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考虑加班的无拖期Job Shop调度问题多目标金鹰算法研究

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中国机械工程 2023年

作者：史双元熊禾根武汉科技大学机械自动化学院

按期交货是面向订单型制造企业生产运作所追求的重要目标之一。当制造系统生产负荷较重时，加班作业是保证交货期最常采用的有效措施。为实现订单的无拖期交付和加班时间的合理优化使用，以面向订单型制造系统为背景，提出了一种考虑加... 详细信息

按期交货是面向订单型制造企业生产运作所追求的重要目标之一。当制造系统生产负荷较重时，加班作业是保证交货期最常采用的有效措施。为实现订单的无拖期交付和加班时间的合理优化使用，以面向订单型制造系统为背景，提出了一种考虑加班的多目标无拖期Job Shop调度问题，建立了以最小化总加班时间和最大完工时间为目标的数学规划模型。为有效求解该问题，提出了基于精英保留策略的非支配排序金鹰优化算法。在算法中设计了连续解空间映射至问题离散解空间的编码方法；提出了两阶段解码方案；融入了基于精英保留策略的选择算子；引入了自适应子代个体生成策略。以23个Job Shop调度问题基准算例为实验对象进行了仿真对比实验，实验结果验证了提出算法的有效性和优越性。

关键词：作业车间调度无拖期加班作业多目标金鹰优化算法

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求解矩形条带装箱问题的改进剩余矩形法

计算机集成制造系统 2023年

作者：刘志雄武汉科技大学机械自动化学院

矩形条带装箱问题是一类具有NP-Complete求解复杂性的组合优化问题，提出一种基于加权匹配函数的改进剩余矩形法用于求解矩形条带装箱问题。设计一种多因素加权匹配函数，采用双向选择策略，在剩余矩形集合和待排放矩形件集合中，选择... 详细信息

矩形条带装箱问题是一类具有NP-Complete求解复杂性的组合优化问题，提出一种基于加权匹配函数的改进剩余矩形法用于求解矩形条带装箱问题。设计一种多因素加权匹配函数，采用双向选择策略，在剩余矩形集合和待排放矩形件集合中，选择最合适的剩余矩形和矩形件实现最优匹配。基于加权匹配函数值，采用动态放置策略用于确定矩形件在剩余矩形中的放置位置。为了降低装箱高度，采用了旋转和平移后处理工艺对位于最高位置的矩形件进行调整。不同算例采用动态权重模式，利用粒子群算法用于搜索和确定最优权重值。针对典型算例的实验结果表明，相比传统剩余矩形法，改进剩余矩形法能够有效降低装箱高度。从测试算例装箱高度的平均误差看，计算结果也明显好于BF（Best Fit）算法及其改进算法，仅次于基于评分规则的启发式算法。

关键词：矩形条带装箱问题剩余矩形法加权匹配动态放置后处理粒子群算法

基于双线性频率分离的梁类结构呼吸裂纹定位方法

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现代制造工程 2024年第3期 140-147页

作者：蒋阳鲁志文冯科伟武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

针对梁类结构早期呼吸裂纹定位问题,基于含呼吸裂纹梁不同测点位置双线性程度的差异,提出了一种双线性频率分离的梁类结构呼吸裂纹定位方法。利用零点搜索、信号分割等技术将不同空间位置的结构响应,分解为双线性效应对应的正响应和负... 详细信息

针对梁类结构早期呼吸裂纹定位问题,基于含呼吸裂纹梁不同测点位置双线性程度的差异,提出了一种双线性频率分离的梁类结构呼吸裂纹定位方法。利用零点搜索、信号分割等技术将不同空间位置的结构响应,分解为双线性效应对应的正响应和负响应分量,分别反映了结构在裂纹张开状态及闭合状态下的动力学行为。不同测点分裂分量频率成分的差异与裂纹位置及深度有关,为此构造了双线性频率成分间的距离损伤指标,实现裂纹的定位。通过对裂纹位置、裂纹深度、激励频率和幅值、固有结构形状及噪声等影响因素的数值研究,表明了方法的有效性,可为实际工程应用提供理论依据。

关键词：裂纹定位双线性特性零点搜索呼吸裂纹信号分割

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复杂周转轮系同构识别的等效电路方法

机械工程学报 2021年第23期57卷 77-84页

作者：周明帅孙伟孔建益张宇武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

周转轮系的同构识别可剔除综合过程中出现的重复结构,对于周转轮系的构型综合具有重要意义。针对周转轮系同构识别问题,提出了一种建立等效电路识别周转轮系同构的新方法。运用双色拓扑图描述周转轮系拓扑结构,避免伪同构情形。根据电... 详细信息

周转轮系的同构识别可剔除综合过程中出现的重复结构,对于周转轮系的构型综合具有重要意义。针对周转轮系同构识别问题,提出了一种建立等效电路识别周转轮系同构的新方法。运用双色拓扑图描述周转轮系拓扑结构,避免伪同构情形。根据电路网络与周转轮系拓扑图的相似拓扑约束特性,将拓扑图转化为具有相同约束的等效电路,根据等效电路元素进行初步同构识别。应用回路电流法列出等效电路基本回路电流的齐次线性方程组,其系数矩阵保留有等效电路的结构特征。证明系数矩阵特征值相同可作为等效电路同构的充要条件。结合实例验证了该方法的简便性和可靠性。

关键词：周转轮系同构识别双色拓扑图等效电路回路电流法

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半球形结构对船用板式换热器性能的影响

船舶工程 2023年第11期45卷 69-73页

作者：徐煜昌王江波付婷刘凯武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

设计一系列内置不同尺寸半球形凹坑结构的V字形板式换热器板片,利用ANSYS FLUENT软件探究各型板片的换热性能。数值模拟结果表明:加入半球形凹坑结构能使换热器触点周围高速流动区域流体的流动更均匀,并明显增大较宽流道区域内流体的流... 详细信息

