基于Rényi熵的不确定可靠性及其功能优化算法模型研究

产品研发过程中功能优化是一个复杂系统,往往存在大量随机且不确定性因素。不确定可靠性是解决这类问题的一个重要数学工具。引入人工智能机器学习中Rényi熵,构建基于Rényi熵的不确定可靠性产品功能优化模型及自动化计算方法。通过产品功能需求分析、认知集合转换、Rényi熵可信度分配与合成等过程,自动化迭代计算出优选功能组合。以应急救援产品为例,计算结果表明,产品功能优化算法模型能够有效抑制不确定性因素扰动,获取最优解组合,提高产品设计效率及准确性。     

基于不确定理论帐篷框架可靠性拓扑优化设计

基于不确定理论,针对帐篷研发设计和实际工况的不确定因素,构建了在材质和工况均不确定条件下的有限元分析数学模型,而后提出了以可靠性为求解策略的拓扑优化.方案以可靠性指标为约束条件,将不确定参数转化为确定性参数,再进行变密度拓扑优化.拓扑优化方案以军用和民用两个典型帐篷框架结构为例,考虑了在风载荷下框架的受力及优化设计,验...     

基于不确定数据指数型产品贮存可靠性的置信下限

研究了产品具有不确定试验数据下指数型产品贮存可靠性的置信下限。基于产品的不确定数据，首先给出指数型产品贮存可靠性的极大似然估计，然后通过把产品各检测时刻的试验数据折合成某一时刻下产品的伪成败型试验数据，给出了产品贮存可靠性的近似置信下限的计算公式，给出了数字例，并对近似方法进行了模拟计算，结果表明效果较好。     

基于GASA优化算法的不确定条件下Job-Shop调度问题研究

针对不确定因素和动态干扰事件下Job-Shop调度问题,基于模糊数理论和动态调度策略,综合考虑完工时间、机器加工成本和机器负荷,建立了作业车间多目标不确定性调度模型;为了求解该调度模型,结合遗传算法和模拟退火算法的特点,设计了遗传模拟退火混合算法,并针对作业车间的复杂性要求,对算法的编码解码、交叉变异算子以及保优策略等方面进行了改进;通过仿真,得到了初始调度方案,然后在此基础上,采用动态调度策略对紧急插单、机器故障、工件取消和交货期变更等不确定干扰事件进行了研究.通过对某电动产品生产公司车间进行的实证研究结果表明,根据上述研究得到的较好的调度方案,可以有效地提高机器利用率和客户满意度.该模型和算法能够较好地应用到企业实际生产中.     

结构动力响应可靠性优化算法研究

通过对约束最优化算法的分析研究,分别将复合形法以及内点罚函数法用于结构动力响应可靠性优化中,通过数值算例说明两种算法对结构动力响应可靠性优化的影响。     

随机-认知不确定性的相关性分析模型及可靠性计算方法

针对工程中同时存在随机和认知不确定性的问题,提出了一种考虑相关性的概率-证据混合不确定性模型及相应的结构可靠性分析方法。首先引入样本相关系数来描述概率变量之间、证据变量之间以及概率和证据变量之间的相关性,通过一个转换矩阵将原问题中相关的变量转换为相互独立的变量,并构建了一个等效的概率-证据混合可靠性模型。然后将其转化为一系列概率-区间混合可靠性分析模型,并总结了嵌套优化分析迭代格式来求解失效概率区间。最后提供了三个数值算例验证该方法的有效性。     

基于收益概率的不确定环境下的产品拆卸序列优化

为了研究拆卸过程中存在的许多不确定因素对拆卸收益产生的影响,利用拆卸网络图得到目标零部件的可行拆卸序列,综合考虑拆卸时间随机、零部件质量不确定等因素,提出拆卸收益的计算方法;基于拆卸收益概率,建立了不确定环境下产品拆卸序列优化模型,并设计了基于随机模拟的求解方法。结合实例进行分析,验证了所提模型的可行性和方法的有效性,通过改变参数比较优化结果说明了参数变化对拆卸序列优化的影响。     

关于不确定结构非概率可靠性计算的研究

将结构的不确定参数描述为区间变量,基于非概率可靠性模型研究结构可靠性的两种计算方法.一种方法是先优化得到结构功能函数的最大和最小值,再计算功能函数均值和离差的比值;另一种是将功能函数标准化,并构造一种有约束优化模型,最优解分量的绝对值即非概率可靠性指标.算例表明,两种算法对于任意功能函数都是可行的;对于线性功能函数,两者等效;对于非线性功能函数,两者略有差异.计算的差异来源于两种非概率可靠性定义的不同.     

基于不确定规划的产品拆卸序列规划

分析了产品拆卸序列规划中的不确定性,在基于混合图的产品拆卸模型的基础上,将产品拆卸序列规划转化为一类不确定规划问题。以机会约束规划模型为基础,使用模拟退火算法,给出了基于不确定规划的产品拆卸序列规划求解流程和算法。最后,通过一个简化的计算机主机箱实例说明了方法的有效性及优越性。     

基于改进粒子群优化算法的复合材料可靠性优化设计

提出了一种可用于求解非线性约束优化问题的改进粒子群算法,并将其用于求解复合材料可靠性优化设计。在满足层合结构系统可靠度的情况下,以总厚度最小为目标函数,对复合材料的纤维方向角和厚度进行优化设计。结果表明,改进粒子群算法不但具备基本算法的简单易实现、需调整参数少的特性,而且能够在确保全局收敛性的基础上,快速搜索到高质量的优化解,对复合材料层合结构的可靠性优化设计十分有效。     

基于反向认知果蝇优化算法的转向梯形机构设计

为提高果蝇优化算法(FOA)在转向梯形机构优化中的应用效果,对其进行改进,提出了反向认知果蝇优化算法(RCFOA).相比于FOA,RCFOA在进化过程中在保留向最优个体学习策略的同时,增加了向最差个体学习的过程,即增加了"反向认知"策略,从而提升了算法的寻优能力.函数优化结果表明,RCFOA的优化精度、优化速度和算法稳...     

