某汽车座椅混流装配线多目标排产优化

针对某汽车座椅混流装配线多型号多批次混流装配周期长、订单多样化、难以满足客户需求等问题,建立以产品最小完工时间和等待时间为目标的排产优化模型,并设计一种基于循环拥挤排序的改进快速非支配排序遗传算法进行求解.以某企业混流装配线为例,运用多种算法进行优化前后排产方案的对比分析,验证所提模型及算法的可行性.应用Plant Simulation对所提排产优化模型与算法实用性进行验证,仿真结果表明,文中模型及算法能有效缩短装配周期,提高装配线资源利用率.     

基于多目标的机器人装配线平衡算法

为提高装配线效率的同时优化制造的能源利用效率,在进行机器人装配线平衡时考虑机器人的执行能耗、换模能耗、待机能耗、工件传输能耗等,在工作站数量最小化和总能耗最小化两个目标之间寻求平衡.针对该约束的多目标优化问题,首先建立数学模型,设计编码方式;然后提出一种改进的基于分解的多目标进化算法,该算法引入非可行解参与进化和惩罚系数自适应变化策略以调节解的收敛性与多样性,并提出基于问题特殊性的局部搜索机制以进一步减小装配线能耗;最后对不同规模的问题进行优化,并与其他标杆算法进行对比,以评价该算法的效率和优越性.结果表明:该算法有效、可行,并且对该数学模型的求解有效提高了机器人装配线能效.     

基于静态半成套策略的多目标准时化物料配送调度

针对混流装配线的准时化物料配送调度问题,提出了静态半成套供料策略。首先,对基于静态半成套供料策略的物料配送调度问题进行了描述,建立了以最小化总线边库存和总能源消耗为目标的多目标优化模型。然后,提出了一种改进的多目标引力搜索算法,该算法引入混沌引力算子和记忆搜索策略,加快了算法收敛速度并提高了种群多样性,此外建立了局部搜索优化算子对总能耗和总线边库存进行优化。最后,通过实验与标杆算法进行对比,结果验证了本文算法的可行性和有效性。     

考虑工具和空间约束的机器人装配线平衡优化

为了提高流水装配线的效率和产能,在进行机器人装配线平衡的同时,优化任务资源的占用空间大小,考虑工具的占用空间及切换次数,在工作站数量最小化以及每个工作站占用空间最小化两个冲突目标之间寻求平衡。针对该带约束的多目标优化问题,首先建立数学模型,然后提出一种改进的多目标免疫克隆算法,基于该问题的特殊性提出了针对性的编码方式,引入了Pareto前沿排序、精英策略、全局搜索策略,以提升该算法的综合性能。最后,对不同规模的实例问题进行优化,并且与其他算法进行对比,以评价本文算法的效率和优越性。结果表明:本文算法在得到的解数量与质量方面都更加有效,对于不同规模问题都具有可行性。     

基于零部件均衡重要程度的混流装配线排序

混流装配线中产品的投产顺序会影响零部件的消耗均衡情况,而不同类型零部件的均衡情况对生产装配系统的重要程度各有差异,基于该情况建立零部件均衡重要程度的混流装配线排序模型,并设计1种自适应遗传算法进行求解,最后对案例进行分析。结果表明,基于零部件均衡重要程度的混流装配线排序模型能够对生产装配系统更为重要的零部件进行更好地均衡,并且设计的自适应遗传算法寻优效果更好,效率更高。另外,通过对重要零部件配比不同的权重方案,证实重要零部件消耗均衡与总体波动的关系。     

混合离散粒子群算法在混流装配线生产调度中的应用

为使混流装配线有效运作,研究了混流装配线的生产调度问题。以最小化最大完工时间为优化目标,建立了调度模型。针对算法中存在的"早熟"现象,提出了一种与基于NEH方法的领域搜索策略结合的混合离散粒子群算法,并通过实例验证了算法的有效性。经与其他算法比较后发现:混合离散粒子群算法在求解摩托车混流装配线生产调度问题上具有优势,能快速搜索到最优解,具有较好的收敛性。     

基于多目标差分进化算法的机加工柔性作业车间调度

柔性作业车间的多品种、多件数导致调度难度大、耗费时间较长和成本较高,为此,以最大完工时间、能耗和刀具损耗数量为优化目标,考虑返工、次序的准备时间和批量调度约束,建立了多目标机加工柔性作业车间调度模型.提出一种引入综合考虑能耗和加工时间的轮盘赌初始化策略.针对传统差分进化算法交叉得到的子代机器部分质量较差,提出一种机器选择的策略,以此对差分进化算法进行了改进.将改进后的差分进化算法应用于机加工柔性作业车间调度,并与传统差分进化算法在机加工柔性作业车间调度进行多组实验对比.结果表明：改进差分进化在机加工柔性作业车间调度较传统差分进化算法具有收敛速度较快、鲁棒性较好的优点,优化后各机器负载更为均衡,可有效解决多目标机加工柔性作业车间调度问题,为多品种、多件数类排产任务提供了一种良好的指导方案.     