设计一系列内置不同尺寸半球形凹坑结构的V字形板式换热器板片,利用ANSYS FLUENT软件探究各型板片的换热性能。数值模拟结果表明:加入半球形凹坑结构能使换热器触点周围高速流动区域流体的流动更均匀,并明显增大较宽流道区域内流体的流动速度,提升换热器的换热性能;随着结构尺寸增加,半球形结构内部流体的流动更剧烈,流道内流体受到的扰动作用更强,流道内的温度场、速度场和压力场的增幅越来越大。综合考虑扰流结构对传热效果的提升作用和摩擦因子的增加发现,Ⅳ型板片(凹坑半径为3 mm)的传热效果最佳,与传统板片相比,其传热效率提高24%。

关键词：板式换热器数值模拟双通道模型半球形凹坑扰流

基于构件-构件邻接矩阵的含复铰运动链描述与同构判定

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机械工程学报 2020年第3期56卷 41-46页

作者：孙伟孔建益王兴东侯宇武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

在运动链型综合过程中,运动链的同构判定是重要且复杂的问题之一。提出了一种基于构件-构件邻接矩阵的改进Hamming数同构判定新方法。针对运动链中复合铰链难以分析和识别问题,提出了一种构件-构件邻接矩阵的含有复铰运动链描述方法。... 详细信息

在运动链型综合过程中,运动链的同构判定是重要且复杂的问题之一。提出了一种基于构件-构件邻接矩阵的改进Hamming数同构判定新方法。针对运动链中复合铰链难以分析和识别问题,提出了一种构件-构件邻接矩阵的含有复铰运动链描述方法。该矩阵包含运动链的拓扑结构信息,具有描述的唯一性。定义改进Hamming数原理,并采用提出的改进Hamming数新方法对运动链进行同构判定。案例证明了该新方法的准确性和高效性。

关键词：复合铰链构件-构件邻接矩阵运动链同构判定改进Hamming数

基于自编码器的耐火板砖表面缺陷特征提取与分类方法研究

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制造业自动化 2022年第12期44卷 28-31,67页

作者：雷付煜王兴东刘亚径程荻武汉科技大学机械自动化学院武汉430080

耐火砖是一种具有一定形状和尺寸的耐火材料,在建筑,钢铁,机械,化工等行业都有着重要的用途。其表面缺陷会影响成品设备的形状,尺寸组成及性能。以满足实际生产应用为标准,进行了耐火板砖表面缺陷特征提取与分类方法设计,创新性地引入... 详细信息

耐火砖是一种具有一定形状和尺寸的耐火材料,在建筑,钢铁,机械,化工等行业都有着重要的用途。其表面缺陷会影响成品设备的形状,尺寸组成及性能。以满足实际生产应用为标准,进行了耐火板砖表面缺陷特征提取与分类方法设计,创新性地引入了深度学习基本网络自编码器对耐火砖表面缺陷图像进行特征提取,以提高耐火砖表面缺陷的识别效果。实验结果表明,对耐火砖表面缺陷的识别检测平均准确率可达95.73%,能满足实际生产应用需求。

关键词：耐火砖表面缺陷检测机器视觉特征提取自编码器

两阶段动态流水车间抢占性族调度问题仿真研究

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组合机床与自动化加工技术 2023年第4期 31-35页

作者：罗祥宇熊禾根武汉科技大学机械自动化学院武汉430081

在当前族调度研究中,还没有一种抢占情况下,主要用于减少拖期工件数量的族调度规则。因此,针对两阶段动态流水车间抢占性族调度问题,参考现有文献研究方法,基于MAS、MASP和MASP-AD三种族调度规则,先考虑了待加工队列中工件族平均等待时... 详细信息

在当前族调度研究中,还没有一种抢占情况下,主要用于减少拖期工件数量的族调度规则。因此,针对两阶段动态流水车间抢占性族调度问题,参考现有文献研究方法,基于MAS、MASP和MASP-AD三种族调度规则,先考虑了待加工队列中工件族平均等待时间,再实时预估工件的拖期状况,分别提出了若干新的族调度规则,仿真调度实验表明,所提出的新族调度规则可明显改善调度性能,获得更好的调度解;进一步地给出了各种条件下性能最好的族调度规则。

关键词：族调度成组加工动态流水车间等待时间仿真

基于ReLU函数的胎路接触三向力传感器解耦方法

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仪表技术与传感器 2023年第4期 77-82页

作者：徐志成关佳希周兴林武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081

针对轮胎路面接触三向力传感器维间耦合解耦困难的问题,提出基于线性整流函数(rectified linear unit, ReLU)神经网络的解耦算法。以三向力传感器作为研究对象,首先进行单轴加载的静态标定试验,并分析3个方向下单轴加载的耦合力,然后应... 详细信息

针对轮胎路面接触三向力传感器维间耦合解耦困难的问题,提出基于线性整流函数(rectified linear unit, ReLU)神经网络的解耦算法。以三向力传感器作为研究对象,首先进行单轴加载的静态标定试验,并分析3个方向下单轴加载的耦合力,然后应用基于线性整流函数神经网络解耦算法以及传统的解耦算法对试验数据进行数值解耦。分析比较试验数据,所提算法得到的最大Ⅰ类误差、Ⅱ类误差分别为0.91%、0.87%,而传统算法最大Ⅰ类误差、Ⅱ类误差分别为3.08%、11.95%,进一步提高了三向力传感器的测量精度。

关键词：三维力传感器维间耦合神经网络线性整流函数