基于近似模型的机床铣削质量稳健性优化设计

在铣削加工优化设计过程中，设计变量的不确定性通常被忽略，这容易导致优化解违反优化设计约束条件.为此，本文基于近似模型方法，开展铣削参数的多目标稳健性优化设计研究.在该优化设计方法中，采用多项式响应面模型和径向基函数模型近似模拟铣削过程最大铣削力、铣削后工件表面粗糙度两目标函数与铣削线速度、每齿进给量两设计变量之间的隐式关系，采用NSGA-Ⅱ多目标遗传算法结合蒙特卡洛模拟方法对比分析了针对铣削参数的常规确定性优化以及考虑设计变量波动的稳健性优化.结果表明：稳健性优化后的铣削参数有效地降低了铣削加工过程中的铣削力，提高了加工后工件表面质量，同时优化解具有较高的可靠性.     

不确定结构的区间可靠性优化设计

对不确定结构的区间可靠性进行了研究，建立了基于区间可靠性的优化设计模型.采用结合嵌套遗传算法和径向基函数神经网络的模型，进行区间的直接优化，解决了基于区间可靠性的优化设计求解问题，避免了间接模型的复杂转换过程.充分考虑了实际工程中设计向量存在扰动的情况，提出了该情况下目标函数波动的约束，使目标函数和约束函数在扰动下依然满足可靠性要求.通过数值算例验证了模型的有效性和优越性.将所提出的模型用于具有区间不确定参数的行车平板优化，结果表明了所提方法的可行性和工程有效性.     

基于改进的距离函数法的多响应稳健参数设计

研究了多响应稳健参数设计方法中响应对可控因子波动的稳健性问题.考虑多响应问题的最优性和稳健性,对广义距离函数进行了改进,提出了改进的稳健优化总体广义距离函数方法,该方法通过对优化广义距离和稳健广义距离进行权衡,将多响应稳健优化问题转化为使稳健优化总体广义距离最小化问题,得到稳健最优的操作条件.实例分析计算结果表明,与传统方法相比,该方法可以得到更加稳健的结果.该方法考虑了响应的方差-协方差结构和可控因子的波动,使优化的响应对可控因子的波动具有稳健性.     

基于灵敏度附加项的多目标可靠性稳健优化设计

以实现多目标优化问题的可靠性稳健优化设计为目标,基于可靠性设计的随机摄动法建立可靠度约束条件,通过对目标函数和约束条件进行灵敏度分析,生成目标函数和约束函数的灵敏度附加项,建立了两种基于灵敏度附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型;应用Matlab7.1语言的优化和符号工具箱实现机械零件的稳健设计.算例表明,本文提出的可靠性稳健优化设计方法具有较高的精度和可靠度,为机械零件的可靠性设计提供了理论依据.     

螺旋弹簧多目标稳健优化设计

以螺旋弹簧的给定刚度变化最小、自振频率最大和质量最小为设计目标,综合考虑优化设计中的随机因素,建立了基于稳健性的多目标优化模型,并在科学计算语言MATLAB中编程求解.通过液压阀螺旋弹簧设计实例的分析说明,多目标稳健优化设计提高了设计目标的稳健性,一定程度上提升了液压阀的动态响应特性.     

考虑材料特性参数误差的某火炮摇架多目标优化

针对火炮摇架多目标优化设计问题,在某火炮上装部分的结构有限元动力学模型的基础上,利用神经网络方法建立优化变量、误差变量与优化目标函数之间的数学模型。采用双层嵌套的优化求解方法,以炮口扰动和质量为目标,对摇架结构尺寸进行不确定性优化,考虑其弹性模量、密度、泊松比等材料特性参数误差。因为用目标函数区间中点值和半径值判断设计变量的优劣,该文方法优化结果大部分略高于现有的火炮结构优化方法,更具稳健性和可靠性。     

