面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法

为提高再制造零部件利用率并提升再制造复杂机械产品的装配精度,提出了一种面向再制造复杂机械产品装配过程的质量控制点公差带在线优化方法。在分析再制造复杂机械产品装配特点的基础上,对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分;从装配精度角度出发,综合考虑装配过程中的质量损失和成本差异,以尺寸链为约束,构建了公差带优化模型,并研究了基于遗传算法的模型求解过程;在此基础上,提出了基于历史数据的正向推理模式,以及基于装配实时信息的逆向推理模式,推导出装配优化方案集并对车间异常情况作出及时响应;最后,开发出再制造发动机装配过程在线质量控制系统原型,验证了该方法的可行性和有效性。     

面向质量目标的再制造复杂机械产品装配分组优化配置方法

为提高再制造机械装配精度和装配质量稳定性,提出一种面向再制造质量目标的复杂机械产品装配分组优化配置方法。分析复杂机械再制造装配生产的特点,建立面向再制造质量目标的复杂机械产品分组优化配置方法总体架构;在质量公差精度分级和极值法尺寸链约束的基础上,结合质量损失-公差函数和装配成本函数,在保证质量和成本最小化的目标下,构建面向再制造质量目标的复杂机械产品装配分组优化约束函数,并给出基于模拟退火遗传算法的模型运算过程,求解出动态规划优化配置方案,规范化标准化装配过程,减少再制造装配过程不确定性,确保再制造产品质量;通过某再制造发动机装配过程实例验证该方法的可行性和有效性,为提高复杂机械产品再制造装配质量提供一种切实可行的解决方案。     

机械产品再制造装配过程动态工序质量控制系统

针对机械产品再制造装配过程质量控制问题,在分析机械产品再制造装配过程特点的基础上,提出面向机械产品再制造装配过程的动态工序质量控制模式。依据该模式,给出了面向机械产品再制造装配过程的动态工序质量控制系统的功能结构模型,分析了基于无线射频识别技术的再制造装配过程质量信息感知平台、再制造装配过程动态工序质量在线优化专家系统、基于组件技术可视化在线工序指导模式等关键使能技术。以某发动机再制造企业的重载发动机装配过程为例,应用J2EE构架开发了面向发动机再制造装配过程的动态工序质量系统,验证了该动态工序质量控制模式的可行性和有效性。     

再制造复杂机械产品装配过程在线质量异常诊断

在不确定的环境下,如何有效实现复杂机械产品再制造装配过程质量异常诊断是再制造企业质量控制面临的难题。基于此,在分析再制造复杂机械产品装配过程质量控制特点基础上,提出一种基于模糊异常诊断Petri网的再制造复杂机械产品装配过程质量异常诊断方法。该方法运用模糊理论建立了过程质量异常与异常源之间的映射关系,结合Petri网图形化描述了过程质量异常产生和传播机理,并通过模糊推理规则实现了装配过程质量异常诊断。以某再制造企业发动机装配过程为例,验证了方法的可行性。     

考虑质量、成本与资源利用率的再制造机床优化选配方法

针对再制造机床装配过程中存在的装配精度低,再制造资源利用率低以及生产成本高等问题,提出一种新的再制造机床综合优化选配方法,综合考虑装配精度、再制造资源利用率与成本,采用田口质量损失函数与剩余件成本函数,以封闭环尺寸链为约束条件,在保证装配精度及最小成本的目标下,建立综合选配模型,并给出基于粒子群遗传算法的模型求解过程,求解出再制造装配过程的最优选配方案,减少了再制造装配过程中的不确定因素,降低因选配方案不合理而带来的资源浪费,保证了装配产品的质量。最后,以废旧CAK6150机床主轴箱为例,对其主轴装配过程进行优化选配,最终验证了该方法不仅解决了再制造零件选配过程中精度低的问题,而且大大提高了选配过程的再制造资源利用率,降低企业成本。     

