基于蚁群算法的引信装配序列优化

蚁群算法作为模拟进化算法具有正反馈和分布式计算的特点,可解决由于经验法确定的装配序列较多考虑几何约束条件,难以兼顾其他影响因素的问题,但是迄今未见应用于引信,为此,将蚁群算法引入引信机械机构进行装配序列优化。为了应用蚁群算法,需要依据引信产品的具体情况调整状态转移概率和信息素更新规则。仿真结果表明:通过评价指标引导算法生成的优化序列能较好地满足预期使用功能,装配方案合理、适用。     

基于改进蚁群算法的装配序列规划

针对装配序列规划问题,分析了基本蚁群系统的不足,提出了面向装配序列规划的改进蚁群算法,来获得最优或次最优的装配序列.改进蚁群算法中,将装配操作约束作为启发式信息引入状态转移概率中,通过获取零部件之间的装配关系设定可行转移范围.通过信息素残留系数的动态变化和影响转移概率的α、β参数的动态设置,提高了蚁群的收敛速度并有效地避免了其陷入局部最优解.通过实例验证了改进算法的有效性.     

基于改进蚁群算法的装配序列规划

针对装配序列规划问题;分析了基本蚁群系统的不足;提出了面向装配序列规划的改进蚁群算法;来获得最优或次最优的装配序列。改进蚁群算法中;将装配操作约束作为启发式信息引入状态转移概率中;通过获取零部件之间的装配关系设定可行转移范围。通过信息素残留系数的动态变化和影响转移概率的α、β参数的动态设置;提高了蚁群的收敛速度并有效地避免了其陷入局部最优解。通过实例验证了改进算法的有效性。     

基于模拟退火算法的装配序列生成与优化

分析了一个优良装配序列应满足的装配约束条件,从几何可行和工艺优良两方面对装配序列进行评价;介绍了影响装配序列工艺性能的四大因素及其量化方法。在此基础上,建立了基于模拟退火算法的装配序列优化规划模型,并对算法的性能和速度进行了分析、处理。最后通过齿轮泵的应用实例说明了该优化算法的有效性。     

微小卫星的自适应蚁群算法装配序列规划

介绍了复杂的卫星零件装配通过构造装配矩阵将改进蚁群算法用于生成装配序列的方法.但是蚁群算法容易陷入局部最优,为了避免算法陷入局部最优或者停滞,运用自适应伪随机比率选择规则,通过信息素的局部和全局更新,帮助"蚁群"快速的寻找全局最优解,最后通过实例验证了算法的实用性.     

虚拟现实环境下交互式船舶装配序列规划研究

针对传统装配序列规划方法解空间大、模型简单的问题,提出了应用虚拟现实技术解决船舶装配序列规划问题的方法。该方法分为虚拟拆卸和方案评价两个阶段,分析了虚拟装配平台上进行虚拟拆卸的基本流程和关键技术——虚拟环境下的实体模型表达和基于装配约束的运动导航。建立了船舶装配序列评价模型,确定了零件重量、装配时间、装配稳定性和装配过程难度等面向手工装配的评价指标。最后,用某船舶机舱区域的规划实例进行了验证,结果表明该方法生成的装配序列对实际船舶装配生产具有指导作用。     

多工位装配序列粒子群优化算法

针对传统单工位装配序列求解上的不足,将粒子群算法应用于多工位多目标装配序列优化的求解,提出一种面向复杂多工位产品的装配序列优化方法。采用优先序列图(Assembly precedence graph,APG)来描述零件间的优先约束关系,构建优先关系矩阵、装配干涉矩阵、工位能力表和装配信息表,描述装配部件干涉及工位之间的关系;给出粒子群算法编码体系和装配关系算法模型表达方法;综合考虑装配操作成本、装配工具更换成本和装配夹装变更成本和运输成本的影响,提出有工程意义的适应度函数的表达式;根据APG生成随机的可行初始装配序列,并利用粒子群算法(Particle swarm algorithm,PSO)对装配序列和装配工位进行优化。以飞机起落架装配序列规划实例验证多工位粒子群装配序列优化算法有效性。     