基于模拟退火粒子群算法的圆柱齿轮减速器的可靠性优化

模拟退火粒子群算法将模拟退火思想引入具有杂交和高斯变异的粒子群算法中,是一种简单快速的随机全局优化算法。将模拟退火粒子群算法与可靠性优化设计理论相结合,建立了最大化减速器传动系统可靠度的优化模型,提出了基于模拟退火粒子群算法的圆柱齿轮减速器可靠性优化方法。利用该优化方法进行一圆柱齿轮减速器的优化设计,其优化结果明显优于基本粒子群算法、混合罚函数法和传统设计方法。算例表明,该优化方法具有全局收敛且精度高的优越特性,是一种有效的可靠性优化设计方法,并对其他机械部件可靠性优化具有一定的参考意义。     

可靠性优化问题的人工鱼群算法求解

为了使设计既能满足可靠度要求又使系统成本最小,提出了基于人工鱼群算法的优化方法.简单介绍了冗余优化模型和人工鱼群算法,并给出了基于人工鱼群算法的可靠性的求解策略,详细讨论了求解步骤,并对串-并联系统的可靠性分配的可靠性优化设计问题进行了分析计算.结果表明该算法具有较强的局部搜索能力,与其他方法相比,具有更高的搜索速度和搜索效率.     

可靠性优化问题的人工鱼群算法求解

为了使设计既能满足可靠度要求又使系统成本最小,提出了基于人工鱼群算法的优化方法。简单介绍了冗余优化模型和人工鱼群算法,并给出了基于人工鱼群算法的可靠性的求解策略,详细讨论了求解步骤,并对串一并联系统的可靠性分配的可靠性优化设计问题进行了分析计算。结果表明该算法具有较强的局部搜索能力,与其他方法相比,具有更高的搜索速度和搜索效率。     

混合不确定因素下的复合材料模糊可靠性优化设计

考虑失效(安全)状态的模糊性以及设计变量和设计参数的区间性,研究复合材料基于模糊状态下随机变量和区间变量共存时结构的可靠度优化设计。算例考虑单层复合材料强度指标的随机性、设计变量或材料参数的区间性以及极限状态的模糊性,结果说明所提出的基于模糊状态的混合可靠度模型和计算方法的合理性及有效性。同时,对模糊状态以及区间性的影响进行分析和讨论,研究发现极限状态的模糊性、设计变量或材料参数的区间性对可靠性分析及优化设计结果有较大影响。     

不确定环境下产品供应链碳足迹优化EI北大核心CSCD

为了更精确地描述并优化不确定环境下的产品供应链碳足迹,利用分布决策和随机机会约束规划法,综合考虑产品市场需求、资源约束等诸多不确定性环境因素,构建了多参数多产品供应链碳足迹优化模型。针对模型多约束非线性混合规划特性,设计了一种改良模拟退火遗传混合智能算法。基准测试函数运行比较显示,该算法各方面性能均有明显改进。通过对构造算例进行仿真,验证了模型及算法的有效性,并通过敏感性分析解析了模型参数控制依据,以求为产品供应链碳足迹优化问题提供一定的理论和实践指导。     

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IPTO算法的连续体结构可靠性拓扑优化

研究结构几何尺寸、结构材料体积及作用载荷不确定条件下的连续体结构可靠性拓扑优化问题,提出基于改进比例拓扑优化(Improved Proportional Topology Optimization,IPTO)算法的可靠性拓扑优化方法.基于概率方法描述变量的不确定性,建立综合考虑材料体积约束和可靠性约束且使柔度最小的连续体结构可靠性拓扑优化数学模型;为提高计算效率,使用基于解耦思想的混合法将可靠性拓扑优化问题解耦成可靠性分析和当量确定性拓扑优化两个独立子问题.在可靠性分析阶段,遵循一阶可靠度法中可靠性指标的几何意义,获取满足可靠性约束且服从正态分布的随机变量,并通过逆变换对其进行修正;在当量确定性拓扑优化阶段,以修正后的随机变量作为设计参数,使用具有无需获取灵敏度信息功能的IPTO算法对结构执行拓扑优化设计.最后使用MBB梁和悬臂梁两个算例证实了所提方法的有效性.     

基于SPEA算法的螺旋钻采煤机多目标模糊可靠性优化

为了提高螺旋钻采煤机的输送效率、运行可靠性,降低能耗和质量,以螺旋钻采煤机内径、螺距、螺旋升角、转速、叶片厚度以及叶片头数为设计变量,设置螺旋钻采煤机的生产率最大、能耗最低、质量最轻作为优化目标,采用理想点法将多目标问题转化为单一目标问题,利用SPEA算法对螺旋钻采煤机进行模糊可靠性优化,优化结果表明:螺旋钻采煤机的输送生产率提高26.1%,质量下降18.1%,能耗下降5.08%。     

不确定结构区间分析的仿射算法

将结构系统中的不确定性参数用区间数表示,建立系统的区间有限元控制方程.对该方程组的求解提出一种基于导数信息的仿射算法.此方法通过令独立的不确定性参数转换成仿射型,将区间线性方程组的求解转化为相应的确定性问题,再搜索各方程解中的最大最小值,得到每个区间分量的边界.先用数学算例对该算法的正确性和有效性进行验证,然后应用于静力区间分析的工程算例,并与其他算法进行比较; 计算结果表明该算法的可行性和有效性.