可重构制造系统工艺路线与系统布局设计研究

为使可重构制造系统的重构过程更加快速有效,提出了一种工艺路线和系统布局设计的方法.首先,基于图论构建了可重构制造系统工艺路线的有向网络模型,并采用Dijkstra算法和双向扫视算法,进行最优工艺路线和备选工艺路线的选择;然后,以工艺路线为基础,依据排队论中的相关理论,对制造系统的布局进行优化设计,以获得可重构制造系统布局方案.实例表明,该设计能够适应可重构制造系统快速多变的特征,提高对制造系统已有资源的利用率.     

基于禁忌制造特征动态调整的STEP-NC工艺路线蚁群优化方法

针对STEP-NC制造特征的加工工艺路线生成与优化问题,提出了一种以机床、夹具及刀具更换率最低为目标函数的禁忌制造特征动态更新的工艺路线蚁群优化方法。首先,根据加工工艺对制造特征进行分解,将工艺路线优化问题转化为对制造特征的排序;然后根据制造特征在加工过程中存在的加工遮挡关系以及刚性工艺性约束,提出禁忌制造特征动态更新的工艺路线生成方法;最后将禁忌制造特征动态更新方法与Ant-Cycle模型的蚁群算法相结合,求解制造特征工艺路线的优化问题。实例应用表明,提出的方法能较好解决加工工艺路线优化过程中的刚性约束处理问题。     

模糊综合评判法在绿色工艺方案决策中的应用研究

综合考虑制造过程中的环境影响和资源消耗，对绿色制造中的绿色工艺方案决策进行分析。运用模糊综合评判法建立绿色工艺方案决策的评判模型。决策实例的应用验证了所建模型与所用方法的正确性和适用性，并对进行绿色工艺方案决策的研究具有实际意义。     

一种面向机械车间柔性工艺路线的加工任务节能调度方法*

大量研究表明机械车间消耗了大量能量,因此降低机械车间的能耗是实现可持续制造的策略之一。现有机械车间节能调度研究主要针对给定的或者具有部分柔性的工艺路线,缺乏对机械车间任务工艺路线多柔性的节能调度研究。针对机械车间任务柔性工艺路线对机械车间调度能耗的影响特性,提出一种面向机械车间柔性工艺路线的节能调度方法。首先,分析了面向机械车间柔性工艺路线的加工任务调度的能耗特性;基于此,构建了节能调度模型,该模型是以任务加工总能耗、加工完成时间、机床负载为目标。进一步提出了一种改进的Q学习算法对该模型进行求解获得其Pareto解。最后通过案例验证了提出模型的节能效果及算法的可行性。     

面向LCA机电产品绿色工艺体系的研究

针对目前LCA现有软件对机电产品绿色设计及绿色工艺体系缺乏良好支撑问题,从机电产品制造过程的技术特性、工艺参数和绿色特性出发,建立了工艺系统总体流程、系统结构体系和系统功能模型,从机电产品生命周期绿色信息集成角度分析了产品BOM的结构及绿色信息集成策略.针对加工工艺参数及工艺输出指标因素间的关联性,建立机电产品在LCA下工艺参数化模型和量化方法,用GBP算法遴选优化方案,实现绿色加工工艺过程从集成角度深入地分析了系统功能之间的联系、以及工艺过程参数的多目标性进而开发了原型系统.     

轻工装备制造阶段关键绿色质量特性提取模型

为了提升轻工装备制造业在绿色发展过程中的可持续竞争力,在关键质量特性概念的基础上提出关键绿色质量特性(critical to green quality characteristics, CTGQs),建立CTGQs提取模型,识别出对环境影响最大的工艺过程参数,实现轻工装备在制造阶段的关键绿色质量特性提取,为实现绿色制造提供了理论基础。为更好地消除提取过程中的冗余数据,将改进ReliefF算法与自适应粒子群(adaptive particle swarm optimization, APSO)算法相结合,提高CTGQs提取准确性。最后以啤酒发酵罐为例,验证了该模型的有效性。     

