基于蚁群劳动分工的空间分配方法求解带平衡约束的圆形装填问题

针对以卫星舱布局为背景的具有NP难度的全局优化问题——带平衡约束的圆形装填问题,提出基于蚁群劳动分工的空间分配方法。该方法将圆形装填问题看作空间分配问题,并借鉴蚁群劳动分工的任务分配来实现圆形装填问题的空间分配。通过中心平移策略和允许干涉策略,将带平衡约束的圆形装填问题由多目标带约束优化转化为单目标无约束优化。从空间的角度出发,建立了蚁群劳动分工与圆形装填问题之间的映射关系。引入蚁群劳动分工中的刺激—响应原理,提出了空间分配方法。该方法为圆形待布物定义了4个占位动作,并设计了相应的刺激和阈值,进而通过刺激—响应方式完成问题求解。通过3组共13个代表性算例的计算结果及与其他算法的比较表明,所提方法找到的圆形容器半径多为最优或者次优,且静不平衡量的精度最高。     

用户决策驱动的乘用车舱改进PSO布局优化模型

基于用户决策模型确定了车舱待布物的优化顺序,通过已优化待布物的定位确定尚未优化的待布物的定位,同时将PSO引入乘用车舱的三维布局分析。为避免陷入局部最优,采用自适应惯性权重系数对PSO进行了改进,提出了针对不同类型用户决策调整布局的优化新方法。利用JACK对不同优化方案和原方案进行了对比分析,验证了在用户决策驱动下,采用改进PSO进行布局优化的方式最符合人机工程学原理,可有效解决乘用车舱布局优化问题。     

混流生产车间设施布局方法概述

提出两种布局设计的思路：第一种思路是将混流生产线看成典型的流水线,运用设计流水线布局的方法,又考虑到混流生产的特点,形成了混流生产车闰布局的一般步骤。第二种恩路是将混流车间设施布局看成二次分配问题,应用现代智能优化算法对车间布局进行优化设计。     

一类装填布局问题的半自动求解方案

将知识推理、人机交互和优化技术应用于装填布局问题,提出了一种半自动布局方案.该方案首先通过知识推理来确定待布组件的装填顺序和初步位置,在此基础上利用人机交互手段进行初步的空间规划,最后利用遗传算法对布局方案进行性能优化.     

基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化研究

由于激光增材制造装备具有多维度信息、多流程、多功能、多对象等人机交互特征,导致其人机交互效率低、舒适安全性差,直接影响制件成形质量的稳定性。基于此,提出一种基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化方法。依据双手垂直可达域的舒适性划分人机交互界面可达域等级,构建基于可达域的激光增材制造装备人机界面布局优化模型。针对基于域模型构建的多决策变量界面布局模型求解问题,提出一种基于狼群-粒子群算法的混合智能求解算法,将狼群算法的奔走围攻行为机制引入粒子群算法,解决粒子群算法因种群多样性较低而导致计算结果容易陷入局部最优解问题。最后,以LDM4030激光增材制造装备为例,对其人机界面布局进行优化,并进行工效学仿真与眼动试验,结果表明：优化后的人机界面布局在舒适性、安全性以及界面的合理性上都优于原装备的设计,验证了该模型的有效性和可行性。     

设备布局离散优化问题的粒子群算法研究

设备布局设计是制造系统设计的重要组成部分，设备布局是否合理对整个制造系统的总体功效起着非常重要的影响。粒子群优化算法（PSO）是一种新的群智能优化算法，常用于求解连续空间极值问题，近来正逐渐进入组合优化领域。利用多雏实数编码及映射方法将连续PSO算法应用于求解设备环形布局问题，为此类离散优化问题的求解提供了一种新的思路。利用GA中的杂交策略扩展PSO算法，提高了PSO算法性能。通过实例计算和结果比较，说明了该算法能有效地求得设备环形布局问题的优化解，是一种行之有效地算法，有很好的实用价值。     

基于萤火虫算法的管路系统布局序列优化技术

针对复杂机电产品中的多根管路布局设计与优化问题,提出一种基于萤火虫算法的管路布局序列优化方法。该方法以长度、折弯数和流阻为综合优化目标,结合布局过程的约束条件建立了优化模型;对萤火虫算法进行离散化,重新定义萤火虫的间距和个体更新机制,使其适用于序列规划问题的求解;提出一种确定性和随机性相结合的方法生成初始种群,以含免疫记忆的A*算法求得路径,同时采用混合种群迭代更新策略,通过更新精英解集获得全局最优解。设计并开发了原型系统,以旅行商问题为例对算法效率进行了测试,并将所提方法应用到某产品的液压管路布局上,验证了所提方法的可行性。     

