基于装配顺序的飞机装配容差信息建模

论文提出了基于装配顺序的装配容差信息建模方法,以装配仿真路径规划的装配顺序为基础,提取装配体中各零件的特征约束关系及相关的关键特征,进而获取组成环容差信息,建立装配容差信息模型。该模型考虑了装配顺序对装配误差累积过程的影响,减少了人工容差信息建模繁琐的交互操作,提高了装配容差信息的建模质量。基于DELMIA平台开发了飞机装配仿真系统。该系统已在工程上成功应用,提高了飞机装配仿真的效率,减少了飞机实际装配生产中的出错率。     

基于自动拆卸过程的装配序列生成方法研究

装配序列生成是装配工艺规划的基本任务,设计了一个基于自动拆卸过程的装配序列生成算法。首先,进行自动拆卸仿真,通过过程中的干涉检查生成可行的装配序列集。然后,定义了三类装配序列优先约束规则,对可行序列集进行过滤选择,得到可用于最终评价的少量装配序列。该算法在SolidWorks平台上得到了实现,给出了实例验证。     

直升机数字化装配工艺设计与三维AO构建

飞机装配工艺设计过程及工艺数据的组织管理是当前飞机数字化制造技术研究中的一个关键问题．在基于模型定义技术的基础上,提出了直升机数字化装配工艺设计与三维装配指令（assembly order, AO）构建的方法．通过对DPE软件进行客户化定制和脚本开发,优化了数字化装配工艺设计过程,实现了AO文本的自动输出,缩短了装配指令的编写周期;通过对DPE与3DVIA Composer软件的集成开发,实现了三维AO的构建,从而为装配现场可视化奠定了基础,较好地解决了传统装配指令对装配现场指导不生动、不直观等问题．     

改进离散粒子群算法及其在飞机装配任务调度中的应用研究

论文阐述了飞机装配过程中任务调度的重要意义,介绍了当前调度算法的研究现状,对离散粒子群优化算法进行研究并在此基础上提出一种基于激励原则的改进离散粒子群优化算法。最后以某型飞机尾段装配流程为对象对改进后的算法进行验证,得到良好效果。     

面向订单的生产计划与调度的综合优化

研究了一个多订单环境下的生产计划与调度集成优化问题,以实现准时生产为目标,综合考虑产品装配结构约束的订单任务计划与订单产品零部件的加工调度,采用直接面向客户订单的工序调度模式建立了计划和调度的综合优化整数规划模型.设计了带精英策略的蚁群算法作为该数学模型的求解方法,并通过对比试验为该算法选取最佳的搜索参数.实例仿真结果表明,所建模型的正确性以及蚁群算法求解该问题的可行性和有效性.     

基于资源限制的多目标网络计划优化模型

目前网络计划优化研究要么没有考虑资源限定的柔性,要么只是集中于单纯的工期优化或资源优化等单目标优化。本文针对传统网络计划建模资源限制缺少柔性、优化目标单一等问题进行了深入的研究。在柔性资源的限制下,为使得工程网络计划达到总体最优,考虑工程项目的工期、成本、项目净现值、资源的均衡等多个目标,建立其网络计划优化模型,并采用粒子群算法予以求解。根据拓扑排序算法生成满足时序约束的活动序列并计算活动的时间参数。对于产生资源冲突的活动,依照执行优先权解决冲突资源的执行顺序,更新时间参数。采用随机权重的方法,让粒子群算法种群的多个个体进行随机转化,从而保持解的多样性。采用国际上通用的Patterson问题库中benchmark算例对本文提出的方法进行验证。结果表明,与初始方案相比,优化后的方案分别在工期上缩减了20%,成本上缩减了11.17%,净现值增加了11.82%,资源均衡度减少了18.29%。由此可见,提出的基于粒子群算法的优化模型对资源限制下的网络计划中的工期、成本、净现值、资源均衡度等多个目标均实现了不同程度的优化。     

