面向不确定性的车间布局调度集成建模与优化

针对制造系统的不确定性和车间布局调度协同优化难题,研究了不确定环境下车间布局调度集成优化问题,旨在耦合车间布局调度中的不确定因素,实现制造系统的高效有序运作。选取工件需求、工序加工时间和设备故障作为影响布局调度集成优化的不确定因素,构建以制造过程中总费用、总完工时间最小和鲁棒指标最大为优化目标的面向不确定性的车间布局调度集成优化模型。设计了一种具有改进选择算子的NSGA-Ⅲ(NSGA-Ⅲ with improved selection operator, NSGA-Ⅲ-ISO),改进选择算子增强了算法的全局搜索能力和稳定性,同时引入PBI距离并改进其极小值取值方法。通过基准函数测试结果表明,新算法具有更好的前端分布性和收敛性。将集成模型和改进的求解算法应用于车间布局调度工程实例,其结果进一步验证了模型和算法的有效性和可行性。     

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.     

工时不确定条件下的车间作业调度技术

为解决工时偏差快速调整、多种调整要求综合协调的问题,提出了面向多品种、变批量生产模式的工时不确定条件下的车间作业动态调度技术。通过分析工时不确定条件下车间作业调度方案制定的不确定性、执行过程的动态性、变更影响的关联性以及响应的实时性内涵,提出了解决工时不确定下调度问题的缓解、隔离和快速响应相结合的处理策略;在对工序移动、变换顺序、调整设备和重调度处理流程综合分析的基础上,建立了统一的模块化作业调度方案动态调整流程;基于调度方案数据结构的建模,提出了受影响工序遍历及其关联树构建算法;提出了工时偏差容忍度的概念,实现了对调度问题影响范围的有效缓冲;提出了工时扰动偏差驱动下的前后移动调整、顺序调整、设备更换调整和重调度调整等动态调度算法,解决了作业计划与执行现场同步的问题。最后,通过实例分析说明了该技术的有效性。     

具有前成组约束的两阶段柔性流水车间的启发式算法

以模具加工车间为背景,分析具有前成组约束的两阶段柔性流水车间的特点,在对前成组约束进行定义和数学描述的基础上,以最少化最大完工时间为目标,建立具有前成组约束的、工件批量到达的两阶段柔性流水车间调度问题的数学模型,并且在第一阶段由两个成组加工单元构成;接着针对这一模型,提出一种启发式求解算法H′;运用数学分析的手段,给出该算法优化结果的一个下界;设计大量的实例测试集,将启发式算法H′与其他三种改造后的经典启发式算法进行性能比较,不仅验证启发式算法H′的有效性,而且还发现随着任务规模的增大,启发式算法H′的优越性更加明显,这一结论对H′算法在模具加工车间调度上的应用具有重要意义。     

随机工时下的多目标柔性作业车间鲁棒调度问题

针对工时不确定条件下的多目标柔性作业车间调度问题,采用2个不确定参数描述随机工时的波动程度和约束条件允许违背程度,将不确定条件下的柔性作业车间调度问题模型转换成确定条件下的鲁棒对等问题模型。在算法设计中采用全局非支配解集保存每代进化过程中产生的非支配解,并选择全局非支配解集中的个体参与变异操作。在交叉和变异操作之后,设计了一种基于变邻域结构的局部搜索策略。最后,运用该算法求解经典基准算例,验证了其有效性。     

工时不确定条件下基于改进遗传算法的柔性作业车间调度问题的区间数求解方法

以不确定工序加工时间为切入点,使用区间数表征不确定工序加工时间,研究了基于不确定工时的单目标柔性作业车间调度问题,并设计了基于区间数理论的改进遗传算法对该问题进行求解。     

不确定环境下再制造加工车间生产调度优化方法

针对再制造加工车间工况兼具随机性与模糊性,采用模糊随机变量表示废旧件加工时间,以描述再制造加工车间工况的双重不确定性;在不确定理论的基础上,建立基于模糊随机机会约束的再制造加工车间生产调度问题模型,并提出求解该问题混合智能优化算法:基于Arena仿真平台应用模糊随机模拟技术产生输入和输出数据,利用粒子群优化算法训练径向基函数神经网络以逼近不确定函数,将训练好的神经网络嵌入至遗传算法中优化再制造加工车间生产调度问题;通过仿真实例验证该混合智能优化算法解决加工时间为模糊随机变量的不确定环境下再制造加工车间生产调度问题的有效性和合理性。     