基于物理规划的模糊稳健优化设计

为了改进提高产品性能稳健性的工程设计方法,将稳健设计中的容差和所要达到的优质品率作为两个目标函数,建立了模糊稳健双目标优化设计模型,并应用物理规划方法进行求解。通过对齿轮传动装置装配尺寸链的稳健优化设计,给出了具体的分析求解过程。实例表明,该文所提出的方法是可行的。     

曲柄滑块机构的稳健性设计

以曲柄滑块机构作为研究对象,根据传统优化设计基本原理,对曲柄滑块机构进行模型分析,建立其优化数学模型,再利用Matlab对其数学模型进行求解,得出了传统优化设计的设计结果。然后利用稳健设计中的田口设计方法,将建立的优化模型转化为稳健设计模型,最后利用二次规划方法对稳健设计模型进行求解,得到了稳健设计的优化结果。在误差存在的条件下,对两种求解结果采用统计学方法和蒙特卡洛法(MCS)进行设计结果对比,确定稳健优化设计方法对目标函数具有更好的跟随性。     

基于灵敏度分析的单层厚壁容器可靠性稳健优化设计

针对可靠性的稳定性问题,将可靠性优化设计理论与可靠性灵敏度分析相结合,提出可靠性稳健优化设计方法.将此法运用于单层厚壁容器设计,建立基于灵敏度分析的附加目标函数的可靠性稳健优化设计模型,并用MATLAB语言工具箱和优化工具箱实现参数求解,可迅速、准确地获得容器可靠性稳健设计信息.结果表明该方法简便易行,为提高和稳定过程设备的可靠性水平提供理论依据和应用参考.     

基于工程模型的换热器稳健性优化设计

针对换热器工艺操作参数在有限范围内浮动时质量特性仍在允许范围内的问题,提出了基于工程模型法的管壳式换热器稳健性设计原理;考虑进口流量和进口温度等参数浮动情况下,建立了以面积裕量值为约束条件,以出口温度平均质量损失最小为目标函数的换热器稳健性优化设计模型;利用Matlab优化工具箱编制了优化设计程序;数值算例所得优化方案的出口温度平均质量损失优于原方案,且其管子总质量也比原方案减少27.9%.研究结果表明这种方法对于管壳式换热器设计具有一定的可行性.     

呼叫中心人力资源配置鲁棒规划模型

针对现实呼叫中心中顾客到达不确定的问题,建立了基于排队论的离散流体模型,解决了考虑鲁棒性呼叫中心的人力资源配置问题.通过区间数据来表示顾客到达的不确定集,利用可调整鲁棒优化方法的思想,分析了鲁棒优化模型与确定性优化模型的关系.数值试验表明,使用可调整鲁棒参数的鲁棒优化方法减小了呼叫中心到达率不确定性给呼叫中心系统带来的影响;到达率越大,对应的最优的鲁棒参数越大,模型越保守.     

支持并行协同产品开发的广义鲁棒设计方法

研究了并行协同产品开发过程中的广义鲁棒设计方法.首先,针对并行协同产品开发过程中的不确定性,给出了广义鲁棒设计框架;然后,提出了广义鲁棒性概念,分析了性能鲁棒性和约束鲁棒性;最后,在传统优化设计模型的基础上,考虑产品参数的变化对性能的影响,修改传统优化设计模型的优化目标和约束条件,使它们包含广义鲁棒性指标,建立了广义鲁棒设计模型,并基于遗传算法对模型求解.该方法能有效提高并行协同设计的广义鲁棒性,用一个转向架设计实例验证了其有效性.     

