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基于GA-BP与NSGA-Ⅱ的数控铣削参数优化研究

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工具技术 2024年第3期58卷 86-92页

作者：李超文尹瑞雪贵州大学机械工程学院

高效低碳制造是可持续发展的关键,而数控铣削作为常用的金属表面加工方法存在刀具寿命短、碳排放量高的问题。提出基于NSGA-Ⅱ的GA-BP多目标优化方法,通过分析不同加工参数条件下的数控铣削刀具寿命及碳排放数据集,建立GA-BP神经网络刀... 详细信息

高效低碳制造是可持续发展的关键,而数控铣削作为常用的金属表面加工方法存在刀具寿命短、碳排放量高的问题。提出基于NSGA-Ⅱ的GA-BP多目标优化方法,通过分析不同加工参数条件下的数控铣削刀具寿命及碳排放数据集,建立GA-BP神经网络刀具寿命及碳排放预测模型。基于NSGA-Ⅱ算法建立以刀具寿命、碳排放量为目标的主体优化模型,调用构建的GA-BP神经网络模型作为目标函数进行优化求解,得到Pareto最优解集。对Pareto最优解集进行TOPSIS最优解决策,得到综合优化刀具寿命与碳排放量的加工参数组合。优化结果表明:该方法既可以对数控铣削刀具寿命及碳排放量进行准确预测,还可以对两者进行有效优化,对数控铣削参数优化具有一定的理论指导意义。

关键词：数控铣削刀具寿命碳排放低碳优化 GA-BP NSGA-Ⅱ

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数控铣削能耗预测及切削参数多目标优化研究

重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第3期38卷 240-249页

作者：易望远尹瑞雪田应权欧丽贵州大学机械工程学院贵阳550025

为了研究数控铣床节能优化问题,首先以316L不锈钢为加工对象,设计了数控铣削实验方案,并进行了实验数据分析;然后以实验数据为样本,运用BP神经网络建立了数控机床能耗预测模型,并利用蜣螂优化算法(DBO)对BP神经网络结构进行优化,建立基... 详细信息

为了研究数控铣床节能优化问题,首先以316L不锈钢为加工对象,设计了数控铣削实验方案,并进行了实验数据分析;然后以实验数据为样本,运用BP神经网络建立了数控机床能耗预测模型,并利用蜣螂优化算法(DBO)对BP神经网络结构进行优化,建立基于DBO-BP神经网络的数控机床能耗预测模型。通过对比优化前后两模型,选择具有更高的预测精度和稳定性的DBO-BP神经网络模型与以加工成本为目标而建立的铣削参数多目标优化模型,并运用NSGA-Ⅱ对模型求解,得到最优解集,最后运用熵权TOPSIS法对最优解集进行决策,得到最优解。通过对比优化前后比能耗和加工成本,优化后的切削参数使比能耗和加工成本分别下降了33.84%和5%。研究结果表明,优化后的切削参数更加节能和节约加工成本。

关键词：数控铣削 DBO-BP神经网络能耗预测模型加工成本 NSGA-Ⅱ

面向表面质量的镍基高温合金铣削参数多目标优化研究

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重庆理工大学学报（自然科学） 2024年第2期38卷 123-131页

作者：田应权尹瑞雪易望远欧丽贵州大学机械工程学院贵阳550025

针对镍基高温合金材料在铣削过程中存在表面加工质量低的问题,提出一种基于神经网络及NSGA-Ⅱ算法的工艺参数多目标优化方法。采用不同工艺参数进行数控铣削镍基高温合金Inconel 718加工并获取数据集,以表面粗糙度为输出,不同工艺参数... 详细信息