基于GASA优化算法的不确定条件下Job-Shop调度问题研究

针对不确定因素和动态干扰事件下Job-Shop调度问题,基于模糊数理论和动态调度策略,综合考虑完工时间、机器加工成本和机器负荷,建立了作业车间多目标不确定性调度模型;为了求解该调度模型,结合遗传算法和模拟退火算法的特点,设计了遗传模拟退火混合算法,并针对作业车间的复杂性要求,对算法的编码解码、交叉变异算子以及保优策略等方面进行了改进;通过仿真,得到了初始调度方案,然后在此基础上,采用动态调度策略对紧急插单、机器故障、工件取消和交货期变更等不确定干扰事件进行了研究.通过对某电动产品生产公司车间进行的实证研究结果表明,根据上述研究得到的较好的调度方案,可以有效地提高机器利用率和客户满意度.该模型和算法能够较好地应用到企业实际生产中.     

随机工时下柔性加工车间的鲁棒优化调度方法

为了提高柔性加工车间调度方案的可行性、保障生产过程的稳定性,提出一种鲁棒优化调度方法。引入两个不确定参数来描述随机工时的波动程度和约束条件的允许违背程度,提出随机变量服从概率分布时一般线性规划问题的鲁棒优化方法。采用该方法将含随机工时而难以求解的随机型柔性加工车间调度模型转化为确定型鲁棒对等模型。基于该模型,将随机工时融入适应度函数中,结合遗传进化的全局优化和邻域搜索的空间拓展能力研制出鲁棒调度算法,同步实现工件排序和机器分配的双重决策。案例测试表明,所提方法可以在较短计算时间内、以较小性能损失、将近95%的置信度获得当前最优解。     

不确定信息条件下的车间调度策略研究

为了在不确定的车间信息环境下做出正确的调度策略,提出了一种支持多目标和多优先级车间调度策略的随机规划模型,并给出了求解算法。该模型的求解通过包含3个步骤的混合智能算法来实现,首先利用随机仿真生成近似的样本数据,然后利用神经网络进行不确定目标和约束函数的逼近,并用遗传算法最终完成对多目标优化解的搜索。最后,通过一个汽车企业模具制造车间中调度问题的实例,验证了该模型和算法的有效性及实用性。     

浅析模具高速加工工艺及编程技术

高速加工是近年来迅速崛起的先进制造技术。随着对高速加工技术的研究不断深入,其在模具加工上的成功应用,大大改变了传统模具制造观念和制造方式,丰富了加工手段,提高了加工品质和生产效率。论文主要阐述了高速模具加工的工艺及其编程技术。     

模具制造中的特殊孔加工方法

在模具制造过程中，对孔的加工要求很严格，对模具上不同材料的孔和不同结构的孔的要求做了分析，只有对加工这些孔采用相应的工艺和技术措施，才能保证孔的加工质量。     

Assessing mould costs analysing manufacturing processes of cavities

Pressure die casting mould manufacturing companies have difficulties assessing manufacturing costs for bid generation. In particular, manufacturing effort of mould cavities could hardly be predicted accurately. Due to varying complexity of casting part geometry, processing time of manufacturing cavities appears to be a rather unpredictable factor influencing costs calculation of moulds. This article introduces a novel method for generating and analysing computer-aided design (CAD) models of mould cavities to compute the tool accessibility. Using geometrical information of cavities, working areas for different milling head geometries are determined, and processing times are calculated. Thereupon, a three-step accessibility analysis (AA) has been conducted. Beside the AA method, a CAD-based application of the calculation tool ??visual form calculator?? (VFC), developed at IFW, is presented. Using the VFC, companies are now able to generate a virtual model of the contour element in order to assess mould costs accurately when analysing manufacturing processes of cavities.     

