基于蚁群算法的机械产品装配序列规划及软件开发

发布时间：2017-09-21 00:42

  本文关键词：基于蚁群算法的机械产品装配序列规划及软件开发

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【摘要】：近年来,随着科技的快速发展,产品装配设计理论受到了广泛的关注,很多研究者把研究目光投入到装配规划中,并取得了卓越的进步。零件装配的先后顺序决定产品生产的最后一个装配环节的整体质量和整体速度,因此在产品设计和制造阶段,装配规划尤其是装配序列的优化具有重要意义。首先,本文在三种装配建模对比分析的基础上,基于图论的相关知识,结合拓扑排序原理建立产品有向关系模型,同时给出有向图创建步骤,为蚁群算法求解装配序列问题建立了理论模型基础。其次,根据面向旅行商问题的蚁群算法特点,建立针对装配问题的蚁群算法。在装配模型的基础上创建集成拆卸关系矩阵,该矩阵的主要作用是指引蚂蚁选择零件可行方向。另外通过典型机械产品吸砂泵作为实例,对算法可行性和准确性进行验证。再次,对面向装配的蚁群算法进行改进,目的是为了降低运算时间、提高求解质量。主要是针对目标函数和信息素更新策略进行相应改进。具体改进内容如下:装配代价评价函数的改进(即装配序列评价指标的改进)、全局信息素更新规则的改进、全局信息素残留系数的改进、蚁群转移概率的改进以及参数信息素影响因子?和启发式信息影响因子?的改进。最后通过实验对比,验证了改进方法的可靠性和优越性。最后,借助MATLAB开发了装配序列规划系统,给出ASP软件操作步骤,详细介绍了软件每块功能。并以某汽车分动器为实例对该算法和软件进行试验,通过试验验证了ASP软件的可操作性和稳定性。最后在总结中说明了研究过程存在的不足之处,并对今后的工作作出了相应规划。
【关键词】：装配序列规划 蚁群算法 有向图 拓扑排序原理 拆卸关系矩阵
【学位授予单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG95;TP18
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题来源、目的和意义9-10
• 1.1.1 课题来源9
• 1.1.2 研究目的和意义9-10
• 1.2 装配序列规划的研究现状10-14
• 1.2.1 装配建模11-12
• 1.2.2 装配序列生成方法及应用12-14
• 1.3 论文研究内容14-16
• 第2章 产品装配建模16-22
• 2.1 引言16
• 2.2 装配模型的分类16-17
• 2.3 装配模型的建立17-21
• 2.3.1 有向图的基本原理17-18
• 2.3.2 有向图拓扑排序的原理18-19
• 2.3.3 产品装配体的有向拓扑排序19-21
• 2.4 本章小结21-22
• 第3章 典型机械产品的装配序列规划22-37
• 3.1 蚁群算法概述22
• 3.2 蚁群算法原理22-25
• 3.3 蚁群算法的数学模型25-26
• 3.4 基于蚁群算法的装配序列规划26-36
• 3.4.1 装配序列规划问题的表述27-28
• 3.4.2 集成拆卸关系矩阵28
• 3.4.3 基于关系矩阵的拆卸可行方向推导28-29
• 3.4.4 拆卸零件的选择概率29-30
• 3.4.5 信息素的更新30-31
• 3.4.6 蚁群算法流程31-33
• 3.4.7 示例33-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 改进蚁群算法及应用实例37-49
• 4.1 蚁群算法改进规则及算法流程37-38
• 4.2 序列质量评价函数的改进38-43
• 4.2.1 工艺优先关系38-39
• 4.2.2 装配代价评价函数39
• 4.2.3 实例分析139-43
• 4.3 蚂蚁转移概率和信息素的改进43-46
• 4.3.1 信息素更新规则的改进43-44
• 4.3.2 全局信息素残留系数的改进44
• 4.3.3 选择概率及参数的改进44-46
• 4.4 实例分析246-48
• 4.5 本章小结48-49
• 第5章 装配序列规划系统开发及应用实例49-59
• 5.1 ASP系统实现49-54
• 5.1.1 ASP系统设计分析49-50
• 5.1.2 ASP系统功能模块设计50-54
• 5.2 实例应用54-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第6章 总结与展望59-61
• 6.1 总结59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-65
• 个人简介65-66
• 致谢66-67
• 硕士期间所取得的科研成果67

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本文编号：891383