基于负荷控制的模具车间任务选择问题研究

任务投放的任务挑选问题是负荷控制理论中任务投放策略的关键问题之一。针对模具车间任务投放选择问题．提出了一种在等周期条件下基于瓶颈资源所确定任务投放上界,采用0—1整数规划模型挑选任务的启发式算法．并通过仿真实验加以验证。     

考虑进度协调的模具订单投放控制策略

针对模具组装的特性,提出模具订单投放控制策略协调模具部件加工进度,使同一模具订单的不同部件在满足订单交货期的条件下同时到达装配车间。首先以满足订单交货期和协调进度为目标,建立了模具订单投放顺序优化模型;然后基于模具车间输出能力,周期性的把订单有序地投放到车间;最后设计遗传算法对建立的优化模型进行求解,并列举企业实例分析说明所提方法的合理性和实用性。     

基于滚动调度的模具热处理车间负荷控制算法

针对模具热处理车间生产难以有效控制这一实际问题,提出一种基于负荷控制理论的生产计划与控制方法.建立模具制造车间三层负荷控制模型,并针对热处理车间,分析其负荷控制的关键问题,给出一种考虑负荷动态均衡性的热处理任务转序决策方法;构建以交货表现和设备利用率为双目标的优化调度模型;应用离散事件仿真原理和折衷规划理论,建立一类基于周期和事件驱动的混合滚动调度求解算法,并分析该算法的时间复杂度;以所提算法为基础,开发热处理车间生产计划系统,通过该系统计算得到多组目标函数权重下的算法调度结果,进一步分析不同权重对算法的影响,并同时与其他几类算法的调度结果进行对比分析,说明所提算法的实用性和有效性.     

任务工时不确定的模具车间前摄性调度研究

由于模具生产属于非重复性生产模式,各工序的工时具有很强的随机不确定性,这给模具车间制定合理可行的作业计划带来了一定的困难。针对这一实际问题,提出了一种考虑任务工时不确定性的前摄性车间调度算法。首先,分析了模具精加工环节的两道关键工序对制造系统稳定性的影响,并基于工序的工时不确定特性,建立了任务工时不确定的离散概率模型;然后,以调度方案的稳定度作为优化目标,构建了两阶段流水车间前摄性调度模型,针对该模型,提出了一种变宽集束搜索求解算法;最后,将该算法与定宽集束搜索算法进行对比分析,结果表明该算法能很好地兼顾求解质量和计算时间。     

基于仿真的多级流水车间缓冲区配置优化

对于制造系统设计过程中的多级流水车间负荷界限难以界定即缓冲区配置难以确定的问题(Buffer Allocation Problem,BAP),采用仿真的方法对多阶段每阶段具有多台设备的流水车间构建了一个仿真模型,提出了两种启发式算法对模型中各阶段缓冲区容量值进行优化配置,并设计了仿真实验,对两种启发式策略的求解效果进行了分析。该仿真优化模型为车间负荷控制中各阶段缓冲区容量值的优化配置提供了一种有效的设置方法,这对大规模的每阶段具有多台设备的多节点流水车间负荷界限的有效设定及其规划具有参考和指导意义。     

面向模具车间机器人制造单元的任务调度策略

分析了模具生产加工的特点,针对模具车间机器人制造单元作业任务难以合理分配的问题,以工件组的总体完工时间最小为优化目标,提出了任务调度的数学模型,并建立了一种遗传禁忌混合优化算法.最后,通过实例分析说明了所提方法的可靠性和有效性.     

随机环境下的模具项目交货期预测方法

针对模具制造项目由不确定性因素导致的交货期难以预测的问题，分析了模具生产过程中的几种主要随机因素，并提出多模式的概念。结合车间动态负荷控制的理念，建立了在制项目的交货期随机预测模型。在该模型的基础上，通过融入多模式资源受限项目调度优先规则，对在制项目进行演化，得到项目交货期数学分布，同时用动态规划求解最优策略集，以使项目群拖期惩罚最小。在演化计算过程中，为有效减少计算负荷，采用马氏链粗演化及屏蔽低概率状态的方法缩小系统状态空间。开发了一个项目管理模块，成功地对一个项目群进行演化，获得了项目交货期概率分布及最佳策略，结果表明了该预测模型的实用性。     

