基于多色集合理论的机床进给系统装配精度模型

为了弥补在机械装配过程中产品装配精度难以保证的不足,提出一种基于多色集合理论的产品装配精度模型,为设计者在设计阶段提供一种有效的装配精度自动化计算手段。该模型提供了一套计算机辅助装配体装配精度自动生成流程,模型中构建了装配约束关系矩阵、装配特征表面约束围道关系矩阵、装配公差类型围道布尔矩阵及装配空间关系围道布尔矩阵,并采用邻接矩阵的方式对其进行计算机存储,实现了从提取零件装配表面特征及特征约束到装配体整体精度之间的全过程映射。该模型同时包含设计过程中需要考虑的产品功能需求、几何特征、公差准则、公差分配规则等外在约束条件,进一步说明了模型的准确性和实用性。通过该模型在数控机床进给系统的应用验证了模型的有效性。     

印制电路板组装工艺规划与调度集成建模及优化方法

针对印制电路板(Printed circuit board,PCB)组装工艺与调度集成优化问题,建立集成的优化数学模型,提出将多色集合(Polychromatic set,PS)与遗传算法(Genetic algorithm,GA)相结合的新的优化方法。利用多色集合的逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立集成优化问题的约束模型。将约束模型与GA的遗传编码、遗传操作和适应度值计算等结合,保证GA始终在有效的解空间中进行搜索。不仅能提高遗传搜索的效率,还可以通过约束模型的修改,动态描述设备故障和PCB组装任务变化等不确定因素的影响,使得算法具有良好的适应性。实例计算结果表明,该方法能高效地实现PCB组装工艺规划与调度的集成优化,缩短PCB组装完工时间,减少交货期延迟,平衡设备的工作负荷。     

基于多色集合约束模型的车间层印刷电路板组装优化

针对多组装设备、多组装任务的车间层印刷电路板（PCB）组装优化问题，提出了一种将多色集合与遗传算法（GA）相结合的新的优化方法。基于多色集合理论，用数值围道矩阵描述了复杂PCB组装工艺流程中组装优化问题的设备资源约束和工艺约束，建立了PCB组装的优化约束模型。约束模型使得遗传算法始终在有效解空间中进行搜索，不仅简化了GA适应度值的计算，还可通过约束模型的简单修改，动态描述受设备故障和组装任务变化等因素影响的车间层组装优化问题。实例计算结果表明，该方法能显著提高车间层PCB组装优化问题的求解效率，实现车间层PCB组装的动态优化。     

基于多色集合理论的机内测量规划研究

针对机内测量中复杂工件测量规划的顺序问题，在遗传算法规划测量顺序前，引入了多色集合理论。通过对测试模型建立测量约束模型和围道布尔矩阵，然后用遗传算法规划出最佳的测量顺序。相较于直接使用遗传算法，所提出的方法提前划分各待测特征测量方式，进而在工件整体上实现更加高效的优化测量顺序。通过本研究所建立的方法，可以更好地规划机内检测方案，快速、准确地完成工件测量任务，进一步提高工业生产质量和效率。     

钢琴生产批量调度方法的研究与应用

针对多品种批量化生产模式的钢琴生产调度问题，考虑了批量优化及调整时间的影响，以完工时间最短为目标，建立了包含批量优化、批量加工任务分配和批量任务排序的批量调度优化模型。基于遗传算法的框架，设计了四元组基因值的染色体矩阵编码。基于多色集合逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立了批量调度的约束模型，将多色集合约束模型与遗传算法相结合，提出了一种基于模型约束的遗传算法（CMGA），实现了批量调度问题的高效求解。通过实例对比，表明不等量分批调度比等量分批调度能得到更好的生产调度方案，考虑了调整时间的调度方案在生产实际中能得到更好的效果。     

基于多色集合的改进遗传算法求解多品种柔性调度问题

为克服传统遗传算法求解调度问题所存在的早熟或收敛过慢等不足,提出基于多色集合理论的改进遗传算法.在编码、解码和变异过程中,通过搜索围道矩阵提高算法速度,进而提高求解效率;采用单层编码方式表示调度问题中的双层约束,以降低算法的时间与空间复杂度.通过实例比较验证了所提算法的可行性与优越性.     

遗传算法在箱体零件CAPP数控加工工步排序决策中的应用研究

本文论述了在CAPP系统中利用遗传算法求解加工中心上工步合理排序的问题.建立了由换刀时间、工作台转位时间和刀具在三个坐标轴方向快速移动到加工区域所需要的时间组成的目标函数,基于多色集合理论以围道布尔矩阵的形式存储工步排序的约束规则,并可方便的添加约束条件,使得工步排序过程更加灵活、方便,排序结果更加合理.     

规则约束和蚁群算法三坐标测量路径规划研究

为了提高三坐标测量中测量路径的有效性和合理性,采用带有规则约束的蚁群算法对三坐标测量路径进行优化。基于新一代GPS相关思想,将"几何要素"作为规划对象,并结合实际测量规则及相关理论研究,提出了测头路径规划规则。利用多色集合中的围道布尔矩阵建立了被测几何要素与测头角度和检测平面之间关联关系的形式化描述模型,在该模型与相应规划规则的共同约束下,利用蚁群算法对路径进行优化。经实例验证,表明该方法可靠、有效。     

基于模糊机会约束规划的可靠性优化设计

针对系统可靠性设计模型参数的不确定性,运用模糊机会约束规划理论,对具有N个子系统,每个子系统有多种设计可选的可靠性优化问题建立模糊机会约束规划模型,并以模糊模拟的遗传算法为基础,对模糊模拟检验系统约束进行改进。给出基于模糊模拟的遗传算法求解步骤,通过实例验证了对模糊模拟检验系统约束改进的可行性,使解的搜索空间从可行和不可行域逼近最优解,在一定程度上提高了搜索速度和效率。     

基于PST层次结构的改进GA求解柔性车间调度问题

针对传统多色集合理论改进的遗传算法在求解柔性作业车间调度问题所呈现出的约束模型和染色体中无效信息较多,以及求解速度和精度不够理想的不足,提出基于多色集合层次结构的改进遗传算法。通过设置设备基准,将原来的工序—机床围道矩阵分割为基准与设备型号、设备型号与资产编号的关系矩阵,有效地降低了约束模型的数据量;对染色体长度的合理优化和设置批量基准的合批操作,有效地降低了染色体的时间和空间复杂度。通过对不同实例的仿真结果分析,验证了所提算法的优越性。