基于粒子群算法的装配公差优化分配

装配公差分配是产品公差设计的重要组成部分.目前装配公差优化分配主要使用遗传算法.为了提高收敛速度,避免早熟收敛,提出了基于粒子群算法的装配公差优化分配方法.采用了基于实数的编码表示方法,以装配公差分配的优化目标函数作为评价函数,利用罚常数将约束条件并入评价函数中.一个实例的优化结果表明所提方法的收敛性、稳定性和算法效率均优于基于遗传算法的方法.     

Concurrent process tolerance design based on minimum product manufacturing cost and quality loss

In a concurrent design environment, a robust optimum method is presented to directly determine the process tolerances from multiple correlated critical tolerances in an assembly. With given distributions of multiple critical assembly dimensions, the Taguchi quadric quality loss function is first derived. The quality loss is then expressed as the function of pertinent process tolerances. A nonlinear optimal model is established to minimize the summation of manufacturing costs and product quality loss. An example illustrates the proposed model and the solution method .     

公差可行稳健设计及其评价方法研究

公差可行稳健设计对于提高产品的质量起着重要的作用。在公差可行稳健模型的基础上,提出基于两步法和直接优化法的公差可行稳健设计法,针对约束函数为线性函数和非线性函数,采用基于重点抽样方法(MPP)进行装配成功率的估算,实现了对公差可行稳健性的评价。最后用实例进行验证。     

基于模糊综合评价的系统再制造性分配方法

阐述了再制造设计和再制造性分配的概念及其之间的关系,建立了再制造性指标。针对常规再制造性分配方法如等值分配法、按失效率分配法、按价值率分配法等在具体再制造性分配过程中的不足,提出了一种基于模糊综合评价的系统再制造性分配方法,通过综合考虑多重评价指标,建立了系统再制造性分配模型。最后以某型号变速箱为例,结合所建立的再制造性分配模型,以可识别性、可修复性、耐磨性等属性为评价指标,实现了平均再制造费用的合理分配,从而验证了方法的有效性。     

Sensitivity-based conceptual design and tolerance allocation using the continuous ants colony algorithm (CACO)

In an assembly, there are two ways to control the deviation of critical dimensions. One is by keeping the deviation of the critical dimension small by tightening manufacturing tolerances and controlling aging and environmental effects. This approach is traditional and expensive, as it requires tighter manufacturing tolerances and protection from aging and the environment. The second is by moving the nominal values of the non-critical dimensions to a less sensitive portion. This approach is very helpful in improving the quality with no additional cost. One can analyze any number of designs very early in the concept development stage of a project. After the concept design the cost-based optimal tolerances for the corresponding dimensions are allocated. The continuous ants colony algorithm, a kind of meta-heuristic approach, is used as an optimization tool for minimizing the critical dimension deviation and allocating the cost- based optimal tolerances.     

基于尺寸链图形理论的公差计算方法

在平面尺寸链中,公差的计算通常采用解析方法,但采用解析方法计算量比较大,因此,运用尺寸链图形理论来简化平面尺寸链中的公差计算.基于尺寸链图形理论的方法与解析法相比,尺寸链公差计算直观易行,并且方程无需进行微分运算.最后给出一个主轴箱零件平面尺寸链的公差计算实例.     

直线度平面度公差的快速评定测点分类法

在直线度、平面度公差判定的最小包容区域法中提出一个新的、快速的实施方法。新方法将所有测量点分成“高点”、“低点”和“鞍点”三种类型。并指出最小包容区域法中的最高点只出现在“高点”中,最低点只出现在“低点”中,最高(低)点不会出现在“鞍点”中。这样极大的减少了搜索的范围,提高了软件的效率,而且测量点越多,效果越显著。通过70个测点平面度评定的典型算例,表明此算法比传统的最小区域法要快几十倍。     

改进的Alopex算法在公差分配优化设计中的应用

合理的公差分配是降低生产成本和保证产品性能的关键.首先将混沌算法引入到Alopex算法的初始化过程,然后基于群体差异度对退火温度进行了改进,提出了改进的Alopex算法.其次,尝试将所提出的算法用于求解公差分配优化问题.最后将改进的Alopex算法与遗传算法在铰链装配组件的公差设计问题上进行了性能比较,优化结果表明了改进的Alopex算法的有效性.     

