蔗糖煮炼设备多场协同优化设计方法研究

蔗糖煮炼设备具有多模态、多相流及多场耦合的特性,煮糖结晶设备设计方法可选不多.该文探讨了煮糖系统各物理场的特性及其对煮糖过程传热、传质和相变的影响机理.分析了煮糖过程多场协同作用的机制、规律以及多场耦合作用的有效协调方法,并将场协同理论和多学科设计优化方法有机结合起来,研究煮糖设备多场协同全局协调设计优化建模的方法和优...     

多场耦合系统协同设计方法研究

分析了现代产品开发中多场耦合系统设计存在的不足;通过对设计任务的分解,总结了多场耦合系统的一般特点,基于分解后模块功能实现和任务集成提出了多场耦合系统协同设计方法和实现框架,并对重要部件功能和实现作了描述;用一个实例验证了该方法应用的有效性和通用性。     

基于成本和时间平衡优化的供应链协同计划研究

研究了多供应商、多生产厂和多分销中心供应链系统协同计划的优化问题。以供应链成本和运行时间平衡优化为目标;根据问题的特点;采用遗传算法的三维数组编码方式;并通过基因段交配和基因移位变异相结合的方法求解供应链协同计划。用参数设置模拟各种工程应用的实际情况;帮助企业权衡产品成本和客户响应时间的关系;尤其对按订单生产的制造企业具有重要的指导意义;使该类企业面对客户的交货期与价格要求作出正确响应。     

基于BP网络和Pareto遗传算法的多目标协同优化

多学科设计优化（MDO）问题往往是多目标的。Pareto遗传算法（PGA）所求得的Pareto最优解集为设计决策提供了很大方便。针对在CO的计算构架中直接使用PGA会导致计算量过大的问题，提出基于BP神经网络和pareto遗传算法的多目标协同优化方法。采用试验设计方法选择设计点，构造具有全局近似能力的各学科优化神经网络响应面，进而采用PGA进行系统层优化问题的多目标寻优。用上述方法对某型干线客机进行总体多目标优化。与直接采用PGA求解MDF单级多目标优化模型所得的计算结果对比表明，所提出的方法能有效近似该问题的Pareto最优前沿．、     

多场耦合系统协向设计方法研究

分析了现代产品开发中多场耦合系统设计存在的不足；通过对设计任务的分解。总结了多场耦合系统的一般特点，基于分解后模块功能实现和任务集成提出了多场耦合系统协同设计方法和实现框架。并对重要部件功能和实现作了描述；用一个实例验证了该方法应用的有效性和通用性。     

基于场协同原理的燃气主机箱体散热分析及优化

为保证燃气透平机组安全稳定运行,掌握主机箱体通风系统的换热机制,开展了燃气透平机组主机箱体通风散热研究。基于场协同原理,对主机箱体内部流场、温度场和关键设备的散热性能进行分析,并提出加装导流装置的优化方案。结果表明,主机箱体内高温区域体积占比达到7.6%,主要集中在燃气轮机轴部件附近,该部件为主机箱体内主要热源,外表面平均温度高达86.94℃;加装50°导流装置后,主机箱体高温区域体积占比减至5.1%,燃气轮机轴外表面平均温度降至81.98℃,散热效果得到显著提升。     

基于多Agent的协同商务协调机制

为满足企业管理信息化的要求,企业应采用基于智能主体的多智能主体系统建模技术,以客户需求拉动,建立包括外部交易和内部生产活动的协同商务链系统。以公告板为基础,通过招投标机制实现商务需求任务的优化配置,同时以时间利润比作权重,通过最短路径方法有效分解商务需求任务,描述其相互问的逻辑耦合关系,以此形成竞争与合作的协调机制。     

稳态耦合场的协同仿真

对多场耦合问题提出了一种进行协同仿真的实用方法。针对多场耦合问题的求解现状,提出使用协同仿真的求解方式以降低问题难度,给出了协同仿真的框架。针对其中网格不匹配问题,在对现有软件进行深入研究的基础上,提出了使用内嵌的后处理机制来进行异构网格间的载荷插值。使用该方法对一个稳态热应力问题进行分析,与传统的一体化耦合求解方法进行比较,结果表明此方法精度高、计算开销小,具有较强的实际操作性。     

小生境遗传算法的多刚体系统动力学参数优化设计

在分析多刚体系统动力学参数优化问题特点的基础上,针对用传统优化方法和标准遗传算法求解这一类问题时存在的问题,提出了一种改进的小生境遗传算法。采用最优保存策略和高斯变异算子,保证算法的稳定收敛和提高算法在每个峰值附近的局部搜索能力。将该方法用于5自由度汽车悬架系统动力学参数优化设计问题,结果表明该方法在收敛速度和获得全局最优解方面部有很大提高。     

基于并行协同的多车间协同调度问题研究

传统企业在实际生产中,其多个关联车间之间的生产计划与调度存在难以协作的问题。为此,针对多车间协同调度问题建立了调度模型,提出了一种多车间协同调度的并行协同进化遗传算法(PCE-GA),并且采用该算法对上述模型进行了求解。首先,以最小化订单完工时间为目标,建立了单目标调度模型;然后,采用了并行协同进化遗传算法,对上述单目标调度模型进行了求解,基于工件、机器、装配关系的三层整数编码的染色体编码方案,提出了一种协同适应度值计算的方法;最后,以某液压缸生产企业为例,针对单目标调度问题,采用该算法与单车间遗传算法(JSP-GA)、并行协同模拟退火算法(PCE-SA)分别进行了求解,并对其结果进行了比较,以验证PCE-GA算法的优越性。研究结果表明：采用PCE-GA算法得到的优化率为13.3%,比单车间作业调度遗传算法求解的数据优化11.5%,该结果证明了PCE-GA算法在解决多车间协同优化问题时的优越性。     

