产品多目标多类型选配技术及其应用研究

发布时间：2017-10-20 06:08

  本文关键词：产品多目标多类型选配技术及其应用研究

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【摘要】：在精密产品的批量生产中,完全互换的装配方法已不能满足产品质量的稳定性和零件加工的经济性要求,选配方法在精密产品装配流程中越来越多地得到应用。以电液伺服阀为例,作为一种精密的机、电、液一体化产品,电液伺服阀在生产数量上具有批产特性,但装配上又具有单件生产的特点,在其装配调试过程中主要存在以下几个方面的困难：1)零件体积小,装配精度高；2)配对关系复杂,柔性件不允许反复装配；3)零件备件率高,时常需要向零件生产部门定制特定参数零件。由于以上因素的存在,在电液伺服阀这类产品的生产过程中不可避免地需要引入选配环节。 第1章首先陈述了课题研究的背景和意义,对电液伺服阀生产存在的实际问题进行了分析,然后综述了相关技术的国内外研究情况,包括零件分组策略和零件配对方案优化方法的研究现状,最后介绍了本文的整体内容结构和章节安排。 第2章针对大批量产品型号的选配环节提出了基于多目标进化算法的分组选配方法,以电液伺服阀为例建立了分组选配的数学模型,将零件分组方案和配对方案同时融入到编码中,采用非支配排序遗传算法对电液伺服阀分组选配方案进行优化,在迭代过程中同时调整零件的公差带分组方案和不同分组间的配对方案,通过筛选获取配对成功率和配对质量均较高的解,然后将其应用于电液伺服阀的大批量生产中。 第3章针对小批量高精度产品型号的选配环节提出了面向多选配参数零件的精确选配方法,基于多目标进化算法构建了底层优先的计算流程,然后以参与选配的零件个体作为对象,对其进行和优化组合,得到配对成功率和配对质量均较高的选配方案。 第4章针对分组选配和精确选配过程中会产生少量剩余零件的问题提出了基于成本最低策略的逆向选配方法,在库存零件不足的情况下定制部分零件以完成装配任务,且在产品装配任务开始之前就将所需定制零件的型号和参数提交给零件生产部门组织加工,以减少装配生产线的停滞时间,提高生产效率。计算过程中使用精确选配的类似的思想以及粒子群算法尽可能减少定制零件的数量并降低总的定制成本。 第5章介绍了电液伺服阀零件选配系统的系统构架、功能模型、工作流程以及系统的基本操作界面,包含任务定制、参数设定、结果输出等功能模块。 第6章总结了本文的研究成果,并对今后的研究工作作了展望。
【关键词】：电液伺服阀 计算机辅助选配 多目标进化算法 NSGA-Ⅱ 逆向选配
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH137.5;TG95
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-9
• 目录9-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景与意义12-15
• 1.1.1 研究背景12-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 零件分组策略研究16-17
• 1.2.2 零件配对方案优化方法研究17-19
• 1.3 研究内容与章节安排19-20
• 第2章 基于多目标进化算法的大批量产品分组选配20-40
• 2.1 分组选配问题背景及数学模型20-29
• 2.1.1 分组选配问题背景20-22
• 2.1.2 分组选配方案编码规则22-24
• 2.1.3 分组选配优化目标构建24-29
• 2.2 分组选配方案求解流程29-32
• 2.3 分组选配方案求解算法实现32-37
• 2.3.1 初始解的构造32
• 2.3.2 选配方案种群进化策略32-34
• 2.3.3 Pareto边界集的构造34-35
• 2.3.4 个体聚集距离的计算35-36
• 2.3.5 子代选择策略36-37
• 2.4 分组选配方案结果37-40
• 2.4.1 分组选配方案初步结果37-38
• 2.4.2 分组选配方案结果的修正38-40
• 第3章 面向多选配参数零件的小批量产品精确选配40-51
• 3.1 精确选配问题背景与数学模型40-46
• 3.1.1 零件精确选配约束关系40-43
• 3.1.2 多参数零件精确选配方案与约束关系的数学描述43-46
• 3.1.3 精确选配的目标函数计算46
• 3.2 精确选配方案求解流程46-48
• 3.2.1 底层优先的零件精确选配流程46-47
• 3.2.2 精确选配方案求解算法流程设计47-48
• 3.3 精确选配方案求解算法实现48-50
• 3.3.1 精确选配的初始种群构造48-49
• 3.3.2 精确选配的种群进化方法49-50
• 3.4 精确选配方案结果50-51
• 第4章 基于成本最低策略的产品逆向选配51-67
• 4.1 逆向选配问题背景和数学模型51-53
• 4.1.1 包含虚拟零件的零件选配方案搜索方法51-52
• 4.1.2 定制零件公差带与成本的量化关系52-53
• 4.2 逆向选配方案求解流程53-54
• 4.3 逆向选配方案求解算法实现54-65
• 4.3.1 虚拟零件的引入及其比例的自适应调整54-56
• 4.3.2 包含虚拟零件的逆向选配方案搜索56-58
• 4.3.3 简单配对关系的定制公差带求解58-62
• 4.3.4 基于粒子群算法的尺寸链定制公差带求解62-65
• 4.4 逆向选配方案结果65-67
• 第5章 原型系统实现67-78
• 5.1 产品选配系统构架67-68
• 5.2 产品选配系统模型68-73
• 5.2.1 选配系统功能模型68-70
• 5.2.2 选配系统工作流程70-71
• 5.2.3 选配系统数据库建表71-73
• 5.3 产品选配系统功能实现73-78
• 5.3.1 选配零件数据管理73-74
• 5.3.2 选配任务的定制74-76
• 5.3.3 选配参数设置76
• 5.3.4 选配结果的输出76-78
• 第6章 总结与展望78-80
• 6.1 全文总结78
• 6.2 今后工作展望78-80
• 参考文献80-84
• 作者简历及在校期间的科研经历和所获奖勘84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邵锦文 ,张振家 ,冯国泰 ,马玉林;计算机装配工艺系统研究[J];航天制造技术;2002年01期