面向低碳的工艺规划与车间调度集成优化

为更好地减少制造过程中的碳排放,弥补将工艺规划与车间调度分开碳排放优化时忽略了工艺规划方案中加工方法和工艺路线对调度阶段各工序加工机床分配方案、搬运距离以及工件加工顺序的影响,提出一个集成优化工件各特征加工方法、工艺路线、工件加工顺序以及各工序的机床分配,以实现制造过程碳排放和最大完工时间最小的多目标集成优化模型;针对集成优化模型中优化参数较多且相互影响的特性,提出一种前后相关联的四段式编码方法,采用NSGA-II算法求解,通过将所得的集成优化结果与先进行面向低碳的单目标工艺规划优化,再进行面向低碳的多目标车间调度分开优化结果进行对比,说明提出的集成优化模型可以得到更低的制造过程碳排放和完工时间,从而验证了集成优化模型的有效性。     

面向绿色制造的工艺规划关键技术研究

绿色制造工艺规划是绿色制造的关键之一,是一种对工艺要素、工艺过程及工艺方案绿色性评价等进行优化决策和规划,从而达到减少产品制造过程中的资源消耗和环境影响的工艺规划方法。     

密切值法在绿色工艺方案决策中的应用

在绿色制造中对绿色工艺方案进行决策分析时。要综合考虑产品制造过程中的资源消耗和环境影响特性。首先阐述了密切值法的原理,并运用密切值法建立了绿色工艺方案多目标决策模型,最后通过实例验证了该模型的可行性和实用性。     

绿色制造工艺优化的物元可拓评价

绿色制造工艺规划要考虑到制造过程中的环境影响和资源消耗,其评价模型不易建立、评价计算过程繁杂。基于生命周期评价方法,运用人工智能技术中的物元理论,建立各工艺流程的物元模型,采用层次分析法确定影响工艺决策诸因素的权重,通过可拓关联度计算,对几种绿色制造工艺流程进行优化排序,求得最佳的制造工艺。     

面向绿色制造的机床设备选择模型及其应用

机床设备优化选择是改善企业零件加工过程绿色性的有效途径之一。综合考虑资源消耗和环境影响,建立了一种面向绿色制造的机床设备选择目标分解参考体系;对机床设备选择问题进行了三级分类和数学描述;针对具有代表性的零件单个特征的机床设备选择问题,建立了多目标优化决策模型,并将灰色关联分析法和层次分析法结合,应用于上述模型的求解。案例分析验证了所提出模型和方法的可行性和有效性。     

面向绿色制造模式调度的Petri网模型及优化算法

针对绿色制造模式的作业车间调度中,不但要缩短生产周期和降低生产成本,而且要减少资源消耗和对环境的负面影响这一问题,建立包含加工时间、生产成本、资源消耗和环境影响等信息的Petri网模型。通过为机器分配工序来消解因机器库所共享引起的冲突,得到表示调度方案的标识图。提出生成可行调度标识图的三种方 法,并采用多目标遗传算法和多目标模拟退火算法相结合的混合算法对其优化。仿真结果表明算法的可行性和有效性。     

JIT柔性混合流水车间生产调度问题研究

针对混合柔性流水车间多种工艺路线的生产调度问题,分析了生产工艺计划与车问调度系统的集成原理,建立目标模型,通过将简单遗传算法加以改进,在建立集成模型的基础上,对算法进行研究,把进化后的遗传算法（SGA）和改进的模拟退火算法（SA）有机结合,使算法优化机制融合和优化结构互补,形成较为高效的混合优化算法,并对问题进行求解。最后给出了一个具体算例,验证算法的有效性和先进性。     