面向复杂装配任务的脑力负荷综合评估方法

复杂装配作业脑力负荷过高会降低装配绩效和质量,甚至引发安全事故。因此,对装配任务脑力负荷进行准确测量与评估,确定作业人员的脑力负荷水平,是生产系统优化的重要依据。本文针对复杂装配任务的脑力负荷评估问题,设计了基于Lego积木模拟的装配任务实验,使用主观测量法、绩效测量法和生理测量法采集了27项指标数据,分析了各项数据对脑力负荷变化的敏感性,发现绩效测量指标、主观测量指标、注视次数、总注视时间、扫视次数、总扫视时间和平均瞳孔直径这7项指标是复杂装配任务脑力负荷的有效测量指标。基于有效测量指标,采用BP (back propagation)神经网络和贝叶斯线性判别两种建模方法,构建了装配任务脑力负荷综合评估模型。研究结果表明,使用因子分析将7维指标转化为二维综合指标作为主成分输入,使用归一化共轭梯度法为训练算法的BP神经网络模型是装配作业脑力负荷的最佳综合评估模型,其判别准确率达到84.80%。本文提出的脑力负荷测量与评估方法可为装配作业脑力负荷评定和优化提供参考依据。     

飞机装配工序的可视化建模及仿真

针对目前国内外飞机装配工序设计技术研究中存在问题,从新的角度提出基于产品预装配功能自动生成飞机装配工序的方法.通过分析飞机装配工序的组成及特点,建立其数字化模型;利用产品CAD系统中"装配设计"功能开展飞机交互预装配,并从中提取相关装配工序信息,自动生成装配工序;设计和开发算法,将产品装配工序转化为宏指令代码,运行此代码可实现飞机装配过程的动态仿真.结合某飞机垂直尾翼的总装,验证了方法的可行.     

飞机装配过程质量数据深度分析与控制

飞机生产安装过程中,飞机装配是其中的重要环节。在飞机装配过程中,一定程度上存在装配过程质量数据系统性不足,数据利用效率有待提升的问题,针对这种问题,该文就飞机装配过程质量数据深度分析与数据控制的有效策略进行分析与探讨,以期提高装配质量数据的利用价值,发挥数据信息为支撑飞机装配质量优化起到的积极作用,有效提高飞机装配质量。     

基于产品配合图的装配顺序自动规划

装配顺序规划( ASP) 是基于装配建模的装配工艺顺序的自动规划生成, 是DFA( 面向装配的设计) 的关键技术之一。本文采用配合条件法进行装配顺序求解, 装配体采用其部件与部件间的配合关系来描述, 从部件间的配合关系可得到其装配体配合图。本文还在原算法的基础上添加了一些约束来降低算法的计算量, 使得算法更为简洁。该法在AutoCAD®设计平台上实现, 并采用装配体实例加以检验。     

缓冲区容量约束下发动机混流装配线排序研究

为解决缓冲区容量约束下发动机混流装配排序问题,以关键部件消耗均匀化和最大完工时间最小化为目标,建立了优化数学模型,设计了一种多目标遗传算法,采用了混合交叉算子和启发式变异方法,并设计了基于帕累托分级和共享函数的适应度函数,将多目标遗传算法和多目标模拟退火算法的优化结果进行了比较。研究结果表明,多目标遗传算法在满意度和计算效率方面均优于多目标模拟退火算法,是一种有效的混流装配线排序问题求解算法。     

大规模带复杂任务约束的装配线平衡问题优化

介绍了装配线平衡问题的传统模型,分析了传统启发式算法与遗传算法在解决现今生产中的大规模带复杂任务约束问题时的弊端.针对传统模型的局限性,给出了修正模型,然后集合数种组合优化算法的优点,对传统启发式算法的候选规则与任务分配规则进行改进,给出了一种可行、高效率的优化算法,最后用实例验证了算法的优良性能.     

Strategy of Concurrent Optimization for an Assembly Sequence

An effective constraint release based approach to realize concurrent optimization for an assembly sequence is proposed. To quantify the measurement of assembly efficiency, a mathematical model of concurrency evaluation index was put forward at first, and then a technology to quantify assembly constraints was developed by application of some fuzzy logic algorithms. In the process of concurrent optimization of the assembly sequence, two kinds of constraints were involved. One was self-constraints of components, which was used to evaluate the assemble capability of components under the condition of full-freedom. Another was an assembly constraint between components represented by geometric constraints between points, lines and planes under physical restriction conditions. The concept of connection strength degree （CSD） was introduced as one efficient indicator and the value of it was evaluated by the intersection of the two constraints mentioned above. The equivalent constraints describing the connection weights between components were realized by a well designed constraints reduction, and then the connection weights based complete assembly liaison graph was applied to release virtual connections between components. Under a given threshold value, a decomposition and reconstituting strategy for the graph with the focus on high assembly concurrency was used to realize an optimized assembly concurrency evaluation index. Finally, the availability of the approach was illustrated in an example to optimize the assembly of a shift pump.     