Optimising tolerance allocation for mechanical components correlated by selective assembly

Selective assembly can enlarge the tolerances of mechanical components for easier manufacturing. However, the non-independent dimensions of correlated components make it difficult to optimise tolerance allocation for an assembly. This paper proposes a solution for this constrained optimisation problem consisting of tolerances and non-independent dimensions as design variables. The approach is to develop a simplified algorithm applying a Lagrange multiplier method to evaluate the optimal tolerances efficiently. The solution is shown to be a global optimum at the given correlation coefficients. The correlation coefficients are key elements in determining the optimal solution, which is demonstrated in the given examples. The results are helpful in designing tolerances for selective assembly.Notation A _j coefficient matrix off _j - B _i coefficient of cost function - C total manufacturing cost function - C _i manufacturing cost function forx _i - F _j thejth dimensional constraint function - f _j thejth quadratic constraint function - f quadratic constraint vector - H _j thejth Hessian matrix - J _kj element ofn×m Jacobian matrix - L Lagrangian - m number of assembly dimensions - n number of component dimensions - p number of equality dimensional constraints - T tolerance vector of component dimensions [mm] or [°] - tolerance ofx _i [mm] or [°] - tolerance ofZ _j [mm] or [°] - x component dimension vector - x midpoint vector - x _i component dimension [mm] or [°] - x _i midpoint ofx _i [mm] or [°] - Z _j assembly dimension [mm] or [°] - _j confidence coefficient forZ _j - _i confidence coefficient forx _i> - _j given design value ofZ _j [mm] or [°] - Lagrange multiplier vector - _j thejth Lagrange multiplier - * Lagrange multiplier vector at the optimum solution - correlation coefficient forx _i andx _k - _x standard deviation vector - _x ^* standard deviation vector at the optimum solution - _x ⁰ candidate point satisfying the constraintsf( _x ^* )=0 - standard deviation ofx _i      

评价法对设计方案评价结论的影响

设计的多解性和相对性要求通过评价来确定最佳设计方案。技术经济评价法是德国工程师协会技术准则VDI2225中推荐的方法。模糊评价法是近年来我国现代设计领域常用的一种方法。前者便于找出设计方案的弱点加以改进;后者适用于将定性的模糊信息定量化。对同一设计问题,两者的评价结论是否一致？比较了它们的原理、特点与应用范围,找出其主要差别在于确定有关经济性评价因素的权数。     

工具手柄舒适度评定方法的研究及其实现

针对手持式工具手柄舒适度评定的需求,建立了相应的评定模型和评定指标。根据手的生理特征及握持姿态,建立了6个断面,且每断面5个测评点的评测指标体系,并构建了测评点的评定值与手柄舒适度的计算模型,在此基础上开发了一套工具手柄舒适度评测软件。研究结果表明,该软件在一定程度上有效的实现了工具手柄舒适度的评定。     

群组AHP模糊综合评价法在电梯控制柜综合评价中的应用

针对控制柜的整体性能,建立了电梯控制柜性能的综合评价体系。采用群组层次分析法对专家评判矩阵进行聚类分析,确定各技术指标的权重系数,应用模糊综合评价法构建电梯控制柜的综合评价模型。并将该评价模型应用于实际电梯控制柜的评估,验证了该评价系统的有效性和科学性。     

产品全生命周期管理效益评价方法

鉴于产品全生命周期管理效益评价在工业界的重要作用,提出了全面的以企业目标为出发点的产品全生命周期管理效益评价模型。该模型不仅能对经济效果进行定量评价,还能对企业在所属行业的信息化地位作出定量评价,使得实施效果变得全面而直观。选型评价模型先评价得出企业理想产品全生命周期管理方案,再选出最适合的软件产品,该方法提高了企业选型的科学性和公正性。通过评价模型研发的产品全生命周期管理效益评价系统以及该系统在某企业的实施案例,说明了该方法的有效性。     

基于结构方程模型的经济型轿车客户质量评价

针对国内经济型轿车的设计、质量不好和日益增长的需求之间的矛盾.必须从客户角度设计,控制汽车制造质量.为了解决客户主观、模糊化的需求信息,必须把质量需求信息定量化.结合人对质量认知的绝对与相对因素,必须从企业形象、使用质量和性价比三个因素进行客户质量需求分析.根据人的认知过程的特殊性,三个因素之间存在很大的相关性.三个因素分别根据层次法建立指标体系,在假设三个因素存在线形相关的前提下,建立结构方程组模型.为了避免人为构建的指标之间的共线性关系,以偏最小二乘法为基础进行数据处理,以追求更真实,科学的分析结果.通过客户需求信息的定量化,将可以形成以数据驱动的形式指导企业的设计和质量生产行为.     

