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一种基于多色集理论的产品拆卸模型研究

计算机集成制造系统 2007年第2期13卷 251-256页

作者：闫利军李宗斌高新勤赵姗姗西安交通大学机械工程学院机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型。该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法。应用连通零件单元生成算法直... 详细信息

针对现有拆卸模型存在的诸多不足,提出了一种基于多色集理论的产品拆卸模型。该模型中,基于多色集理论定义了零件单元连通性的概念和可拆卸性的概念,并分别设计了连通零件单元生成算法和可拆卸性判断算法。应用连通零件单元生成算法直接生成连通的零件单元,避免了在拆卸过程规划中许多非连通单元的干扰;利用可拆卸性判断算法对生成的连通单元进行筛选,剔除其中不合理的零件单元。在此基础上,建立基于多色集理论产品拆卸模型,以零件所受累计约束数的大小规划产品的拆卸序列,并构建了多色集递阶结构图表达产品的拆卸过程及拆卸序列。

关键词：多色集理论拆卸模型连通性可能位移模型递阶结构图

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面向可拆卸设计的拆卸模型变更响应性能研究

机械设计与制造 2014年第1期 251-253页

作者：张秀芬蔚刚郭砚荣胡志勇内蒙古工业大学机械学院内蒙古呼和浩特010051 内蒙古机电职业技术学院内蒙古呼和浩特010070

可拆卸设计是绿色设计的关键技术,拆卸模型是可拆卸设计的基础。产品可拆卸设计过程中,需要根据可拆卸性评价的反馈信息不断改进产品结构以提高产品的可拆卸性能,因此,面向可拆卸设计的拆卸模型应该具有较好的重建和变更响应能力。整理... 详细信息

可拆卸设计是绿色设计的关键技术,拆卸模型是可拆卸设计的基础。产品可拆卸设计过程中,需要根据可拆卸性评价的反馈信息不断改进产品结构以提高产品的可拆卸性能,因此,面向可拆卸设计的拆卸模型应该具有较好的重建和变更响应能力。整理和研究了国内外拆卸建模方面的研究成果,以某手电筒为例,构建了手电筒的无向图、有向图、AND/ON图和Petri网等典型的拆卸模型,根据DFD设计准则对手电筒进行了改进设计,并分析了可拆卸设计中这些典型拆卸模型的变更响应性能,结果表明,无向图模型的变更响应能力较为优秀,因此无向图及其派生模型可作为可拆卸设计的拆卸模型,该研究为拆卸模型的进一步发展提供了方向。

关键词：拆卸模型变更响应可拆卸设计

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基于拆卸模型的不相容问题求解方法

机械设计与制造 2012年第3期 272-274页

作者：袁小鹤宋守许合肥工业大学机械与汽车工程学院合肥230009

为了完成产品的可拆卸性设计,对可拓理论中的不相容问题求解方法进行了研究,在分析了矛盾问题求解方法的基础上提出了一种基于拆卸模型的不相容问题求解方法。该方法首先建立产品的拆卸模型以表达产品的连接方式,用拆卸模型代替相容度... 详细信息

为了完成产品的可拆卸性设计,对可拓理论中的不相容问题求解方法进行了研究,在分析了矛盾问题求解方法的基础上提出了一种基于拆卸模型的不相容问题求解方法。该方法首先建立产品的拆卸模型以表达产品的连接方式,用拆卸模型代替相容度函数来判断产品的相容性,然后运用不相容问题的求解方法来解决问题,实现设计目标。该方法简化了设计过程,图像化地表示产品的相容性,扩大了不相容问题求解方法的运用范围。最后用实例验证了该方法的有效性。

关键词：不相容问题相容度函数拆卸模型可拆卸结构设计可拓

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基于图论模型的主次结构体系可拆卸性研究

基于图论模型的主次结构体系可拆卸性研究

作者：费嵩哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

随着社会的发展,城市化步伐的加快,在城市规划中,许多建筑达到其生命周期,面临建筑拆除的问题,由此产生了资源的浪费和建筑垃圾对环境的污染等一系列问题。因此,如何使建筑在生产、建造、拆除的全生命周期内实现“绿色属性”,其关键在... 详细信息

