三維裝配順序規(guī)劃關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、產(chǎn)品裝配順序規(guī)劃(assembly sequence problem:ASP)是并行工程研究的一個(gè)熱點(diǎn)與難點(diǎn)。有兩個(gè)核心問題:①可行裝配順序推理;②裝配順序評(píng)價(jià)優(yōu)選。本文結(jié)合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,在實(shí)例分析的基礎(chǔ)上,針對(duì)三維裝配順序規(guī)劃中的這兩個(gè)核心問題及其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究。首先,針對(duì)幾何可行裝配順序推理問題,應(yīng)用OBB(oriental bounding box)包圍盒和分離軸定理將幾何約束分析方法(geometry const

2、raints analysis: GCA)擴(kuò)展到三維空間,提出了三維幾何約束分析方法3D-GCA。該方法能夠針對(duì)三維裝配問題推理出正確且完備的裝配優(yōu)先關(guān)系(Assembly Precedence Relationship: APRs),進(jìn)而得到所有幾何可行裝配順序。其次,針對(duì)裝配順序評(píng)價(jià)問題,提出裝配角度(Assembly Angle: AA)、裝配方向(Assembly Direction: AD)、重定向次數(shù)(Reorientati

3、on: RE)和裝配穩(wěn)定性(Stability: ST)四個(gè)指標(biāo),并應(yīng)用3D-GCA技術(shù)設(shè)計(jì)出每個(gè)指標(biāo)的分析流程和計(jì)算方法。進(jìn)而設(shè)計(jì)出基于熵權(quán)理論的模糊綜合評(píng)價(jià)方法,為最優(yōu)裝配順序的選擇提供了更加客觀和科學(xué)的分析方法。此外,論文還針對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品裝配順序規(guī)劃中的NP難問題,研究了免疫遺傳算法(Immune Genetic Algorithm:IGA)的應(yīng)用。給出了基于信息熵的抗體選擇方式,設(shè)計(jì)了KP、BP、NT、NL四種免疫疫苗。大量的數(shù)字

4、實(shí)驗(yàn)證明,IGA在全局搜索能力要優(yōu)于簡單的遺傳算法(Simple Genetic Algorithm: SGA)。最后,綜合本論文的研究成果,提出復(fù)雜產(chǎn)品裝配順序規(guī)劃問題的層次化求解方法,并開發(fā)出相應(yīng)的計(jì)算機(jī)輔助分析原型系統(tǒng)(Spatial assembly sequence planning system:SASPS)。實(shí)例研究表明,該系統(tǒng)可以按照(1)裝配體建模、(2)3D-GCA推理、(3)裝配評(píng)價(jià)函數(shù)計(jì)算、(4)IGA搜索四個(gè)步