基于混合粒子群算法的复杂机械产品装配质量控制阈优化方法

为提高复杂机械产品的装配精度和服役安全性,提出一种多载荷作用下的基于混合粒子群算法的复杂机械产品装配过程质量控制点控制阈优化方法。分析复杂机械产品装配及服役的特点,定义关键质量控制点的多载荷影响因子;综合考虑装配质量损失成本和装配时间调整成本,建立基于多载荷影响因子的关键质量控制点装配损失-控制阈函数,揭示了质量控制点总损失与控制阈的关系;在保证装配精度的情况下,以总成本最小化为目标,构建多载荷影响因子的装配质量控制阈优化模型,并给出了基于混合粒子群算法的模型求解过程。最后以某型发动机的缸盖拧紧过程为例,将基于多载荷影响因子的模型求解出的产品装配方案结果与应用该方法之前装配结果做了对比分析,结果表明该方法能够显著提高装配质量及服役安全性能,为复杂机械产品装配质量控制阈优化提供了一种方法。     

机械产品再制造装配过程动态工序质量控制系统

针对机械产品再制造装配过程经常会发生多种质量问题,将机械产品再制造装配过程特点作为基础,制定合理的机械产品再制造装配过程动态工序质量控制模式。利用该模型,组建机械产品再制造装配过程动态工序质量控制系统,从而对动态工序质量控制模式的可行性与稳定性进行验证。     

基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法

为了准确有效地评价不同装配序列中累积偏差对产品装配质量的影响,建立基于尺寸变动度的装配序列偏差传递模型及质量评价方法,以尺寸变动度所关注的装配特征为目标特征,在构建的装配特征邻接关系矩阵和几何特征公差关系矩阵基础上自动建立偏差传递模型,根据偏差传递过程求解累积偏差确定尺寸变动度。设计人员可据此获得装配质量最优的装配序列,同时可对零件设计公差进行改进。以人造宝石专用加工机床为例,验证了方法的有效性。     

基于蚁群算法的工程机械再制造优化选配方法研究

针对工程机械再制造装配效率低、装配精度差以及不匹配零件较多等问题,提出一种面向再制造的优化选择装配方法。分析工程机械再制造不确定性因素和装配质量的影响因素,构建了基于多元质量损失函数和装配偏差度的数学模型;同时针对再制造装配在满足装配精度的条件下应减少不匹配零件的剩余和尽可能优先使用重用件、修复件的特点,提出装配成功率和再制造资源利用率两个新的选配质量评价指标,建立以装配精度和再制造资源利用率为目标的综合选配模型。根据再制造选配模型的特点,改进蚁群算法的信息素更新方式,设计启发信息函数,以便输出较优的装配组合方案,减少再制造过程中不确定性因素对装配质量的影响。通过某发动机曲柄连杆机构的装配实例验证了该方法的可行性和有效性。     

基于互信息和博弈论的复杂机械产品装配质量控制阈在线优化方法及应用

为提高复杂机械产品的装配精度和装配稳定性,提出一种基于互信息和博弈论的复杂机械产品装配过程质量控制阈在线优化方法。在分析复杂机械产品装配特点的基础上,基于互信息表征了装配质量控制点之间的耦合关系,建立了装配质量稳定性测度模型。为保证装配精度,以装配成本(质量损失成本和装配调整成本)最小化为目标,阐述了装配成本与控制阈的关系。将装配稳定性、装配成本要素之间的冲突问题转化为数学模型,基于博弈论方法进行冲突消解,获得最优装配质量控制阈。以模型发动机缸盖螺栓拧紧为例,设计开发了装配质量控制阈优化系统,验证了该方法的可行性和有效性。     

New approach for robust multi-objective optimization of turning parameters using probabilistic genetic algorithm

Limited by techniques, the process of remanufacturing exists masses of uncertainties which have a great impact on the remanufactured parts quality, how to achieve a higher quality of mechanical products by using limited remanufactured parts precision, has become one of the key issues of remanufacturing industry. Firstly, with a target to reduce uncertainties and improve the quality of automatic products, a method of tolerance grading allocation for remanufactured parts is proposed based on the uncertainty analysis of the remanufacturing assembly. The dimensional tolerances of the mechanical parts are divided into positive and negative two groups. We use selective assembly method to reduce assembling deviation. Then, the method is proven by mathematical formulas that the remanufactured parts variance can be expanded to two times, and the tolerances can be liberalized 40 % through tolerance grading allocation method. It is also the theoretical basis for improving the reuse radio and quantitatively describing the tolerance liberalization in this paper. Finally, feasibility research on this method is studied from the angle of cost–benefit. Furthermore, a tolerance grading allocation example of remanufactured engine piston assembly in a power corporation shows the validity and practicality of the proposed method.     