Robust Optimization Model for Resource Allocation of Container Shipping Lines

<正>Introduction Since the 1970s, the containerization of cargo has rap-idly increased. With the rapid development of con-tainer transport, container shipping lines have devel-oped from simple "point-to-point" operations to the present complicated shapes with "multipoint composi-tion" and multiple structures. At the same time, the     

稳健设计中的稳健可行性分析

针对稳健设计中的约束可行稳健性问题,提出了一种新的稳健优化设计方法。通过分析不确定因素对约束的影响,提出了利用最大波动分析计算在不确定性因素影响下约束的最大波动量,将该变化量作为惩罚项添加到原约束中,构造了两级优化数学模型。顶级优化是在原有常规优化的数学模型基础上添加了稳健可行性的判断指标,次级优化用来判断稳健性指标的值。与其他方法比较,该方法不需要知道不确定因素的概率分布和约束的梯度信息。实例结果证明该方法是可行的。     

可修复产品逆向物流网络的鲁棒优化模型研究

考虑一类同时具有回收、再处理、处理和废物处理中心的可修复产品逆向物流网络在产品回收率不确定环境下的网络优化问题.为了提高可修复产品逆向物流网络的经济效益和网络的稳健性,建立了可修复产品逆向物流网络在产品回收率不确定情况下的鲁棒优化模型,分析了鲁棒优化模型解的存在性.     

不确定条件下多产品第四方物流闭环网络鲁棒优化研究

在不确定条件下,构建了一个包括生产商、集中退货中心、消费区/初始退货点、维修处理中心、分销中心和废弃处置中心的单周期多产品第四方物流闭环网络选址模型。在销售量和退货率均不确定的情况下,用鲁棒优化的方法进行优化,目标是使总成本最小。通过lingo 10对具体算例进行求解。结果验证了该模型的鲁棒性。     

需求不确定下船队规划决策的鲁棒优化模型

研究了不确定复杂环境下的船队规划决策问题.在分析船队规划已有研究方法和基本特点的基础上,将船舶调配优化与船队发展规划结合起来统筹研究,建立了符合市场实际的多方式投资的船队规划确定性模型.通过引入基于情景分析的鲁棒优化方法,采用具有已知概率的情景集合描述市场需求的不确定性,将此模型扩展为包含不确定因素的鲁棒优化模型.模型既考虑了船舶营运经济状态、企业投资能力、新船购置、二手船买卖、船舶租赁等多种复杂的实际情况,又考虑了需求的不确定性影响,并且体现了模型的鲁棒性.最后,以某航运公司为例进行仿真实验,将确定性模型与鲁棒模型进行对比,结果表明,鲁棒模型的解相对保守,能有效地保证船队规划决策的鲁棒性.     

成本控制下考虑多商品物流配送线路安排的鲁棒优化模型

考虑单位运输成本具有不确定性条件下,基于总成本控制的目的,研究了多商品物流配送线路安排问题的鲁棒优化模型,并运用鲁棒优化思想,通过对含有不确定性的约束条件进行松弛后,获得了计算上可处理的鲁棒对应模型.     

需求不确定电子供应链的鲁棒运作模型

建立了由多个供应商、多个顾客构成的电子供应链在顾客需求不确定情况下的单目标鲁棒运作模型.供应链中,每个供应商均可以通过电子市场或直接将自己生产的多个产品供应给具有不确定需求的多个顾客,供应链追求整体运作成本最小化.采用已知概率的情景集合描述顾客的不确定需求,利用基于情景分析的鲁棒优化方法建立供应链的运作模型.为了检验所建模型的鲁棒性及运作目标的数目对建模方法有效性的影响,利用已有文献的相关数据进行了仿真计算,并对两者的计算结果进行了比较.结果表明,在不确定需求的扰动下,供应链的运作模型确实具有鲁棒性,而且运作目标的多少对建模方法的有效性没有影响.     

基于不确定性和隔代遗传的矿用车平顺性优化

建立了八自由度的矿用自卸车整车数学模型,并基于动态仿真模型构建设计变量和不确定变量与目标函数之间的近似模型,采用双层嵌套的隔代遗传算法,内层在不确定域上求解目标函数区间,外层对设计变量寻优,对该模型进行平顺性优化.最后与确定优化的结果进行比较,得出了不确定性优化的优越性.