基于资金时间价值的并行公差优化设计

总结了经典的成本公差模型,基于资金的时间价值原理对经典成本公差模型进行优化,提出了多种优化后的成本公差模型计算方法。利用优化后的成本公差模型,将制造成本、质量损失成本同时考虑到并行公差设计的目标函数中,实现了并行公差的优化设计。通过工程实例证明了所提方法的有效性,结果表明,优化后的成本公差模型更贴近实际,计算得到的总成本更为合理,有效地反应了物价上涨、通货膨胀、资金的时间价值等现实因素。     

制造执行系统实施方实施能力综合评价技术研究

制造执行系统（MES）在制造企业信息化体系中处于重要地位，因而日益受到学术界与工业界的广泛重视。有关其实施方法论的研究，始终是该领域的热点。本文的研究对象是MES实施方实施能力的综合评价体系。首先给出综合评价体系框架，然后提出了多层次全方位的评价指标体系，并应用层次分析法（AHP）和模糊综合评价理论形成了完整的评价方法，最后给出了应用实例。     

Fast genetic algorithm for roundness evaluation by the minimum zone tolerance (MZT) method

According to ISO 1101, “A geometrical tolerance applied to a feature defines the tolerance zone within which that feature shall be contained”.The main goal of the minimum zone tolerance (MZT) method is to achieve the best estimation of the roundness error, but it is computationally intensive. This paper describes the application of a genetic algorithm (GA) to minimize the computation time in the evaluation of CMM roundness errors of a large cloud of sampled points.Computational experiments have shown that by selecting the optimal GA parameters, namely a combination of the five genetic parameters related to population size, crossover, mutation, stop condition, and search space, the computation time can be reduced by up to one order of magnitude, allowing real-time operation.Optimization has been tested using seven CMM samples, obtained from different machining features. The performance of the optimized algorithm has been validated using four benchmark samples from the literature and with certified samples.     

绿色制造系统能值评价方法与评价指标的研究初探

首先阐述了绿色制造理念，并在此基础上结合系统的思想试探性地提出了绿色制造系统的概念。然后从以货币为基础的经济系统评价方法的弊端出发，引出了能值分析方法，并将其应用于绿色制造系统发展性能的评价，即绿色制造系统的能值评价指标。     

基于最优生产技术的业务过程资源动态随机优化配置

目前在不确定环境下,采用事先定义方式的静态优化配置方法缺乏柔性,难以适应实际业务过程中的动态性与不确定性,而采用共享队列和负载均衡的动态资源配置策略,又缺乏对资源配置的全局优化,不能保证过程执行的整体性能最优.为此,首先采用独立的资源队列和随机概率统计理论,建立了用于资源随机优化配置的业务过程分析模璎,然后提出了基于最优生产技术思想的业务过程资源动态随机优化配置的方法,最后以应用实例及仿真实验验证了所提资源配置方法的有效性和优越性.     

基于动态功耗的流水线优化方法研究

流水线设计中通过增加寄存器可将毛刺进行隔离,从而降低节点的转换密度,实现动态功耗的优化,但是增加寄存器在减少毛刺的同时,不仅会增加资源消耗,而且增加的寄存器也会增加电路中的节点数量,从而产生额外的动态功耗,通过减少毛刺降低的动态功耗与增加硬件资源产生的动态功耗二者是相互矛盾的。针对此问题,通过分析毛刺和寄存器产生的动态功耗与流水线级数的变化规律,提出了基于动态功耗的流水线优化方法,并从理论上证明了优化方法的有效性。利用提出的优化方法对分形维数的计算进行优化,实验结果表明,利用提出的优化方法得到的流水线的能耗是最小的,从而验证了优化方法的有效性。