通航产品数字化装配序列规划系统研究与开发

摘要

装配是产品制造过程中的重要步骤，产品装配质量的好坏直接影响着产品的使用性能。近年来，在数字化设计与制造技术的发展推动下，数字化装配工艺设计技术成为了国内外研究的热点。装配序列规划是数字化装配工艺设计中的核心内容，装配序列规划的优劣将直接影响产品的装配质量。本文以某型号通用飞机发动机舱为研究对象，对复杂产品的装配序列规划技术进行了深入研究。
　　装配序列规划问题在本质上是一个组合优化问题。本文在多色集合装配信息模型的基础上，分析了各种主流的装配序列规划算法，并针对主流算法中出现的组合爆炸与盲目搜索问题，提出了一种面向复杂产品装配序列规划的复合算法。复合算法首先以多色集合装配信息模型作为生成可行装配序列的充要条件，快速生成若干可行序列;其次借鉴了遗传算法的搜索方式，并提出了一种新的变异方法作为遗传算法的进化方式，将人的知识和经验融入到算法中对可行序列进行初步优化;最后，针对遗传算法运行到一定程度之后产生的盲目搜索问题，提出了利用蚁群算法的思路来对算法进行快速收敛，快速得到产品的最优序列。
　　最后，本文介绍了以复合算法为基础开发的数字化装配序列规划系统，并以通用飞机发动机舱组件为例，对复合算法进行验证。通过实验证明，复合算法不仅能够有效的获得产品的最优装配序列，而且具有更好的收敛效率和全局收敛性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究意义和背景

1．1．1 课题的研究背景

1．1．2 装配序列规划

1．1．3 通用飞机的结构特点

1．2 国内外研究现状

1．3 课题的研究的意义和内容

1．3．1 课题研究的意义

1．3．2 课题的主要研究内容

1．3．3 论文章节安排

第2章 数字化装配序列规划系统

2．1 系统需求分析

2．1．1 通航产品装配特点及装配方法

2．1．2 装配序列规划系统的主要功能

2．2 系统的总体结构设计

2．2．1 数字化装配序列规划系统的总体结构

2．2．2 数字化装配序列规划系统的关键技术

2．3 基于多色集合理论的装配关系模型

2．3．1 多色集合理论简介

2．3．2 多色集合理论的数学表达

2．3．3 多色集合理论中着色的逻辑运算

2．3．4 基于多色集合理论的装配关系模型

2．4 本章小结

第3章 面向装配序列规划的复合算法研究

3．1 装配序列规划算法简介

3．1．1 多色集合形式化推理算法

3．1．2 遗传算法

3．1．3 蚁群算法

3．2 复合算法的提出

3．3 可行装配序列的生成

3．3．1 装配关系模型

3．3．2 定位关系方程的建立

3．3．3 干涉关系方程的建立

3．4 装配序列的优化

3．4．1 适应度函数

3．4．2 改进变异算法

3．4．3 装配序列优化终止条件

3．5 最优装配序列生成

3．5．1 状态转移概率函数的建立

3．5．2 信息素初始值设定

3．5．3 信息素的更新机制

3．6 复合算法的流程

3．7 本章小结

第4章 复合算法在通航产品装配序列规划中的应用

4．1 实例验证对象

4．2 利用复合算法进行装配序列规划的实现过程

4．2．1 建立装配信息模型

4．2．2 复合算法参数设置

4．2．3 可行装配序列生成

4．2．4 装配序列优化

4．2．5 最优装配序列生成

4．3 本章小结

第5章 装配序列规划系统的实现

5．1 系统开发环境

5．2 系统主要功能模块的设计及实现

5．2．1 系统的主要功能模块

5．2．2 系统的设计流程

5．3 系统的主要界面

5．3．1 装配信息模型生成模块

5．3．2 装配序列规划模块

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