基于事件驱动的平行机类型动态批调度研究

针对模具热处理过程中能耗与交货期难以有效控制的问题,构建了反映能耗和加权拖期量的优化指标。考虑到模具热处理车间中炉子的非同等性、任务到达的动态性和多工件族不相容性,建立了基于特定事件触发的调度机制,并据此提出了一种基于预测时窗的启发式算法,通过算法中两层折衷规划模型的构建,实现了对多目标优化求解。最后仿真结果表明,与两类常用规则相比,所提方法具有明显优越性。     

模具车间MES系统的研究与应用CSCD

针对模具生产制造过程,研发了基于RFID的模具制造过程精益管控系统。首先,构建基于固定式RFID、手持式RFID、电子标签和无线路由硬件架构的数据采集系统,设计车间生产过程动态MES系统;然后建立车间优化调度模型,采用改进的鸡群算法,进行车间排产优化系统的设计与研发。最后,通过系统上线前的仿真测试和上线后的实际运行效果证明,示范企业模具车间的加工效率有了明显提升。     

模具加工过程的面向对象分析及其动态车间作业计划建模

模具的生产属于单件订货型生产,其车间级的生产管理一直是模具企业管理的难点。车间作业计划是解决这一难点的有效措施之一。通过采用面向对象的方法,对模具企业生产过程中与车间作业计划有关的对象进行了详细地分析和描述,以此为基础,进一步分析一模具企业车间作业计划中的优化目标和约束,建立了相应的动态车间作业计划模型,为模具企业编制切实可行的车间作业计划奠定了基础。     

油液混合动力挖掘机多控制策略参数匹配仿真

为提高油液混合动力系统挖掘机的节能效果,研究了辅助动力系统多控制策略的参数匹配问题。根据动力源驱动结构、工作原理及负载特性,提出稳定发动机工作点+恒排量释放、稳定发动机工作点+恒扭矩释放、稳定主泵工作点+恒排量释放及稳定主泵工作点+恒扭矩释放四种控制策略,并建立了系统主要元件数学模型,仿真对比分析四种控制策略的节能效果,得出稳定发动机工作点+恒排量释放节能效果最优的结论,并依此确定辅助马达参数。仿真结果表明:较原系统,参数匹配后的混合动力系统节油率提高了9.8%,工作效率提升了9.72%。     

起落架收放系统动力学仿真

飞机起落架收放系统是以液压控制系统驱动起落架机构运动的综合复杂系统,涉及运动学、多体系统动力学、液压控制等方面内容。为研究起落架收放系统特性,以某型机工作原理和数字样机为例,采用Simcenter 3D Motion和AMESim建立了基于全机的起落架机构和液压控制系统的联合仿真模型。将起落架收放机构的负载仿真结果与某型飞机实测数据进行对比,两者基本吻合,说明该仿真可作为起落架收放系统设计及深入研究的依据。根据仿真结果,对起落架收放机构负载、收放速度以及液压控制系统的压力、流量响应特性进行了深入研究,同时对飞机各起落架相互作用的影响进行分析。     

超级电容器储能系统充电模式控制设计

针对电网供电系统存在用电负荷和电能供应不平衡问题,设计了超级电容器储能系统。对设计的超级电容器储能系统两种工作模式(充电储能模式和放电释能模式)进行了介绍,对超级电容器储能系统充电储能运行模式时的双向DC/DC变流器工作方式进行了分析,同时设计了闭环控制参数,从而实现了对超级电容器储能系统充电储能过程的控制。实验结果表明,通过对双向DC/DC变流器在超级电容器充电工作模式时的闭环控制,有效地实现了对超级电容充电储能过程的控制。     

碳/碳复合材料表面制备羟基磷灰石涂层的研究进展

综述了在碳/碳复合材料表面制备具有生物活性羟基磷灰石涂层方法的研究进展,对不同工艺涂层与基体的结合强度进行了评价;认为通过对基体表面改性和形貌调控,可提高涂层与基体的结合强度;介绍了借助感应热沉积法制备的涂层,其破坏临界载荷可达13.1 N,制备了剪切结合强度高达61.3 MPa的羟基磷灰石涂层,达到了临床使用标准要求。     

