选线方法。首先,建立了小电阻接地系统的故障零序等效网络,对故障零序电流特征进行理论分析;然后,推导了故障馈线与健康馈线的零序电流相量实部特征,并利用其符号差异作为选线依据,避免了时间同步精度的影响。最后,通过仿真分析验证了本文所提方法对高阻接地故障选线的有效性,且验证了所提方法对电弧故障的适用性。     

基于改进型遗传算法的混流U型装配线第二类平衡问题

针对最小化生产节拍的第二类混流U型装配线平衡问题, 构建了混合整数规划模型, 并设计了改进型遗传算法求解. 在遗传算法的解码过程中, 采用3种搜索方式将工序分配到工作站, 比较了3种搜索方式下的工作站时间, 并参照期望生产节拍值筛选出最优的工作站分配方式, 再根据分配方式的寻优情况判断是否自动更新期望生产节拍值. 通过大量的标准算例, 证明了改进型遗传算法的有效性. 最后, 结合实际案例分析, 再次验证了混合整数规划模型和改进型遗传算法的有效性.     

Assembly Sequence Planning for Mechanical Products

A method for assembly sequence planning is proposed in this paper. First, two methods for assembly sequence planning are compared, which are indirect method and direct method. Then, the limits of the previous assembly planning system are pointed out. On the basis of indirect method, an improved method for assembly sequence planning is put forward. This method is composed of four parts, which are assembly modeling for products, assembly sequence representing, assembly sequence planning, and evaluation and optimization. The assembly model is established by human machine interaction, and the assembly model contains components' information and the assembly relation among the components. The assembly sequence planning is based on the breaking up of the assembly model. And/or graph is used to represent assembly sequence set. Every component which satisfies the disassembly condition is recorded as a node of an and/or graph. After the disassembly sequence and/or graph is generated, heuristic algorithm - AO* algorithm is used to search the disassembly sequence and/or graph, and the optimum assembly sequence planning is realized. This method is proved to be effective in a prototype system which is a sub-project of a state 863/CIMS research project of China - ‘Concurrent Engineering’.     

带有恶化和拒绝的工期指派的单机排序问题

讨论带有恶化和拒绝工件的工期指派的单机排序问题。工件的实际加工时间是其开始加工时间的线性增函数。如果工件被拒绝,则有一个惩罚费用,否则工件被加工。每个工件都要确定一个工期,文章讨论的工期指派分为CON(共同工期指派)和SLK(相同松弛工期指派)两种情况。对于CON工期指派问题,其目的是确定最优公共工期及工件的加工顺序,使工期、提前、延误和拒绝的总费用最小。将该问题归结为一系列指派问题,从而得到了一个复杂性为O(n4)的算法来求解此问题。对于SLK工期指派问题,目的是确定最优的松弛量及工件的加工顺序,使松弛、提前、延误和拒绝的总费用最小。将其归结为一系列指派问题,给出了求解此问题的多项式时间的最优算法。     

基于改进遗传算法的接运公交线路生成优化模型

城市轨道交通接运公交线路布设效果直接影响到轨道交通线路的运营效率.为了探讨轨道交通接运公交线路的最优布设方案,以最少线路接运最大客流量为目标,建立了线路生成的优化模型,并给出了求解该模型的改进遗传算法.以北京地铁5号线宋家庄站和刘家窑站的接运公交线路布设方案为例进行分析,结果表明:两个轨道交通站点布设6条接运公交线路能够使接运公交线路的载运能力最大,为205人/(km/h).     

任务分区及工位约束下装配线第二类平衡研究

装配线平衡直接影响产品产量,也是在装配线布局初始或重构时所必须面临的问题.针对第二类装配线平衡问题(ALBP-2),构建了一种考虑优先关系约束、任务分区约束和工位约束的多目标优化模型.为提高模型求解效率,采用逐步缩小节拍搜索范围的动态步长方法,提出基于自动机回溯算法的改进粒子群算法,提高了任务分配合理性,快速搜索出具有最小节拍和负载平滑系数的任务分配方案.引入任务分配矩阵表示每个工位上的任务分配情况,使结果描述更加明确.通过案例分析验证了所提模型和方法的有效性.     

离散加工时间单机多准则下可控排序问题

讨论了工件具有离散可控加工时间的单机多准则下的排序问题. 目标函数分别为极小化完工时间和与完工时间偏差和的线性组合, 极小化等待时间和与等待时间偏差和的线性组合, 极小化提前时间、延误时间、最早交货期及窗口长度的加权和, 极小化提前时间、延误时间及公共工期的加权和. 用数学规划的方法证明了四类多准则下的单机排序问题可以转化为指派问题,从而这四类问题都多项式时间可解.     

