基于改进人工蜂群算法的机电产品并行拆卸序列规划研究

摘要

随着我国制造业的不断发展，越来越多的报废机电产品带来的资源再利用问题与潜藏的环境污染问题亟待解决，而拆卸是解决这一系列问题的基础与关键。如何对废旧机电产品进行高效的拆卸利用已经是现今“绿色技术”的研究热点，也是机电产品生命周期研究中所面临的重要课题。因此，本文致力于探索更为高效的拆卸分析及序列规划方法，以改进人工蜂群算法为基础，对复杂机电产品的并行拆卸序列规划方法进行了研究。
　　首先，对复杂产品的拆卸信息模型及评价指标进行了探讨，为后续拆卸序列规划的研究奠定了基础。其次，针对拆卸序列规划易出现的组合爆炸问题，提出了基于人工蜂群算法的解决方案。同时，针对此算法的不足之处，提出了基于二叉树的优先约束策略，对算法中随机生成的初始种群进行约束化处理，使之能够有效提取拆卸解空间信息;定义了可行度算法与适应度算法协同搜寻蜜源，在保证种群多样性的前提下提高了改进算法的收敛速度，使之更加适合求解拆卸序列规划问题。最后，通过实例计算并与其他算法进行对比，证明了本文所述改进算法的可行性及高效性。
　　在此改进算法的基础上，本文提出了一种适应于复杂机电产品的并行拆卸序列规划方法。通过对比分析并行拆卸与传统串行拆卸的不同之处，就并行拆卸的关键问题提出了相应的解决方案:定义了可变序列矩阵方法，由此提出了一种单一集合的并行化分析方法，用以解决并行拆卸序列长度与每步步长不确定的问题，建立了串、并行拆卸序列分析之间的联系纽带;针对并行拆卸繁多的单元选取情况，提出诱导因子方法，引领规划过程向最优方向进行演化。最后，于改进人工蜂算法的基础上，对某发动机模型进行并行拆卸序列规划求解，证明了本文所述基于改进算法的并行拆卸方法的优越性。

目录

封面

声明

致谢

摘要

英文摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．1．1 废旧机电产品带来的环境问题

1．1．2 废旧机电产品的经济价值

1．1．3 机电产品拆卸研究意义

1．2 拆卸方法的研究现状

1．2．1 拆卸信息建模

1．2．2 拆卸序列规划

1．3 机电产品拆卸序列规划面临的挑战

1．4 本文研究的主要内容及结构

1．4．1 课题来源

1．4．2 论文的主要研究内容

1．4．3 论文的组织结构

第二章 拆卸信息建模与序列评价分析

2．1 产品拆卸所需信息

2．1．1 拆卸结构信息

2．1．2 拆卸评价信息

2．2 产品拆卸模型的建立

2．2．1 基于混合图的拆卸模型

2．2．2 单元可拆卸性判别函数

2．3 产品拆卸序列评价指标

2．3．1 技术性指标

2．3．2 经济性指标

2．3．3 指标权重分配

2．4 本章小结

第三章 基于人工蜂群算法的拆卸序列规划

3．1 算法原理

3．2 算法的优越性

3．3 基于人工蜂群算法的拆卸序列规划方法

3．3．1 算法数学模型

3．3．2 人工蜂群算法与拆卸序列规划的对比分析

3．3．3 拆卸序列规划求解方法

3．4 人工蜂群算法的改进方向

3．5 本章小结

第四章 人工蜂群算法的改进研究

4．1 初始种群优先约束算法

4．1．1 二叉树的定义及遍历方式

4．1．2 优先约束算法步骤

4．2 可行度算法与适应度算法

4．3 自适应选择算法

4．4 基于改进算法的拆卸序列求解方法

4．5 实例分析

4．5．1 实例求解

4．5．2 算法对比

4．6 本章小结

第五章 基于改进算法的机电产品并行拆卸序列规划方法

5．1 并行拆卸的相关定义

5．2 并行拆卸序列规划的关键技术

5．2．1 可变序列矩阵

5．2．2 可变序列矩阵算法

5．2．3 单元选取原则

5．3 基于改进算法的并行拆卸序列规划求解方法

5．3．1 诱导因子

5．3．2 求解步骤

5．4 实例分析

5．4．1 实例求解

5．4．2 对比分析

5．5 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 全文总结

6．2 不足与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况