2 方群;黄增;;电液伺服阀的发展历史、研究现状及发展趋势[J];机床与液压;2007年11期

3 吴玫;陆金桂;;遗传算法的研究进展综述[J];机床与液压;2008年03期

4 徐晓钟,王荣桥,马枚;可装配性设计环境与航空发动机转子的装配仿真[J];计算机辅助设计与制造;2001年01期

5 张栋;常智勇;莫蓉;徐莎莎;;粒子群算法在计算机辅助选择装配中的应用[J];计算机工程与应用;2009年12期

6 唐云岚;赵青松;高妍方;陈英武;;Pareto最优概念的多目标进化算法综述[J];计算机科学;2008年10期

7 刘建东;常智勇;莫蓉;张栋;魏江峰;;面向多尺寸链的计算机辅助选择装配模型研究[J];计算机集成制造系统;2008年05期

8 肖晓伟;肖迪;林锦国;肖玉峰;;多目标优化问题的研究概述[J];计算机应用研究;2011年03期

9 孙宗宸;夏平均;姚英学;;选配优化在复杂装配中的应用研究[J];机械设计与制造;2008年01期

10 张庆英;一种满足分组装配配合要求的新方法[J];武汉理工大学学报(交通科学与工程版);2001年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 孟红云;多目标进化算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 文强;基于虚拟仪器的电液伺服阀的静态性能测试[D];长春理工大学;2011年

2 徐述礼;多质量特性复杂产品的选择装配问题研究[D];南京理工大学;2012年

3 吴方才;基于蒙特卡罗仿真和遗传算法的公差设计[D];武汉理工大学;2005年

4 刘向勇;计算机辅助选择装配的算法研究[D];吉林大学;2006年

5 郭晓炜;虚拟装配中的序列规划技术研究[D];西北工业大学;2006年

6 庞峰;模拟退火算法的原理及算法在优化问题上的应用[D];吉林大学;2006年

7 邢一磊;深沟球轴承选择装配方法的研究[D];吉林大学;2007年

8 李益芳;若干现代最优化技术的应用比较研究[D];华北电力大学（北京）;2008年

9 孙宗宸;面向发动机装配的计算机辅助选配方法及系统开发[D];哈尔滨工业大学;2007年

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本文编号：1065649