针对镍基高温合金材料在铣削过程中存在表面加工质量低的问题,提出一种基于神经网络及NSGA-Ⅱ算法的工艺参数多目标优化方法。采用不同工艺参数进行数控铣削镍基高温合金Inconel 718加工并获取数据集,以表面粗糙度为输出,不同工艺参数组合为输入,利用麻雀搜索算法建立SSA-BP神经网络模型用于预测Inconel 718铣削表面粗糙度;以最大材料去除率、最小表面粗糙度为优化目标,构建NSGA-Ⅱ工艺参数多目标优化主体模型,调用构建好的预测模型作为主体模型的目标函数并优化求解得到Pareto最优解集。使用TOPSIS法对Pareto最优解集进行最优解决策,得出最佳的工艺参数组合。优化结果表明:该方法不仅可用于高温合金材料数控铣削表面粗糙度预测,还可用于工艺参数优化,为进一步提高数控铣削材料加工质量和效率提供参考。

关键词：数控铣削表面粗糙度质量优化难加工金属材料神经网络

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碳效率目标下的铣削切削参数优化研究

机械设计与制造 2022年第1期371卷 136-140,144页

作者：尹瑞雪柯杰贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

为了提高数控铣削加工过程的能量利用率,降低铣削加工过程中的碳排放量,基于铣削加工能耗分析的基础,建立了数控铣床能耗模型,并基于铣削工艺输入输出特性提出了铣削工艺碳排放评估函数,结合材料去除率提出碳效率概念,以此作为优化目标... 详细信息

为了提高数控铣削加工过程的能量利用率,降低铣削加工过程中的碳排放量,基于铣削加工能耗分析的基础,建立了数控铣床能耗模型,并基于铣削工艺输入输出特性提出了铣削工艺碳排放评估函数,结合材料去除率提出碳效率概念,以此作为优化目标,并以机床主轴转速和进给量作为优化变量,考虑机床各项性能参数和工件的加工质量等约束,建立了基于碳效率的数控铣削切削参数优化模型,并通过案例,采用遗传算法对模型进行优化求解,验证了该模型的有效性。

关键词：数控铣削碳效率切削参数遗传算法

成本约束下数控铣削刀具路径与参数低碳化研究

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机械设计与制造 2022年第11期 117-121,125页

作者：尹瑞雪李付春贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

在分析数控铣削碳排放以及加工成本评估的基础上,对比分析了不同刀具切削路径对碳排放的影响,以数控铣削碳排放及加工成本作为优化目标,机床性能、刀具和加工质量为约束,以主轴转速、每齿进给量和横向切深为优化变量,建立了数控铣削加... 详细信息

在分析数控铣削碳排放以及加工成本评估的基础上,对比分析了不同刀具切削路径对碳排放的影响,以数控铣削碳排放及加工成本作为优化目标,机床性能、刀具和加工质量为约束,以主轴转速、每齿进给量和横向切深为优化变量,建立了数控铣削加工碳排放和加工成本为目标的刀具切削路径与参数优化模型。最后用一个实例来验证模型,根据经验选取切削参数,确定最低加工碳排放和成本的刀具切削路径,然后在最佳刀具切削路径的基础上利用遗传算法进行切削参数优化求解。计算结果表明,通过该模型优化碳排放量相对于经验方法减少了38.9%,加工成本相对减少了23.6%。

关键词：数控铣削碳排放加工成本遗传算法

基于刀具寿命及工艺碳排放预测的数控铣削参数优化研究

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工具技术 2023年第9期57卷 80-85页

作者：李超文尹瑞雪贵州大学机械工程学院贵阳市550025

针对在“双碳”政策下数控铣削加工工艺过程存在刀具寿命短和碳排放量高的问题,提出一种基于BP神经网络及NSGA-Ⅱ算法的工艺参数多目标优化方法。基于不同工艺参数进行数控铣削加工产生的数据集,以刀具寿命及工艺碳排放为输出,不同工艺... 详细信息

针对在“双碳”政策下数控铣削加工工艺过程存在刀具寿命短和碳排放量高的问题,提出一种基于BP神经网络及NSGA-Ⅱ算法的工艺参数多目标优化方法。基于不同工艺参数进行数控铣削加工产生的数据集,以刀具寿命及工艺碳排放为输出,不同工艺参数组合为输入,构建基于BP神经网络的刀具寿命及工艺碳排放预测模型。以最大刀具寿命、最小工艺碳排放为优化目标,构建NSGA-Ⅱ工艺参数多目标优化主体模型,调用构建好的预测网模型作为主体模型的目标函数并优化求解得到Pareto最优解集。使用TOPSIS法对Pareto最优解集进行最优解决策,得出最佳的工艺参数组合。优化结果表明:该方法不仅能准确预测数控铣削刀具寿命及工艺碳排放,而且能对工艺参数进行有效地优化,为数控铣削参数低碳优化提供了新方法。