混流装配线第二类平衡问题优化研究

针对混流装配线第二类平衡问题,分析了以往数学模型和算法对求解混流装配线第二类平衡问题的不足,综合产品的作业时间、装配工艺等因素,以生产节拍最小化、各工作站加权平均负荷均衡化为目标,建立了基于作业空间和装配工具约束等条件下的优化模型;利用遗传算法对该模型进行求解,通过对各优化目标的进行加权,实现了对生产节拍和工作站加权平均负荷平衡同时优化的目的。实例验证了优化模型的有效性。     

机械产品曳引系统的优化设计方法

针对机械产品曳引系统的性能优化,应用非支配排序遗传算法（NSGA II）求解曳引性能的三目标优化问题,即最大曳引效率、最小曳引功率和最小制动力矩.根据曳引性能优化模型中设计变量分为连续值和离散值的特点,引入浮点数与二进制数混合编码策略.通过改进NSGA II的二进制交叉、变异规则,保证了设计变量的全局寻优能力和有效性,使得算法一次运行就能够求得分布均匀的Pareto最优解集.实验数据分析表明,采用混合编码策略,NSGA II算法较线性加权法和Pareto强度进化算法（SPEA）能够获得边界性和分布性更好的Pareto最优前沿.     

基于改进NSGA-Ⅱ的多目标绿色作业车间调度问题研究

针对多目标绿色作业车间调度问题(green job shop scheduling problem,GJSP),以最大完工时间、总碳排放量和总拖期时间为优化目标,建立多目标绿色作业车间调度问题模型,提出一种改进的NSGA-Ⅱ算法来对模型进行求解。模型中设计总碳排放量目标函数,考虑工件更换装夹方式时机器调整状态的碳排放量;算法中设计基于N5邻域结构和非支配排序的局部搜索策略,结合实际设计GJSP测试实例,对提出的算法进行验证。计算结果显示,对于多目标优化,改进后的NSGA-Ⅱ求得均衡解非支配等级相对更高,获得了更优的单个目标值。研究表明,改进的NSGA-Ⅱ具有更好的优化效果,验证了提出算法的有效性。     

考虑能耗的再制造系统多目标调度方法

为充分发挥再制造产业的潜力,在保证商业利益的同时提升其对于环境保护的贡献,针对带有流水线型重加工线的再制造系统的特点,在混合流水线调度决策研究中加入对节约能源因素的考虑,提出一种改进的多目标人工蜂群算法,并应用机器闲时判断开关机策略进一步减少能源消耗.以最小化最大完工时间与最小化能源消耗量为优化目标,建立双目标数学模型;修改经典单目标人工蜂群算法为双目标算法后引入了精英策略、双重邻域搜索,保证改编算法的收敛速度,加入局部最优逃脱算子,加强改编算法的局部搜索能力.由于产品组装具有成套要求,产品的分解与重加工工序可发生变动,产生大量机器闲时,通过判断开关机策略节能,并利用带有精英策略的改进模拟退火算法求解能源消耗量计算子问题.对算法进行数值计算并与已有代表性算法比较,结果表明该方法是有效、可行的,在目标系统中应用此方法能够在保证完工时间的同时取得可观的节能效果.     

双行星排汽车纯电驱动模式的转矩分配策略

针对双电机纯电驱动模式的转矩分配问题,在分析双行星排插电式混合动力系统能量流动特性的基础上,设计主电机高效工作区间控制策略. 该策略利用双电机工作特性的差异达到高效工作区间互补的目的,并在双电机转矩耦合模式下保护主电机的工作效率. 为了解决传统模糊控制器控制精度不高的问题,设计双模糊控制器控制系统,结合所提出的电机工作区间划分方法实现电机工作区间的自适应调节与等效放大. 以驱动系统能量转化效率与电机转矩脉动系数为自变量构建适应度函数,基于遗传算法对系统的控制规则进行多目标寻优. 仿真结果表明,在2种控制策略中遗传算法-双模糊控制器控制策略的耗电量更低,系统综合效率分布情况接近动态规划（DP）经济性最优结果,对电机输出转矩波动情况的控制也更加合理. 将其应用于混合动力系统,车辆百公里综合油耗较主电机高效工作区间控制策略的降低3.27%.     