基于消费者行为的绿色制造服务决策方法

为了满足制造与服务融合过程中的绿色化需求,构建了绿色制造服务决策方法,该方法以绿色制造中的消费者行为分析为基础,将消费者购买行为映射为绿色制造服务决策主题,通过决策支持工业互联网环境中绿色制造服务的智能化运作。提出了绿色制造服务决策模型,该模型以绿色设计服务决策、绿色生产服务决策、绿色产品服务决策刻画绿色制造服务运作过程中的决策活动。结合消费者问题识别、消费者购买过程、消费者满意度等行为对绿色制造服务问题制定了决策方案,并建立了基于灰色关联分析的绿色产品服务决策算法,最后通过企业绿色产品服务决策的算例分析,验证了该算法的可行性,以及消费者行为驱动绿色制造服务决策的有效性。     

绿色工艺规划的决策模型及应用案例研究

绿色工艺规划是绿色制造的重要组成部分,绿色工艺规划问题实质上是一个决策问题。在绿色制造决策框架模型研究的基础上,从绿色工艺规划的目标体系模型、绿色工艺规划问题的决策变量描述出发,建立了绿色工艺规划的决策模型,并在一个生产实际的工艺规划问题成功地进行了应用。     

机械加工工艺过程资源环境属性清单分析与评价

根据机械加工工艺过程资源环境属性,分析了制造工艺过程清单分析步骤,并基于工艺的IPO过程模型,详细描述了清单分析评价指标建立过程与数据获取、评价方法。根据上述步骤和评价方法,建立了某刨削工艺清单分析表,综合评价该工艺的绿色性,从而为改善其资源消耗和环境影响提供依据。     

面向绿色制造的切削用量优化选择研究

在绿色制造中,切削用量的合理选择是关键因素,是提高产品绿色性能的有效手段。传统的切削用量选择往往依靠工人经验、切削试验或是查阅手册,这显然不符合绿色制造的要求。针对面向绿色制造的切削用量选择问题,本文综合考虑了加工时间(T)、生产成本(C)、资源消耗(R)、环境影响(E)四大目标,建立和分析了切削用量选择的决策模型和选择模型。采取模糊层次分析法和灰色关联分析法相结合对模型进行求解,同时以阶梯轴在加工过程中的切削用量选择为例,说明该优化模型的可行性。     

模具电火花加工车间的非同等并联机混合遗传算法

针对模具企业电火花加工车间的生产调度特点,提出了一种非同等并联机的调度数学模型.与此同时,建立了一种遗传与模拟退火的混合算法,并应用于模具企业电火花加工车间,实际算例说明了该数学模型和求解方法的可靠性和有效性.     

基于FAHP和改进蚁群算法的网络化制造资源链构建研究

网络化制造资源集成共享与优化配置主要包括协同制造总任务的分解、单任务驱动的制造资源的评价选择、时序约束关联单任务链驱动制造资源链的构建三个阶段。首先根据协同制造总任务分解的特点,提出了跨组织协同制造任务分解过程模型和相应的分解算法。然后提出了单任务约束驱动网络化制造资源评价指标体系与评价算法,在此基础上对单任务驱动检索的候选资源集,提出了基于改进蚁群算法的时序约束关联单任务链驱动网络化制造资源服务链构建模型与算法。最后通过仿真算例说明了研究成果的有效性。     

绿色设计中的材料选择多目标决策

成本与环境影响是绿色设计中材料选择的重要决策因素,为此提出了一种材料选择的定量化多目标决策分析方法,分析了绿色设计中材料选择问题的决策目标与约束条件,建立了以生命周期成本与生命周期环境影响为目标变量,以定量的物理性能属性、回收性能及定性属性为约束条件的多目标决策模型。从材料的直接成本、加工制造成本及回收成本三方面定量化构建材料的生命周期成本,采用生态指数方法定量化分析材料及其过程的生命周期环境影响。为了求解决策模型,给出了材料预选择的可行解集搜索算法PSSA,并进一步采用TOPSIS方法对可行解集求解最优解。最后分析了一个台灯设计中的材料选择实例,结果表明所提出的多目标决策模型对绿色设计中的材料选择有重要指导作用。