基于蚁群算法的异步并行装配序列规划方法

为了提高复杂产品的装配序列规划效率,利用蚁群算法的并行性及其搜索过程的独立性,对装配序列进行异步并行求解。首先,调整产品结构树的装配层次关系,并基于多色集合理论(PST)对装配层次结构进行形式化表达,建立PS层次结构树;其次,基于分治原则,建立全局并行、区域线性的蚂蚁搜索策略,对PS层次结构树进行逐层规划和整合计算,实现装配序列的异步并行求解,并提高求解效率;然后,为了解决非线性装配序列表达方式问题,建立装配序列树模型及其自相关矩阵。最后,通过实例验证了异步并行装配序列方法的可行性与有效性。     

基于蚁群算法的选择装配

选择装配是一种由低加工精度零件获得高精度装配件的方法,可归纳为一个组合优化问题,蚁群算法是解决这类问题的有效方法.综合考虑选择装配中的匹配率和匹配精度,提出以综合装配质量指标为选择装配的目标函数.为了求解选择装配的组合优化问题,在蚁群算法的框架内提出一个考虑信息素分布为节点模式的蚁群算法解构造图模型,并详细讨论蚁群算法的实现过程.通过对实例的仿真计算,考证该方法的实效性.     

基于改进蚁群算法的装配序列规划研究

装配序列规划能解决装配过程中所出现的速度和质量问题,降低生产成本。通过考虑装配影响因素,对装配体零件之间关系进行数学建模,提出一种解决该问题的改进蚁群算法。算法提出用加强装配关系矩阵来表示零件之间存在的强约束关系;用加强随机状态转移规则,使蚂蚁能更快地寻找到最优或者近优解;完善信息素更新规则,使算法能更好的利用正反馈机制。通过实例证明,该改进型算法能实际有效地解决装配序列规划问题。     

虚拟装配工艺规划实现技术研究

对虚拟环境下的产品装配工艺规划进行了研究,分析虚拟环境下面向集成的装配工艺规划系统结构。对虚拟装配工艺规划的三个核心问题(装配模型、装配序列规划和装配路径规划)进行描述,提出虚拟环境下面向工艺设计的产品装配模型总体结构。给出虚拟环境下装配约束关系的识别方法,实现了零部件基于约束的三维空间导航运动。建立原型系统,能够为虚拟环境下的装配工艺规划奠定基础。     

给定序列的混合品种装配生产线平衡算法

针对任意给定序列的混合品种装配生产线平衡问题建立了数学模型,模型中假定不同品种之间可以具有不同的偏序结构和关联任务。为了获得最优的产出效率,模型的目标函数是品种负荷波动产生的剩余工作总量最小。由于该装配生产线平衡问题是NP-hard问题,开发了相应的遗传算法。最后用一个实例来说明算法的有效性。     

INTEGRATED APPROACH TO GENERATION OF PRECEDENCE RELATIONS AND PRECEDENCE GRAPHS FOR ASSEMBLY SEQUENCE PLANNING

An integrated approach to generation of precedence relations and precedence graphs for assembly sequence planning is presented, which contains more assembly flexibility. The approach involves two stages. Based on the assembly model, the components in the assembly can be divided into partially constrained components and completely constrained components in the first stage, and then geometric precedence relation for every component is generated automatically. According to the result of the first stage, the second stage determines and constructs all precedence graphs. The algorithms of these two stages proposed are verified by two assembly examples.     