Enhancing moulds manufacturing by means of reverse engineering

Modern CAD/CAM techniques together with five-axis high-speed milling allow to reduce moulds manufacturing time and costs. Nevertheless, in order to put a mould into use, operations of manual finishing and fitting are still always required. Such operations, performed manually by mould makers, modify the milled surfaces of moulds. Reverse engineering techniques can be employed in quality control to evaluate dimensions and geometrical tolerances on moulds after machining and fitting. Changes in the product’s shape are sometimes decided after a mould has already been machined. In such cases, if possible, the mould maker directly modifies the mould. Thus the final real geometry of the mould does not reflect the one of the original CAD model. The aim of this paper is to point out the benefits of non-contact quality control and to illustrate a procedure, based on reverse engineering techniques, to reconstruct and update the mathematical model of the mould after it has been polished and fit. The procedure was tested on a mould for the production of a plastic camera body that was previously inspected by means of a structured light scanner.     

电话机面壳注射模具CAD/CAE/CAM关键技术研究

模具的CAD/CAE/CAM是一项重要的模具先进制造技术。借助于该技术,可以实现模具方案的分析、优化和模具设计,缩短模具的制造周期和提高产品质量;可以对产品的成型、注射工艺参数、相应的模具结构和模具的制造工艺进行设计和优化。电话机面壳属于较薄、形状复杂和表面粗糙度要求较高的塑件。首先,在模具结构设计前应进行方案的分析,选择比较合理的浇注系统和冷却系统方案;其次,在方案分析的基础上,设计模具结构;最后,导入产品实体造型,用Mastercam数控铣床加工,在软件环境内可模拟加工,及时发现工艺失误。     

A Branch and Bound Algorithm Based Process-Planning System for Plastic Injection Mould Bases

This paper describes the use of artificial intelligence in the process planning of plastic injection mould bases. The computer- aided process-planning system, developed for IMOLD? will extract and identify the operations required for machining. These operations are considered together with their precedence constraints and the available machines before the process plan for the mould base plate is generated. The process plan is optimised by a branch and bound based algorithm. Overall machining time has been proposed as the objective function for optimisation. The ability of this algorithm to search intelli-gently for a feasible optimised solution is illustrated by an industrial case study. A brief comparison with a genetic algor-ithm based process planning system is also made. The result of this development will allow users to optimise process plans easily for any given mould base, with options to suit dynamic changes on the manufacturing shop floor.     

基于云制造的模具协同设计与制造模式探析

针对我国模具设计与制造业的现状,研究基于"云制造"的模具跨地区散布式设计与制造的模式,构建一种由分散的模具制造资源"、云制造"—模具服务平台及其用户端组成的模具协同设计与制造的架构模式,并以实例分析并探讨了在该模式下模具设计制造思路及其实施技术。通过对其工作流程的描述表明:该架构模式对于模具行业快速响应市场机遇,最大限度地提高设计与制造资源的利用效率,实现快速、优质、低成本的开发模具产品具有重要意义。     

模具先进制造技术在塑料成型模具设计方法中的应用研究

以塑料电器壳体为例,论述了基于Moldex 3D模流分析CAE的塑料注射成型模具设计方法。针对该薄壳类塑料制品的塑料注射成型加工工艺进行了研究,包括零件电器壳体用ABS树脂材料性能分析、聚碳酸酯（PC）材料性能分析、零件的塑料注射成型工艺过程分析、针对该薄壳类塑料制品的侧向分型注射成型模具的设计与制造研究及相关技术图样资料分析等。     

涂层刀具高速铣削模具钢SKD11的表面粗糙度模型预测

为有效控制和预测高硬度模具钢加工的表面质量和加工效率,通过设计正交切削试验,研究了在不同切削参数组合(主轴转速、进给速度、轴向切削深度和径向切削深度)及冷却润滑方式条件下、Ti Si N涂层刀具对模具钢SKD11(62HRC)的高速铣削。应用BP神经网络原理建立表面粗糙度预测模型,并进行试验验证其准确性。研究表明,在不同加工条件下,基于BP神经网络模型建立的涂层刀具铣削模具钢SKD11表面粗糙度模型有较好的预测精度,其预测误差在3.45%-6.25%之间,对于模具制造企业选择加工工艺参数、控制加工质量和降低加工成本有重要意义。     

筐形保持架工艺和模具的改进

通过对筐形保持架切底和扩涨模具工艺的改进,减少了筐形保持架加工工序和模具,节省了人力物力,降低了筐形保持架的制造成本,达到了事半功倍的效果。