一种多模式准谐振反激式变换控制器的设计

针对全负载条件下电源的转换效率问题,提出了一种反激式准谐振控制器的设计。该系统采用Quasi—Resonant／FFM／BURST多模式控制策略,在重栽时采用准谐振软开关;在中载时采用频率回扫（FFM）模式;在轻栽和空载的情况下采取BURST模式。控制器通过前馈控制消除了输入电压对输出电压的调制效应,提高了系统的动态响应;同时,采用反馈控制实现了对输出电压的精确控制。在1．5μmBCD（bipolar—CMOS—DMOS）工艺下完成了系统设计和仿真验证,仿真结果表明该控制器实现了预期的性能要求。     

微观摩擦与表面形貌相关性的试验研究

针对微机电系统存在的问题，阐述了微摩擦的测试方法以及表面形貌对微机械中摩擦性能的影响，试验研究了表面形貌对介于宏观和微观之间摩擦行为的影响。试验用研磨的方法在硅片表面制作了不同宽度的条纹，通过UMT微摩擦测试仪研究了在不同速度和载荷下氮化硅陶瓷球和试样间的摩擦行为。试验表明，在硅片上制作出合适的条纹有助于降低摩擦系数，在低载低速下出现了测力梁突然释放弹性变形能的情况，使得摩擦力和载荷不稳定，而且随着表面条纹间距增大，这种现象的频率也越来越高，并通过理论分析解释了这些现象。     

基于鼓-缓冲器-绳子理论的半导体晶圆厂车间层控制

为了将鼓-缓冲器-绳子理论应用于带回流的半导体晶圆厂车间的作业控制,通过设置回流缓冲,对传统鼓-缓冲器-绳子理论进行了修正,提出了一套适合带回流生产线的生产作业方法。针对瓶颈资源上的负荷堆积情况,提出了基于EDD和CR法则的推平原则,将瓶颈负荷推平。负荷推平后,根据瓶颈设备的实际可用情况,对瓶颈设备上的生产安排进行合理化,得到各订单的投料时间及出货时问安排。算例结果证明了该方法的可行性和有效性。     

独立运行方式下的微电网能量优化管理

针对独立运行方式下的微电网经济运行和管理问题,提出了独立运行方式下的微电网能量优化管理方法,该方法通过缩减下垂控制单元的基点运行功率范围,使其具有类似于传统发电机组自动发电量控制(AGC)的功率调节裕量,以吸纳实时调度周期内的非计划瞬时波动功率;在每次调度时刻,根据系统净负荷功率大小和可控型微电源的基点运行功率范围之间的关系,采用不同的能量调度策略,并引入负荷竞价策略,增加了切负荷和卸荷控制作为功率调节手段,建立了所涉及的负荷优化分配模型和负荷可中断优化模型。最后,通过一个微电网系统算例验证了该方法的有效性。     

柔性负载电液位置伺服系统的轨迹规划

针对具有柔性负载电液位置伺服系统,提出了基于柔性负载残余振动抑制的轨迹规划控制方法。运动轨迹由三次多项式运动、等速运动、摆线运动和简谐运动组合而成,而运动轨迹方程中各项系数是由刚性负载运动的起始边界条件、终止边界条件和柔性负载自由振动为零的约束条件来确定的。采用模糊控制设计方法实现了电液伺服系统对上述优化轨迹的跟踪。数值仿真结果验证了该方法的正确性。     

过约束平面并联三维力/力矩传感器的研制

针对轴承的故障早期诊断和在线实时监测,提出了一种新型过约束平面并联三维力/力矩传感器。通过采用分支轴线均不过传感器中心的6条对称分布的测力分支,该传感器可同时测量轴承径向载荷和轴向力矩。根据静力学平衡方程,求解了其测量数学模型;基于传感器测量模型与性能指标分析了传感器性能,进而对其各结构参数进行优化设计。研制了传感器样机及其加载标定实验系统,开展了加载标定实验,得到了该传感器的测量精度。标定实验结果显示:传感器径向力测量精度为2.56%,力矩测量精度为0.92%,Ⅰ类误差为2.56%,最大Ⅱ类误差为2.29%。文中所做工作,为将该新型过约束平面并联三维力/力矩传感器应用于在线实时测量轴承径向载荷和轴向摩擦力矩奠定了基础。