考虑工具操作空间的装配序列生成方法

介绍了基于有向图的装配模型,该模型记录了零件间的优先关系,并对普通零件、紧固件进行不同的描述。在UG环境中对装配工具进行建模,在完整装配体中对工具的安装动作进行仿真和干涉检查,记录下工具同周围零件的潜在干涉信息,利用该信息快速检查装配序列是否满足工具的操作空间要求。然后应用改进的蚁群算法,在优先关系的指导下求解装配序列。针对妨碍工具操作等不可行的序列,提出信息素的惩罚蒸发策略,帮助蚁群避开不可行解。最后通过实例验证了算法的实用性。     

基于推理的有向图拓扑排序装配顺序规划及优化研究

装配顺序规划是虚拟装配中的重要研究内容。在阐述有向图拓扑排序技术原理的基础上,研究了基于推理的将有向图拓扑排序技术应用到产品装配顺序规划中的方法,探讨了应用可装配性评价技术得出最优装配顺序的途径。依据这些理论和算法在MDT平台上开发了一个箱体类产品的装配顺序自动规划系统,并以一个齿轮减速器为例进行了验证。     

蚁群算法在复合材料层合板优化设计中的应用

对含有2N层的对称层合板铺层优化,采用多层城市的思想,即将每层备选角度设为一层城市,共同组成具有相同特征的N层城市,优化的过程就是在N层城市中每层选择一座城市,组成N维铺层角度向量.文中采用含有变异操作的蚁群算法,按照求解旅行商问题(traveling salesman problem ,TSP)的方法和过程,对已知铺层总数复合材料层合板的某个参数进行优化设计,最终确定各角度的铺层数及铺层顺序.算例结果表明,经过有限次数的循环,即能收敛到满意的结果,优化过程显示蚁群算法的良好鲁棒性,同时该方法为解决复合材料结构优化及其他组合优化问题提供一种新的思路.     

基于最大-最小蚁群系统的装配序列规划

提出一种结合了蚁群系统与最大-最小蚂蚁系统优点的装配序列规划(Assembly sequence planning, ASP)方法。对近十年基于蚁群优化的ASP文献中采用的优化指标、装配信息模型、实例零件数等进行综述和比较。为提高序列的装配效率区分度,研究方向性、并行性、连续性、稳定性和辅助行程等5项指标的自动量化方法,将其融入到蚁群优化多目标启发式函数和适应值函数中。为提高对最优序列的搜索能力,以装配几何可行性为基础,从蚂蚁数量的确定、最大-最小信息素的界定、初始零件分配位置的绩效考核机制以及对并行零件组强制优化机制等方面,设计针对性解决方案,提出基于最大-最小蚁群系统的ASP算法。开发基于Siemens NX的装配规划系统AutoAssem。以阀门为实例,验证了算法内部各项优化措施的有效性,同时与优先规则筛选法、遗传算法及粒子群算法进行比较,分析该算法在运行效率和序列性能方面的优势。     

VIRTUAL PROCESSING OF LASER SURFACE HARDENING ON AUTOBODY DIES

A new method of collision-free path plan integrated in virtual processing is developed to improve the efficiency of laser surface hardening on dies. The path plan is based on the premise of no collision and the optimization object is the shortest path. The optimization model of collision-free path is built from traveling salesman problem (TSP). Collision-free path between two machining points is calculated in configuration space (C-Space). Ant colony optimization (ACO) algorithm is applied to TSP of all the machining points to fmd the shortest path, which is simulated in virtual environment set up by IGRIP software. Virtual machining time, no-collision report, etc, are put out after the simulation. An example on autobody die is processed in the virtual platform, the simulation results display that ACO has perfect optimization effect, and the method of virtual processing with integration of collision-free optimal path is practical.     

WEB-BASED VIRTUAL CNC MACHINE MODELING AND OPERATION

A CNC simulation system based on internet for operation training of manufacturing facility and manufacturing process simulation is proposed. Firstly, the system framework and a rapid modeling method of CNC machine tool are studied under the virtual environment based on PolyTrans and CAD software. Then, a new method is proposed to enhance and expand the interactive ability of virtual reality modeling language(VRML) by attaining communication among VRML, JavaApplet, JavaScript and Html so as to realize the virtual operation for CNC machine tool. Moreover, the algorithm of material removed simulation based on VRML Z-map is presented. The advantages of this algorithm include less memory requirement and much higher computation. Lastly, the CNC milling machine is taken as an illustrative example for the prototype development in order to validate the feasibility of the proposed approach.