面向机器人装配的并行设计系统研究

在现有ＣＡＤ系统的基础上,开发一面向机器人装配的并行设计系统,在此系统中,计算机辅助装配工艺规则和面向装栩的设计成为产品设计过程的组成部分,通过采用在设计过程的各阶段实地评价产品可装栩性的策略,实现面向装配的设计对产品设计过程的支持,并且给出一个在设计过程中优化产品装配序列的算法。     

基于电流反馈的高速开关阀3电压激励控制策略

为了提升高速开关阀（HSV）的动态性能,降低温升与能耗,提出基于电流反馈的高速开关阀3电压控制策略.回路中的电流能够反映高速开关阀的工作状态,通过外部的数字信号及回路中的电流反馈信号,实现3电压之间的自动切换,确保线圈中的电流始终处于能够维持高速开关阀快速启闭的最优化状态.通过理论分析验证了基于电流反馈的3电压控制策略,能够有效地提升高速开关阀的动态特性并降低温升和能耗.运用Ansoft和AMESim搭建高速开关阀的联合仿真模型,仿真结果验证了理论分析的正确性,且与样本数据保持一致.结果表明,基于电流反馈的3电压控制策略将高速开关阀的开启时间减少了35.3%,关闭时间减少了25.0%,最大可控频率提高了146.7%,可控占空比范围扩大了54.0%,平均功率降低了70.4%.     

用闭式油路的变频液压电梯能耗特性分析

为解决液压电梯装机功率和能耗大的问题，提出一种采用闭式油路的变频（VVVF）控制液压电梯系统.阐述了基于VVVF控制、蓄能器做液压配重和活塞拉缸技术的节能原理，分析了系统中蓄能器、主电动机和负载这3个主要功率部件的运行状况.在电梯轿厢处于不同负载重量的工况下，对系统中3个主要部件的功率特性进行了试验研究，并在此基础上计算得到系统的能耗和总效率.试验和分析结果表明，在电梯轿厢处于速度1.0 m/s、负载重量最大为1 000 kg的工况下，该系统相对于典型的液压电梯系统，节能效果显著，装机功率仅为10.25 kW，总效率提高到70％.     

变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用

工频电机拖动的游梁式抽油机系统存在着能耗较高、效率较低的问题,特别是在低产、低速、低效油井上更是如此。采用变频拖动改造能提高电机功率因数,减少无功损耗。变频回馈一体化节能装置在抽油机上的应用收到了显著的节能效果,有较高的推广应用价值。     

配置蓄能器的电动叉车液压起升系统能耗试验研究

为了降低电动叉车的能耗,提出了一种将变频容积调速和蓄能器节能技术相结合的新型电动叉车液压起升系统。在不同负载工况下, 对配置蓄能器的电动叉车液压起升系统与普通变频调速电动叉车液压起升系统的能耗进行了试验研究。试验结果表明,相比普通变频调速电动叉车液压起升系统,配置蓄能器的电动叉车液压起升系统的能量利用效率更高,节能效果明显,节能率最高可达20.35％,具有很好的工程应用价值。     

基于Flexsim的生产线优化设计

针对农机生产中工序复杂、产品类型较多而导致生产率较低的问题,提出基于仿真对生产线进行优化设计,降低了设计成本。应用时间研究等基础工业工程手段测量生产时间,确定了标准时间,对生产线进行了初步设计。阐述了混流生产线中投产顺序的重要性,并通过Flexsim软件建立了混流生产线模型,对不同投产顺序的生产过程进行仿真。通过对仿真结果的分析,最终设计的直线型混流生产线包含14个工位,产品的投产顺序为B—C—B—A—A—A。仿真结果表明,生产时间可以缩短1个工作日。     

交流-直流转换器高转换效率控制方法

为了提升工作在不连续模式下反激式交流-直流转换器的转换效率,研究和分析了一个开关周期中系统在各状态时的功率损耗机制,在此基础上推导与建立了反激变换器系统功率级损耗模型．通过对该模型进行MATLAB分析和仿真,得出了各关键系统参数的损耗曲线及其对系统总损耗的影响。基于对损耗因子的分析,提出了一种高效的恒压控制策略,该策略中各参数控制曲线均基于MATLAB建模分析．文中所提恒压控制策略采用0.35μm/700V/BCD(Bipolar-CMOS-DMOS)工艺实现,仿真与实测结果均验证了其具有良好的负载响应能力．通过对流片后的芯片进行测试,其5W下的效率可达83%,超出最新DoE.6能效标准,实现了高效能转换．     

增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略

为了避免车用燃料电池由于启停变化、功率波动等状态而导致的性能衰退,在能量管理控制策略的开发过程中需要在保证经济性的同时兼顾燃料电池的耐久性。针对该目标,建立了基于改进动态规划算法的增程式燃料电池车经济性与耐久性优化控制策略,将燃料电池的启停状态设为状态变量,在燃料电池的启动和关闭状态之间增加怠速过渡阶段,实现了燃料电池的自适应启停间隔控制;并使用燃料电池性能衰退指数为耐久性代价,整车能耗为经济性代价,构建了经济性与耐久性联合代价函数。进行仿真并与经典动态规划策略对比,结果表明所建立策略的整车能耗比经典动态规划策略升高5.3%,燃料电池的输出功率稳定,启停变化较少,性能衰退程度比经典动态规划策略改善65.5%,有效保证了整车经济性与燃料电池的耐久性。