交通信息采集无线传感器网络节点部署的微粒群优化方法

针对城市道路交通信息采集无线传感器网络节点部署优化问题,采用传感器网络连通性和覆盖性作为综合评价函数,以满足网络连通性和覆盖性为约束,建立节点部署的约束优化数学模型,并用罚函数法将其转化为无约束优化模型。采用微粒群算法求解,并用动态改变惯性权重方法作为改进算法解决微粒群算法的早熟收敛。以北京市二环以内的道路为例进行模拟实验,结果表明,微粒群算法及其改进算法使优化布局的评价函数值比初始手动布局提高1.71%和3.18%。微粒群算法及其改进算法能够优化交通信息采集的无线传感器网络节点布局。     

基于模块间约束的机床布局优化方法

机床的占地面积是生产线布局的一个重要约束,为获得占地面积最小的机床布局方案,提出了基于模块间约束的机床布局优化方法。首先将待优化机床三维模型主要模块映射为二维矩形布局图元,并在此基础上构建了机床二维布局数学模型,然后根据不干涉算法设计了相邻算法,用来更精确地表达机床模块间的不干涉和相邻位置约束,最后应用改进的遗传算法通过Matlab计算得到机床布局优化后的方案。通过案例研究,得到较好的机床布局优化结果,验证了该优化方法的有效性。     

基于蚁群算法的机翼结构布局优化方法

提出了一种工程实用性强的飞机翼面结构布局优化方法。将机翼布局优化问题分解为拓扑优化与尺寸优化两个优化子问题来处理：尺寸优化采用成熟的准则法来处理;根据基结构法思想将拓扑优化转化为N根翼梁的0/1规划问题,并采用改进的蚁群算法来处理。为了加快蚁群算法的进化速度,避免重复计算,引入了蚂蚁路径数据库。算例结果表明：改进的蚁群算法有较高的效率;所提结构布局优化方法减重效果明显,是可行和有效的。     

一种基于工程规则的管路自动布局与综合优化技术

针对复杂产品中管路布局耗时长,返工率高的问题,提出一种基于工程规则的管路自动布局与综合优化方法。该方法采用运动规划算法对管路系统进行自动布局,在此基础之上通过模拟退火算法对管路布局方案进行优化。在布局完成后,综合考虑管路的可加工性,结构特性,强度特性等工程约束,采用一种基于一阶谓词的知识建模方法建立了管路布局知识库,在此基础上提出一种基于ASP推理机的管路系统自动评价技术,实现了管路布局的综合评价,并将评价结果反馈给设计人员进行布局方案的优化。以航空发动机液压管路系统为例进行了应用验证,证明了该方法的正确性。     

基于多目标果蝇算法面向低碳的车间布局与调度集成优化

以往车间布局和调度优化都是各自分开进行的,单独车间布局优化时一般假设待加工工件各工序的加工设备已经确定;而单独调度优化则在车间布局确定后进行的,这种分开优化的方式忽略了不同布局对工序加工设备间距离的影响,由此影响工序间的搬运时间,从而影响调度结果。为此,提出以车间制造过程总碳排放和总完工时间最小为优化目标的车间布局和调度集成优化模型。为了求解该模型,设计多目标果蝇优化算法(Multi-objective fruit fly optimization algorithm,MFOA)。为了增强MFOA全局搜索能力和维持算法的稳定性,设计一种基于混合步长的嗅觉搜索;为了增大果蝇种群的协作,避免陷入局部最优引入了全局协作机制。将非支配等级排序方法引入MFOA处理多目标问题,并用算例验证了多目标果蝇优化算法的有效性。将集成优化结果与车间机群式布局下的调度优化结果和将车间布局、调度分开优化的结果分别进行对比,说明提出的集成优化模型可以得到更低的碳排放,验证了模型的有效性。     

基于数值图谱的空间RRSS机构开区间轨迹综合方法

针对现有数值图谱法无法实现开区间设计要求的空间RRSS机构轨迹综合,基于小波分解理论提出了空间RRSS机构轨迹综合的方法.通过将空间RRSS机构轨迹综合问题转化为机构的基本尺寸型匹配识别问题和机构实际尺寸的计算问题,实现了开区间设计要求的空间RRSS机构轨迹综合,弥补了数值图谱法在求解开区间尺度综合问题上的不足.通过数值算例证明了提出方法的实用性和有效性.     