随着社会的发展,城市化步伐的加快,在城市规划中,许多建筑达到其生命周期,面临建筑拆除的问题,由此产生了资源的浪费和建筑垃圾对环境的污染等一系列问题。因此,如何使建筑在生产、建造、拆除的全生命周期内实现“绿色属性”,其关键在于建筑的可拆卸性设计,这已成为当前“绿色设计”研究的主要热点之一,也是建筑结构设计所面临的重要课题。主次结构体系是一种新型的超高层建筑结构体系,其主要特点是巨型结构、层次分明、模块化设计,基于这些特点主次结构体系可拆卸性研究具有和重要的研究意义。本文从拆卸机理及拆卸建模技术、拆卸序列规划、拆卸序列力学性能分析等展开以下几个方面研究:主次结构拆体系拆卸建模技术研究。以主次框架结构体系为研究对象,根据结构连接关系,分析主次框架结构拆卸层次,明确主次框架结构体系三个拆卸层次:单层层内次框架柱层次、次框架模块层次、主次框架结构层次。分析不同拆卸层次的力学性能,模拟拆卸构件后构件受力变化进行拆卸机理研究和部分拆卸顺序的判断。根据不同层次的结构连接关系和拆卸顺序的判断,采用图论模型,建立主次框架结构体系不同拆卸层次基于无向图和有向图模型的拆卸信息混合图模型。主次结构体系拆卸序列规划研究。以主次框架结构体系为研究对象,根据不同层次拆卸信息模型,对拆卸序列规划研究,得到单层层内次框架柱层次、次框架模块层次和主次框架结构层次拆卸序列,分析生成的拆卸序列在拆卸过程中的力学性能变化和考虑拆卸序列的高效性,得到优化后的拆卸序列并从中得到相对优的拆卸序列。最后得到单层层内次框架柱层次从中间往外依次拆卸,次框架柱模块层次先部分拆卸次框架柱后从上往下拆卸,主次框架结构层次先同时拆卸次框架模块后从上往下拆卸主框架模块的主次框架结构体系拆卸顺序。主次结构体系拆卸过程中力学性能分析。以主次框架结构为研究对象,在已有的研究成果的基础上,研究优化得到的拆卸序列在拆卸过程中的力学性能变化,明确单层层内次框架柱层次、次框架模块层次和主次框架模块层次拆卸过程中对主次框架结构体系主、次结构的影响,总结主次框架结构体系在拆卸过程中的内力变化,为主次结构体系的可拆卸性设计提供一定参考。

关键词：主次结构主次框架拆卸模型拆卸序列优化力学性能

废旧智能手机拆卸可行性的价值评估模型与方法

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机械设计与制造工程 2021年第5期50卷 99-104页

作者：尹凤福杜泽瑞李林王瑞东安瑞梁振宁青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061

为解决废旧智能手机造成的环境污染及资源浪费问题,提出了废旧智能手机拆卸可行性价值评估模型与方法。以“小米3”智能手机拆卸和回收为例,基于智能手机分层树拆卸模型生成拆卸序列,建立拆卸和回收利润模型。提出价值评估方法,对手动... 详细信息

为解决废旧智能手机造成的环境污染及资源浪费问题,提出了废旧智能手机拆卸可行性价值评估模型与方法。以“小米3”智能手机拆卸和回收为例,基于智能手机分层树拆卸模型生成拆卸序列,建立拆卸和回收利润模型。提出价值评估方法,对手动拆卸和自动化拆卸两种拆卸方式下的废旧智能手机拆卸和回收价值进行评估,结果表明,自动化拆卸的回收利润远高于手动拆卸。

