基于改进NSGA-Ⅱ算法的车身公差分配研究

发布时间：2017-11-02 20:14

  本文关键词：基于改进NSGA-Ⅱ算法的车身公差分配研究

  更多相关文章： 公差分配 质量 成本 偏差分析 改进NSGA-Ⅱ算法

【摘要】：车身作为汽车四大组成之一,其质量对整车性能、品质与外观有着重要影响。在汽车等现代制造工业中,质量与成本始终是产品开发需要均衡考虑的一对突出矛盾。盲目提高质量要求,将使产品制造成本增加,出现投资浪费和市场竞争力下降;随意降低成本,则有可能影响质量,导致客户投诉和返修率上升。制定合理的车身公差分配方案,对于解决质量要求与生产成本之间的矛盾有着重要意义。传统车身公差分配是以制造成本最低作为评估手段,难以合理、有效地考量不同性能指标之间的互相影响和冲突,因此提出改进的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ对薄板零件进行公差分配。其主要研究内容包括:(1)建立薄板零件公差与装配公差之间敏感系数矩阵本文首先进行薄板零件装配过程分析,基于焊接小平面接触模型,应用功平衡法建立车身薄板零件装配偏差分析模型,从而构建零件偏差与装配偏差直接的敏感系数矩阵,最后应用薄板装配案例证明了该模型的有效性。(2)提出改进的非支配排序遗传算法非支配排序遗传算法的优化结果可以同时满足各个目标的需要,然而在薄板零件公差分配时容易出现Pareto解聚集的现象,因此提出了正交设计初始种群和累积排序策略,通过改进策略使得算法在多目标优化问题上具有很好的收敛性和更容易选出优秀个体,最后通过标准测试函数验证了算法改进的有效性。(3)应用改进的非支配排序遗传算法进行公差分配多目标优化通过分析影响公差分配的主要因素,建立考虑制造偏差、偏差传递等因素的公差—偏差关系模型,然后应用改进的NSGA-Ⅱ算法进行公差分配。以尾灯支架装配为例,采用二进制编码、竞标赛选择算法、交叉、变异对其进行多目标优化问题求解,得到公差分配的Pareto最优解集。应用TOPSIS法从Pareto最优解集中选出适合本工程应用的最优解。
【关键词】：公差分配 质量 成本 偏差分析 改进NSGA-Ⅱ算法
【学位授予单位】：上海工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 研究背景、意义及课题来源12-15
• 1.1.1 研究背景12-14
• 1.1.2 研究意义14-15
• 1.1.3 课题来源15
• 1.2 国内外研究现状与综述15-21
• 1.2.1 公差分析在车身中的应用15-18
• 1.2.2 车身公差分配模型的研究现状18-19
• 1.2.3 公差分配模型优化算法的研究现状19-20
• 1.2.4 基于NSGA-II算法多目标优化的研究现状20-21
• 1.2.5 研究现状总结21
• 1.3 本文主要研究内容与逻辑结构21-24
• 第二章 车身薄板件装配偏差分析建模24-33
• 2.1 引言24
• 2.2 薄板件装配偏差分析建模24-28
• 2.2.1 薄板件的装配过程24-26
• 2.2.2 基于功平衡法装配偏差分析模型26-28
• 2.3 薄板件装配偏差分析实例应用28-32
• 2.3.1 模型描述28-29
• 2.3.2 装配过程模拟29-30
• 2.3.3 基于功平衡法装配偏差分析模型的应用30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 非支配排序遗传算法NSGA-II33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 多目标优化问题33-36
• 3.3 NSGA算法36
• 3.4 带有精英策略的NSGA-II算法36-41
• 3.4.1 快速非支配排序策略37-38
• 3.4.2 拥挤度概念38-39
• 3.4.3 NSGA-II算法主流程39-40
• 3.4.4 NSGA-II多目标优化实例40-41
• 3.5 NSGA-II算法的改进41-46
• 3.5.1 NSGA-II算法的改进策略41-45
• 3.5.2 算法验证45-46
• 3.6 本章小结46-47
• 第四章 公差分配多目标优化模型47-56
• 4.1 引言47
• 4.2 车身公差分配的影响因素47-48
• 4.3 公差分配多目标优化模型建立48-52
• 4.3.1 公差—偏差关系模型建立48-50
• 4.3.2 成本—公差关系模型建立50-51
• 4.3.3 多目标优化模型51-52
• 4.4 优化模型的公差分配应用52-55
• 4.4.1 案例描述52-54
• 4.4.2 模型构建与仿真54
• 4.4.3 仿真结果分析54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第五章 基于NSGA-II算法的公差分配优化应用56-65
• 5.1 引言56
• 5.2 尾灯敏感系数提取56-59
• 5.2.1 模型描述56-57
• 5.2.2 关键测点57-58
• 5.2.3 基于功平衡法的装配偏差分析58-59
• 5.3 尾灯支座的公差分配59-62
• 5.3.1 目标函数59-61
• 5.3.2 结果分析61-62
• 5.4 优化结果决策62-64
• 5.4.1 TOPSIS法62-63
• 5.4.2 公差分配最优解选择63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 主要研究内容及结论65-66
• 6.2 不足之处与展望66-67
• 参考文献67-71
• 附录71-74
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果74-75
• 致谢75-76

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本文编号：1132992