装配线多技能作业人员优化配置模型

人员配置是影响装配生产效率的重要因素。针对装配人员岗位能力描述问题,提出了岗位适应度的概念,以技能等级和给定时间段内人员执行装配作业的累计时间为参数对岗位适应度进行描述,建立了以人员岗位适应度最大和装配线各工位之间作业人员岗位适应度差异最小为目标的装配线人员优化配置模型,设计了一种基于岗位适应度矩阵的启发式求解算法,通过举例分析验证了方法的可行性。     

复杂箱体零件柔性机加工生产线平衡优化

在分析复杂箱体类零件柔性机加工生产线平衡问题相关约束及优化目标的基础上,提出了在生产线平衡优化的同时得到各工位最优或接近最优操作排序的方法.在引入工艺及工位约束的基础上,综合考虑加工中心的换刀及转位功能,以生产线节拍最短和成本最低为目标建立优化模型.采用粒子群算法求解,提出了一种启发式的译码方法,使每个粒子都能映射到一个满足约束的生产线平衡方案,引入了Pareto档案集,实现了多目标优化并结合精英保留策略提高了算法效率.最后,通过实例验证了该方法的有效性.     

一类具有学习效果的单机排序问题

讨论一类具有学习效果的单机排序问题.在这类问题中,由于学习效果的作用,工件加工时间将逐渐减少.学习效果通过工件正常加工时间的分段线性函数来描述.基于对问题的分析,把目标函数为极小化总惩罚的工期确定问题转化成指派问题,从而得到问题的多项式算法.对于极小化完工时间和与完工时间偏差的双目标问题,其一般情况同样可以转化成指派问题.此外,对于某些特殊情况,给出了极小化最大完工时间问题与完工时间和问题的简便算法.     

虚拟装配系统中模型数据转换的研究

针对虚拟装配系统中模型数据转换的问题,为了实现产品模型从CAD系统到集成虚拟装配系统的模型转化,提出了将虚拟环境下的零件信息进行分类转换的方法。该模型由装配对象信息、对象层次信息、装配对象的关系信息和面片信息所组成。通过对CAD系统的二次开发和CAD系统本身自带的模型转换接口,得到虚拟装配系统所需的零件模型数据。     

Intelligent Control Mechanism of Part Picking Operations of Automated Warehouse

This paper studies the part picking operations of a ut omated warehouse. It assumed the demand of picking orders of automated warehouse are dynamic generated. Once the picking orders of certain period of time are kn own, it is necessary to decide an efficient order picking sequence and routing t o minimize the total travel distance to complete those orders. Assumed there are n i items to be picked in order O i. Each item in the picking ord er is located in different locations in the warehouse. Since i...     

配送中心动态分区拣货系统优化设计

主要讨论配送中心分区拣货系统中的拣货策略,目标是最小化总拣货时间.由于为NP-难问题,所以在常见的静态分区拣货系统的基础上提出动态分区拣货策略,通过订单拣货顺序的优化及拣货员所在分区的动态分配,提出了“排序-动态分区-平衡”思想,设计启发式算法并对算法性能进行了测试,使分区间等待时间减少,提高拣货效率.     

具有加工顺序约束和非对称模糊加工时间的工期指派调度方法

研究了工件加工时间是非对称模糊数、工件间具有优先加工顺序约束、目标函数为极小化提前完工惩罚和拖期完工惩罚和的均值的单机工期指派调度优化问题.证明了当模糊加工时间具有相同宽度比、优先加工约束关系为树状约束时,该问题是多项式可解的.进一步,当优先加工顺序为一般约束时,基于线性规划松弛技术,设计了近似比为2的近似算法.      

基于多目标优化的虚拟机放置方法

在虚拟机放置问题中,传统启发式方法不能完全适用于复杂的云计算环境,采用智能算法的研究又缺乏对时间开销的考虑。针对上述问题,提出一种基于Memetic算法的虚拟机放置(Memetic algorithm-based virtual machine placement MAVMP)方法。MAVMP方法针对云数据中心运营情况建立了最小化能耗、最小化运行时服务等级协议违例率(service level agreement violation time per active host, SLATAH)以及最大化资源利用率的多目标优化模型,将虚拟机按照资源请求情况进行分类,并利用该分类方法改进了Memetic算法,利用改进后的Memetic算法求解多目标优化模型,得到虚拟机放置方案。仿真实验结果表明,仿真数据中心利用MAVMP方法进行虚拟机放置后,其在能耗、资源利用率以及服务质量的评价指标上都有着良好表现。并且,MAVMP方法与已有的基于智能算法的虚拟机放置方法相比计算时间也大幅下降。     

通过生产线向单元转化而减人的多目标优化模型

在电子制造业中，越来越多的企业采用了单元生产方式，即通过生产线向单元的转换来应对多批次、小批量的需求，以提高生产效率.研究了在不增加产品流通时间的前提下，通过生产线向单元转化来减少工人数.生产线转化成单元是一个NP-hard问题，针对以减人为主要目标的生产线向单元转化的特点建立数学模型，采用NSGA-II算法来求解.最后，通过实例验证了通过生产线向单元转化可以使企业在不增加产品流通时间的前提下减少工人的数量.