基于遗传模拟退火融合算法的船舶分段装配序列优化

针对复杂船舶分段装配序列规划问题,提出基于遗传模拟退火算法的分段装配序列规划求解方法,综合考虑分段装配中的工艺约束和几何约束,建立以分段装配所需时间和消耗成本为优化目标的问题模型,并为模型求解设计了遗传模拟退火融合算法,将模拟退火算法的局部搜索能力与遗传算法的快速全局搜索能力相结合,达到快速收敛到全局最优解的目的.通过实例验证了该算法的有效性.     

几何约束求解的新方法--基于共轭梯度法的混合遗传算法

将几何约束问题转化为数值优化问题.综合遗传算法的全局搜索能力和共轭梯度法的局部搜索能力,提出了一种混合算法.将此混合算法应用于几何约束求解中.实验表明该算法具有全局最优性和收敛性.     

大型复杂系统测试序列优化

为解决现有优化方法测试时间长、不能快速生成决策树等问题,提出Limited Bottom-Up方法.在决策树根节点对影响较大的首步测试进行优化选择,同时将复杂系统的大规模问题转化为规模较小的子集;对故障子集采用自下而上的方法牛成测试序列.试验结果表明,该方法有效降低了计算复杂度,缩短了测试时间,为大型复杂系统的可测性设计与分析提供了一种高效算法.     

相控阵雷达快速工艺准备与优化系统关键技术研究

为实现相控阵雷达的快速研制,开发了面向相控阵雷达的快速工艺准备与优化系统;建立了相控阵雷达快速工艺准备与优化系统的组成层次模型、功能分析模型和数据传递模型.采用融合基于实例、知识和交互式的综合式计算机辅助工艺设计技术,实现工艺的快速设计.提出了以基于实例的夹具设计为核心,以交互式夹具设计为补充的快速夹具设计方法.构建了以工艺参数数据库和知识库为中心,以基于神经网络的优化和基于有限元的物理仿真为手段的工艺参数优化分系统.快速工艺准备与优化系统的实施将提高装备的研发质量、缩短研发周期.     

基于改进粒子群算法的供应商参与可靠性设计优化

研究供应商参与下的汽车产品子系统可靠性设计的优化问题,考虑供应商参与产品设计的可信度因素,建立以最大化系统的可靠度和供应商的可信度为优化目标的多目标数学规划模型。通过加权的方法把多目标优化模型转化为单目标非线性整数规划模型。采用粒子群(Particle swarm optimization,PSO)算法进行求解,提出适用于“零部件—供应商”关系的离散粒子编码方法。设计带有自适应动态惩罚项的适应度函数,把优化问题转化为无约束优化问题,并将粒子的搜索范围扩展到近可行解空间,进而较好地改进了算法的搜索速度和收敛性能。以某中级轿车传动系统零部件可靠性设计的优化问题为实例,进行仿真研究,应用质量功能展开和模糊评判的方法生成了零部件的权重和供应商可信度初始数据值,仿真结果验证了所提出PSO算法的实用性和有效性。     

基于工程规则的航空发动机管路敷设算法

复杂装备如航空发动机通常包含大量的对产品性能与可靠性有着重要影响的管线,管线敷设需要考虑空间限制与规则约束,手工敷设会导致反复修改且效率低下.提出一种基于工程规则的航空发动机管线自动敷设算法.该方法将航空发动机布管问题描述为求取满足一定规则的扫掠圆运动轨迹问题,采用柱坐标系对航空发动机的回转布管空间进行描述,构建轨道线框用于限定扫掠圆的运动轨迹.提出基于工程规则的布管算法引导扫掠圆接近目标,并提出障碍轮廓扩张法使得扫掠圆绕过形状复杂的管路附件.算法存储空间小、搜索速度快,且不局限于柱面或锥面,因此更具一般性.通过若干航空发动机管路敷设的数值算例,验证了算法的可行性与高效性.     

质量功能展开在生成装备维修性设计要求中的应用

提出QFD在装备维修性设计领域中的一项具体应用方法，即在维修性设计要求的生成过程中的应用。该方法将军方对于待研装备的维修需求转化为装备开发设计过程中有关维修性的一系列工程特性，进而转化为一系列设计特性，经过重要度评判与变换以及相似装备维修性水平对比，最终形成装备的维修性设计要求。