关键词：废旧智能手机拆卸模型拆卸序列自动化拆卸价值评估

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基于多种群遗传算法的废旧手机拆卸序列规划

合肥工业大学学报（自然科学版） 2023年第4期46卷 438-446页

作者：尹凤福刘广阔王晓东李新宇李林青岛科技大学机电工程学院山东青岛266061 合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009

为解决废旧智能手机对环境的污染问题,高效率求解废旧智能手机完全拆卸序列最优方案,文章针对废旧手机完全拆卸提出一种多种群遗传算法。根据废旧智能手机的连接特点,建立废旧智能手机拆卸混合图模型,并利用该模型描述约束关系,同时考... 详细信息

为解决废旧智能手机对环境的污染问题,高效率求解废旧智能手机完全拆卸序列最优方案,文章针对废旧手机完全拆卸提出一种多种群遗传算法。根据废旧智能手机的连接特点,建立废旧智能手机拆卸混合图模型,并利用该模型描述约束关系,同时考虑紧固件的连接关系;提出一种拆卸可行性评估方法,建立拆卸时间、拆卸利润、拆卸能耗等多目标优化数学模型,并利用多种群遗传算法进行优化分析;以“小米5”手机为例验证提出算法的可行性,并分析多目标不同权重系数对生成结果的影响。结果表明:与人工经验拆卸相比,优化后拆卸手机成本利润提高0.3035元/台,拆卸时间缩短30 s/台,拆卸人工能耗减少0.272 J;多种群比单种群收敛速度更快;相较于并行拆解,废旧智能手机等小型精密电子产品更适合于串行序列拆解。

关键词：废旧智能手机拆卸模型多种群遗传算法序列规划

基于改进引力搜索算法的异步并行拆卸序列规划研究

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机电工程 2023年第1期40卷 113-121页

作者：李佰霖武攀旗吴志超付文龙三峡大学电气与新能源学院湖北宜昌443002 三峡大学梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室湖北宜昌443002 哈尔滨电机厂有限责任公司黑龙江哈尔滨150040

在大型复杂机械设备的检修过程中,涉及对维修目标件的拆卸,存在多人协同作业建模困难和拆卸序列求解效率低的问题,为此,对异步并行拆卸序列规划的拆卸模型和求解算法进行了研究,提出了一种基于改进引力搜索算法的异步并行拆卸序列规划... 详细信息

在大型复杂机械设备的检修过程中,涉及对维修目标件的拆卸,存在多人协同作业建模困难和拆卸序列求解效率低的问题,为此,对异步并行拆卸序列规划的拆卸模型和求解算法进行了研究,提出了一种基于改进引力搜索算法的异步并行拆卸序列规划方法。首先,研究了拆卸工作区域干涉和零部件之间的几何约束,建立了优先约束模型,并基于优先关系和拆卸目标件,逆向搜索出了最小待拆卸零部件集合;然后,建立了异步并行拆卸序列规划的数学模型,以拆卸时间最小化为优化目标建立了目标函数,针对异步并行拆卸序列构造了其编码和解码方法,并重构了引力搜索算法中个体进化的更新公式,设计了逃脱算子以跳出局部最优;最后,以水轮机主轴密封检修为例进行了实验,以验证GSA算法的有效性,并将其结果与采用传统算法所得结果进行对比,以证明新方法的优越性。研究结果表明:相比于传统算法,改进的引力搜索算法可以实现更少的时间代价,因此在处理复杂设备维修拆卸过程中更加有效。

关键词：机械设备维修引力搜索算法组合优化多人协同作业拆卸模型求解算法

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基于联接知识的产品可拆卸设计方法研究

现代制造工程 2015年第4期 11-16页

作者：郭砚荣张秀芬内蒙古工业大学机械学院呼和浩特010051 内蒙古化工职业学院呼和浩特010070

为了便于产品可拆卸设计的实施,提出一种基于联接知识的可拆卸设计方法,通过改变产品的联接方式和结构,不断提高产品的可拆卸性能。归纳整理了典型联接结构及其接触约束和拆卸优先级知识,基于这些知识构建了拆卸模型,以描述产品零/部件... 详细信息