考虑效率差异和流动分配的混流装配线工人优化

本文研究了考虑工人装配水平差异、不同工位之间可以流动分配的装配线工人优化调度，在确定混流装配线的排序后，装配工人在其最擅长的工位工作，在完成本工位的工作后参与其他工位的装配工作，定义相关的优化因素变量和约束条件，建立了考虑工人工位效率差异且可流动分配的混流装配线工人优化数学模型。采用削峰填谷算法和多种群移民算法进行工人的调整和均衡优化，利用一个三层神经网络对削峰填谷的工位进行评估选择，得到工人的最优分配方案，最后通过Matlab对举例进行了验证。算例优化后，减少了2名装配工人，并提高了装配线的平衡率。     

混合粒子群算法在混流装配线优化调度中的应用

应用粒子群算法求解混流装配线的优化调度问题,给出粒子的构造方法,并针对算法中存在过早收敛的问题,提出了一种与局部优化和粒子微变异方法相结合的混合粒子群算法.给出了一个实例,实例应用粒子群算法和混合粒子群算法分别进行求解,与其他一些方法比较表明,混合粒子群算法可以有效、快速地求得混流装配线优化调度问题的解.     

手工装配作业单元的布局优化设计研究

针对典型的手工装配作业单元，将人的因素在布局中的影响定量化，结合物流因素，提出新的布局优化设计模型，并采用遗传算法对其求解。实例研究的仿真结果表明，基于新模型的手工作业单元的布局设计方案，在优化物流、保证作业效率的同时，还能优化作业姿态，从而降低作业者从事手工装配作业的平均能量消耗水平。     

ANTBAL: an ant colony optimization algorithm for balancing mixed-model assembly lines with parallel workstations

This paper presents ANTBAL, an ant colony optimization algorithm for balancing mixed-model assembly lines. The proposed algorithm accounts for zoning constraints and parallel workstations and aims to minimize the number of operators in the assembly line for a given cycle time. In addition to this goal, ANTBAL looks for solutions that smooth the workload among workstations, which is an important aspect to account for in balancing mixed-model assembly lines. Computational experience shows the superior performance of the proposed algorithm.     

随机型双边装配线平衡问题的一种启发式算法

为有效求解随机型双边装配线第Ⅰ类平衡问题(STALBP 1),在分析双边装配线平衡特点的基础上,考虑各任务操作时间的随机性,提出了一种启发式算法。在该启发式算法中,假定各任务的操作时间服从正态分布,运用具有操作方位约束的任务优先分配等规则来进行任务的选择和分配,通过改变预设超限概率,在不同生产节拍下,分别得到不同的平衡方案。实例验证了算法的有效性。     

考虑装配变形的精密机床床身优化设计

为了减小装配变形,提高机床装配精度,提出了一种考虑装配变形的机床床身优化设计方法。首先,分析了机床装配变形部位和床身装配变形机理,研究了影响机床床身装配变形的因素及其影响规律;其次,基于响应面模型和遗传算法,提出了考虑装配变形的机床床身多目标优化方法,给出了优化设计流程;最后,以经典的机床床身为实例,以床身结构参数为设计变量,以床身质量、装配变形幅值、最大静变形量最小和一阶固有频率最大为优化目标,对床身进行优化设计。结果表明：床身长度和宽度方向的筋板数量和筋板厚度均对装配变形有重要影响;床身优化后,可有效减小装配变形,提高装配精度,同时使床身的质量更小、刚度更大和动态性能更优。研究结果不但为机床基础大件的结构分析与优化设计提供了参考,也为其他类似设备的多目标优化提供了理论依据,具有重要的工程实践价值。