关键词：数控铣削刀具寿命工艺碳排放 BP神经网络 NSGA-II

多目标集成式工艺规划与调度问题的求解与决策

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组合机床与自动化加工技术 2023年第8期 171-175页

作者：杨庆斌尹瑞雪贵州大学机械工程学院贵阳550025

将工艺规划与车间调度进行有效的集成是解决制造系统中工艺规划与车间调度过程分开优化时设备利用率低以及生产效率差的问题的主要途径。为了实现绿色低碳制造,首先以制造过程中的碳排放最小化、最大完工时间最小化、总拖期时间最小化... 详细信息

将工艺规划与车间调度进行有效的集成是解决制造系统中工艺规划与车间调度过程分开优化时设备利用率低以及生产效率差的问题的主要途径。为了实现绿色低碳制造,首先以制造过程中的碳排放最小化、最大完工时间最小化、总拖期时间最小化为优化目标,基于非线性工艺规划的原理,建立多目标集成式工艺规划与调度模型;然后采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行求解,优化得到Pareto最优解集;并提出利用基于熵权法的TOPSIS决策方法从Pareto最优解集中选出最佳工艺路线与调度方案。最后结合案例,验证了该模型及求解过程的有效性,并为实际生产过程中车间调度方案的决策提供了依据。

关键词： NSGA-Ⅱ算法 TOPSIS排序法集成式工艺规划与调度多目标优化

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低碳目标下的柔性流水车间调度及节能优化

机械设计与制造 2023年第4期386卷 281-286页

作者：尹瑞雪吴拓李洪丞贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025 重庆邮电大学先进制造工程学院重庆400065

为降低车间生产碳排放,对于具备不相关并行机环境的柔性流水车间,在分析了机床运行过程中不同状态下的碳排放的基础上,建立起一种以低碳为优化目标的调度数学模型。该模型不仅考虑了以往研究较少的搬运过程碳排放,同时还考虑了选定机床... 详细信息

为降低车间生产碳排放,对于具备不相关并行机环境的柔性流水车间,在分析了机床运行过程中不同状态下的碳排放的基础上,建立起一种以低碳为优化目标的调度数学模型。该模型不仅考虑了以往研究较少的搬运过程碳排放,同时还考虑了选定机床的开关机过程的碳排放。基于该模型提出了在机床闲置等待期间降低碳排放的一种多状态更替的节能优化策略,并设计出改进的遗传算法对问题求解。最后利用相关案例,分析了模型的可行性,验证了节能优化策略的有效性。

关键词：车间调度运行状态碳排放改进遗传算法节能

融合课程思政的“机械制造技术基础”双语教学改革与实践

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学术与实践 2023年第2期 123-128页

作者：何彪尹瑞雪宋扬扬贵州大学机械工程学院贵州贵阳550025

在“机械制造技术基础”课程的双语教学模式下,深刻挖掘教学内容中的思政元素,把习近平新时代中国特色社会主义思想和中华优秀文化有机融入课程教学和实践,使学生在通过双语学习机械制造专业知识的同时,拓宽国际视野,提升思想道德素养,... 详细信息

在“机械制造技术基础”课程的双语教学模式下,深刻挖掘教学内容中的思政元素,把习近平新时代中国特色社会主义思想和中华优秀文化有机融入课程教学和实践,使学生在通过双语学习机械制造专业知识的同时,拓宽国际视野,提升思想道德素养,增强文化自信。本文分析了“机械制造技术基础”双语教学模式下融合课程思政的必要性,总结并凝练该课程知识体系中蕴含的思政元素,探究“机械制造技术基础”双语教学实践中融合课程思政的方法,提出了课程思政目标达成的评价机制。

关键词：课程思政 “机械制造技术基础” 双语教学