基于局部搜索NSGA-Ⅱ算法的机械产品分组选择装配方法

针对批量机械产品多目标要求下的分组选择装配问题,提出一种基于局部搜索的第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的分组选择装配方法.以装配精度和装配成功率为优化目标,构建基于质量损失函数和尺寸偏差的综合选择装配模型.采用浮点数和整数相结合的编码方式来描述分组选择装配方案,为获得分组选择装配方案中每个产品的封闭环实际尺寸,...     

基于最短路径的复杂机械产品装配过程质量控制点公差带在线优化方法

为提高复杂机械产品的装配精度和装配质量稳定性,提出一种基于最短路径的复杂机械产品装配过程质量控制点公差带在线优化方法。对关键工序的质量控制点公差带进行细粒度划分;从装配精度角度出发,引入田口工序能力指数构建质量损失—公差函数;综合考虑装配过程中两种作业(基本作业和辅助作业)类型的时间调整损失,建立装配时间调整费用—公差函数;在上述两函数的基础上,通过加权聚类建立装配损失—公差函数模型,以描述质量控制点的总损失与公差的关系;构建基于最短路径的公差带在线优化模型,将装配损失—公差函数作为权函数,以最小损失为目标进行搜索,实现对后续质量控制点公差带的在线优化。以某型发动机缸盖螺栓拧紧过程为应用实例,验证了上述方法的可行性和有效性。     

基于表面质量需求的机械零件再制造毛坯预处理工艺优化方法

针对目前再制造预处理工艺不能有效地与检测、修复等后续工艺相匹配的问题,通过调研现有再制造毛坯污染物及相应预处理工艺,构建了基于表面质量需求的再制造毛坯预处理工艺能力函数。同时考虑再制造预处理工艺中的能量消耗过程,构建了再制造预处理工艺模型,提出一种基于表面质量需求的再制造毛坯预处理工艺优化方法。以某款变速箱壳体类零件为研究对象,基于Box-behnken实验数据,构建了超声波清洗预处理工艺优化模型,并提出了不同表面质量需求下的优化工艺方案,验证了所提模型及方法的可行性与有效性。     

基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法与应用

针对航天复杂产品装配过程的实时可视化监控、运行状态在线分析与预测难题,提出了一种基于数字孪生的复杂产品装配过程管控方法。首先构建了面向复杂产品装配过程管控的数字孪生模型;在此基础上,引入工作流技术实现了装配过程数据的实时采集与管理,提出实时数据驱动的数字孪生车间同步运行方法;随后通过灰色马尔可夫预测模型、T-K统计控制图以及关联规则算法的集成应用,实现了对复杂产品装配过程中的小样本量质量数据的实时预测与分析。最后,自主设计并开发了基于数字孪生的复杂产品装配过程管控系统,并在某卫星装配车间进行了应用验证。     

基于机械产品低碳化的后处理与再制造

对机械类产品的后处理与再制造进行简要的分析,对产品制造后的包装运输、产品的维护、产品的回收与再制造过程进行详细的分析。强调企业在回收与再制造中信息收集的重要性,促进机械类企业在运输、维护、再制造方面的产业结构转型,有助于企业在低碳再制造渠道的结构优化。     

复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测

针对复杂产品装配过程中装配模型/数据/信息脱节、精度预测不准确、缺乏现场装配有效指导等实际工程应用问题,提出复杂产品数字孪生装配模型表达与精度预测方法。给出基于数字孪生的复杂产品装配精度预测方法总体流程;其次,将数字孪生装配模型表达划分为装配对象模型和装配工艺模型,并明确了产品数字孪生装配模型的精准建模机制;在此基础上,采用基于实测数据的装配偏差传递更新迭代机制实现融合多维度误差源的产品装配误差分析计算与装配精度预测;最后,以某型卫星结构部装为例搭建了复杂产品数字孪生装配软硬件系统平台,并通过实例验证了所提方法的可行性,为复杂产品装配精度预测与保障提供了一种切实可行的新思路和新途径。     

基于软件的产品再制造技术应用研究

在三维造型软件的辅助下,将面向拆卸的设计(DesignforDisassembly,DFD)方法引入产品的设计过程中,建立产品的结构层次模型,实现装配与拆卸的关系转换,改进零部件结构,仿真拆卸过程。同时设计了面向再制造的产品工程管理系统,并将其应用于典型机电产品的再制造过程中。