基于混合遗传算法的铸件热处理装炉方案研究

发布时间：2021-06-21 21:38

　　热处理炉次计划是一个在复杂约束条件下的不相容铸件排产问题,是铸造企业生产计划的重要一环。针对铸件热处理智能排产问题,华铸实验室前期基于改进教与学算法,提出了铸造企业热处理炉次计划模型和求解方案,实现了炉次计划的算法辅助排产模式,取得了良好的应用效果。但在建模时仅考虑了热处理炉的铸件装炉重量,没有考虑铸件形状与尺寸等,容易造成计算出的合炉批计划铸件难以装炉;而且人工安排装炉方案往往并不能使热处理炉的利用率最大化,从而降低了热处理车间生产效率。为此,本文建立了热处理铸件三维装炉数学模型,使用长方体单元对铸件进行拟合,针对特定批次的热处理铸件进行装炉方案研究,提出了一种有效的混合遗传算法。首先,分析了三维装炉研究现状,建立了多目标多约束的装炉数学模型。结合企业实际装炉情况,提出了模型假设,考虑了旋转约束、体积约束、上方禁止堆积和下方禁止堆积等九种装炉约束,确立了以热处理炉空间利用率和剩余有效空间最大化的目标函数,为三维装炉问题求解建立了模型基础。其次,提出了基于混合遗传算法的热处理铸件装炉分步求解方案。分步求解方案将原问题分为两个阶段。第一阶段基于启发式算法将工件复合为组合块,生成了候选可行... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

热处理炉由上可知，在制造业的生产流程中，热处理炉中的热处理工艺过程往往是其中至

图 1-1 热处理炉由上可知，在制造业的生产流程中，热处理炉中的热处理工艺过程往往是其中至关重要的一环。所以热处理车间的生产效率，往往是决定铸件的生产效率的关键因素，然而热处理工艺，作为铸造生产中保证铸件组织与性能的重要工艺，属于高耗能工序。但目前在大批铸造企业的实际生产中，热处理车间的生产效率并不高，一方面是因为热处理工序为了保证工件达到规定的性能要求，往往加工时间较长；另一方面，中国的制造领域仍存在大量人工装炉的现象，热处理车间仍需要动用相应的人力来进行人工安排装炉方案，而人工安排装炉方案往往并不能使热处理炉的填充率达到最大化，从而降低了热处理车间的生产效益。而上述情况无疑是与我国提出的推动铸造企业自动化、智能化等软实力的建设的口号相悖[10,11]。

华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文为了解决上述问题，需要对实现铸造热处理工序的自动化、实现自动的装炉算法以替代传统的人工装炉等相关技术进行研究。实现自动化装炉的前提是实现铸造企业的 ERP 系统。为了减少人力成本，提升铸造企业生产效率，在保证实现铸造企业信息化进程的前提下才更好的实现自动化装炉。最近几年来，我国国内的铸造企业绝大部分已经实施了 ERP 系统，其中很多企业很好的适应了为国内铸造企业的量身制作的华铸 ERP 系统[12]，如图 1-2 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于货物组合的三维装箱启发式算法[J]. 王祎楼.  物流工程与管理. 2018(12)
[2]一种基于案例推理的零件热处理装炉算法[J]. 刘欣,杨建军.  机械工程与自动化. 2018(06)
[3]并行化遗传算法研究综述[J]. 冯智莉,易国洪,李普山,黎慧源,代瑜.  计算机应用与软件. 2018(11)
[4]锻件装炉过程建模及混合装炉调度优化方法研究[J]. 沈康,韦勇,何非,贾蓉静.  工业工程与管理. 2018(05)
[5]一种自适应权重的并行PSO快速装箱算法[J]. 廖星,袁景凌,陈旻骋.  计算机科学. 2018(03)
[6]我国金属热处理的现状与发展趋势探讨[J]. 柯观振.  中国金属通报. 2018(01)
[7]解读《新一代人工智能发展规划》[J]. 本刊编辑部.  机器人技术与应用. 2017(04)
[8]基于遗传算法的铸造热处理炉次计划[J]. 叶虎,计效园,周建新,陈飞.  计算机集成制造系统. 2017(03)
[9]Digital management technology and its application to investment casting enterprises[J]. Xiao-yuan Ji,Hu Ye,Jian-xin Zhou,Wei-lin Deng.  China Foundry. 2016(05)
[10]装箱问题的算法及最新进展[J]. 刘明明,童小娇,戴彧虹.  计算数学. 2016(03)

博士论文
[1]钢铁企业罩式炉装炉优化及煤气柜位预测问题研究与应用[D]. 张晓平.大连理工大学 2010



本文编号：3241453