为了便于产品可拆卸设计的实施,提出一种基于联接知识的可拆卸设计方法,通过改变产品的联接方式和结构,不断提高产品的可拆卸性能。归纳整理了典型联接结构及其接触约束和拆卸优先级知识,基于这些知识构建了拆卸模型,以描述产品零/部件间的装配约束和拆卸优先级信息,并在UG平台下二次开发了拆卸模块,提出基于联接的产品拆卸难度评价方法,以评价产品的可拆卸性能。为了改善产品的可拆卸性能,提出了联接结构可拆卸设计准则。最后,以订书机的可拆卸设计为例,验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：可拆卸设计拆卸模型联接可拆卸性

基于智能优化算法的机电产品拆卸过程规划研究

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基于智能优化算法的机电产品拆卸过程规划研究

作者：王运涛内蒙古工业大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,人们的生活水平不断提高,机电产品的更新换代也越来越快,报废处理问题随之而来,对报废产品进行回收不仅可以保护环境,还能节省资源。而拆卸是回收的前提,用合适的拆卸方案对废弃的机电产品进行拆卸,能提高拆卸效率,提升... 详细信息

随着科技的发展,人们的生活水平不断提高,机电产品的更新换代也越来越快,报废处理问题随之而来,对报废产品进行回收不仅可以保护环境,还能节省资源。而拆卸是回收的前提,用合适的拆卸方案对废弃的机电产品进行拆卸,能提高拆卸效率,提升拆卸收益。拆卸序列规划是拆卸问题中的重要内容,拆卸序列规划问题在数学上属于NP-完全型,即随着产品复杂度的提高,对产品拆卸过程进行规划将变得异常复杂和困难。本研究针对复杂机电产品拆卸序列规划问题,利用智能优化算法进行求解,提高产品的拆卸效率。本文的主要研究内容包括以下四个方面:(1)本文首先介绍了拆卸的概念和类型、产品的拆卸信息、拆卸信息模型的分类等内容,在分析已有模型的基础上,对常规的拆卸信息模型进行改进,将拆卸对象、拆卸方向、约束类型、拆卸工具、拆卸成本等信息进行处理加入到改进后的拆卸信息模型中,极大的丰富了产品的拆卸信息。并对这些信息进行了数字化处理,以便于计算机程序读取,为接下来利用智能算法对拆卸序列的求解和优化打下基础。(2)介绍了智能优化算法的特点,具体介绍了蚁群算法的原理、数学模型,针对基本蚁群算法的不足,增加了蚂蚁路径的约束,改变了信息素更新机制,提出以拆卸优先约束矩阵为基础的改进蚁群算法,并使用MATLAB进行编码,以某型号洗衣机为例进行了验证。试例结果证明了改进蚁群算法的可行性。(3)介绍了标准遗传算法的原理和数学模型以及在拆卸序列规划方面的研究和应用,并针对其在早熟收敛和局部搜索方面的不足,对遗传算法的基因组编码方式、遗传算子和一般流程进行了改进,提出了基于拆卸优先约束矩阵的自适应遗传算法,并针对某型号洗衣机实例,使用MATLAB进行算法的具体编码和计算,取得了良好的结果,证明了该改进算法的可行性和有效性;并对蚁群算法和遗传算法改进前后的优化结果进行分析比较。(4)针对拆卸方案的评价问题,提出了基于理想度公式的多指标评价体系,综合考虑产品拆卸时的技术性、经济性、环境性等影响,建立拆卸序列评价指标体系。在用智能算法进行产品的拆卸过程规划的基础上,针对搜索到的少数几条可行拆卸序列进行分析,并进行多指标综合评价,从而得到综合指标优化的拆卸序列。为拆卸序列的评价问题提供了一种可行、有效的方法。

关键词：拆卸模型智能优化算法拆卸序列规划评价体系