基于JIT多车间协同的混流装配线排序模型研究

对于多车间协同的混流装配线,由于各分装配线产出的产品数量和时间直接制约着总装配线的时间和效率,因此在考虑总装配线的生产排序时,不仅要考虑总装配车间的生产组织方式,而且还要考虑各分装车间的工艺装配特点。主要针对一汽解放有限公司卡车产的总装配车间、焊装车间、涂装车间的车型装配工艺,提出了多车间协同的混流装配线排序模型,并运用遗传(GA)算法验证了该模型的有效性。     

基于Pareto最优的多企业协同计划调度优化

为解决协同制造环境下多协作企业的协同计划调度问题,针对多企业协同生产链实际运作过程,建立了一种考虑综合成本和完工时间的多目标计划调度优化模型。基于Pareto最优概念,采用NSGA-Ⅱ算法（快速非支配排序遗传算法）来解决多目标优化问题。为了保证解的收敛性和多样性,设计了有效的编解码方式和遗传操作程序,通过局部变异种群重复个体,并采用分布函数自适应选取精英数量,得到一系列Pareto最优解。最后通过仿真实例对多目标优化模型和算法进行了求解,结果表明,该方法可快速有效地实现全局多目标寻优,从而找到更多更合理的协同计划调度方案。
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基于子结构的宏微结构协同优化方法

利用子结构自由度的缩减实现结构宏微观的一体化设计,需要预先建立不同子结构构型的样本。宏观结构优化时只能在预定的微观构型中插值,限制了结构宏微观的优化空间。结合子结构自由度缩减与反求理论,针对周期性结构的设计提出了结构的宏微观协同设计方法。利用固体各向同性材料惩罚(SIMP)方法和子结构方法,构建了基于子结构的周期性结构宏微观协同设计框架;分析了宏观结构与微观周期性单胞的材料体积变化关联关系,并给出了两个尺度上的惩罚因子、变量过滤半径等优化参数的匹配。在此基础上,结合传统的结构柔度最小优化模型,计算了设计变量在宏观结构、微观周期性结构的灵敏度值,实现了宏微结构的协同设计。通过悬臂梁结构的设计,验证了所提方法的有效性。     

发动机废气再循环阀流场特性与多场协同机理研究

发动机废气再循环系统的应用可以对燃油效率进行提升,同时还会更好地降低发动机排气污染物的含量,以此能够进一步提升系统的应用价值。在发动机废气再循环阀流场特性作用下,废气通过EGR阀,在速度场、温度场、压力场,与多场协同机理,部分废气进到进气管,与进到进气管的空气在气流的作用下进行充分混合,然后进入到发动机汽缸内,使燃油在氧气充足的情况下进行充分的燃烧,通过废气再循环,燃烧的温度不会过高,抑制NOx的生成,减少排污染物的排放,本论文就场协同机理等方法对EGR阀的流场特性进行研究。     

基于可靠性理论的协同优化方法与应用研究

介绍应用于复杂系统的协同优化方法的基本思想和计算框架,并将可靠性理论引入协同优化方法中,优化时加入可靠性约束。在协同优化的系统级优化中,引入松弛变量,将一致性等式约束转化为不等式约束,使该算法易于收敛。该方法实现45吨铰接式自卸车轮边减速器的并行可靠性优化设计,将优化结果应用于实际工程。     

基于小生境遗传算法的汽车悬架优化设计研究

在传统遗传算法的基础上进行改进,结合小生境算法和遗传算法的优势,提出了一种可用于机械优化设计的小生境遗传算法。将这种算法在实际的机械机构中进行验证。结果证明,经过改进的遗传算法对于汽车空气悬架的转向机构的优化设计具有较强的实用价值。     

多目标柔性作业车间调度优化研究

提出了一种集成权重系数变化法和小生境技术的混合遗传算法,建立了包括时间、成本、交货期满意度和设备利用率在内的多目标优化模型。采用基于工序的编码方式和“间隙挤压法”活动化解码方法;遗传算子包括选择、交叉、变异3种类型;选择操作采用轮盘赌选择方式。为了保证解的收敛性和多样性,采用了精英保留策略和小生境技术。交叉操作采用线性次序交叉方式;变异操作采用互换操作变异方法。染色体的适应度是各个目标函数的随机加权和。仿真实验证明,提出的混合遗传算法可以有效解决柔性作业车间多目标调度优化问题。     

基于协同优化和多目标遗传算法的车身结构多学科优化设计

在汽车车身结构NVH和侧面碰撞安全性研究中,实施多学科多目标优化的可行性设计。通过试验设计制定试验方案并进行数据采样,构建考虑整车侧撞安全性、白车身模态、静态弯曲刚度、扭转刚度和轻量化等性能的响应面近似模型,然后对车身结构分别进行确定性和可靠性轻量化单目标设计。最后,运用多目标遗传算法结合多学科协同优化对车身结构进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集。研究结果表明:可靠性优化设计较确定性优化设计而言,能考虑产品设计和生产过程中的不确定性因素,保证产品稳健性;车身结构的多目标优化设计全面考虑了车身结构轻量化、NVH和碰撞安全性能等多学科之间的耦合和解耦;设计者可按需选择其满意的优化结果,这将大幅缩减产品开发周期、降低产品开发成本。     

Internet环境下机械结构系统的分布式全局协调优化

许多大型复杂结构系统的分结构是由异地分布的设计单位分别进行有限元分析与优化设计的，这样组合起来的结构系统并不能得到真正的优化。研发了通过Internet实现异地分布式结构系统全局协调优化设计的技术。给出了其实现途径、实用软件系统和应用算例。