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考虑风险的人机协作异步并行拆卸序列规划方法
1
作者
张宽路
张秀芬
李国贤
《机电工程》
北大核心
2025年第7期1378-1388,共11页
在人机协作异步并行拆卸过程中,工作区域重叠会导致机器人或操作人员工作暂停或发生碰撞,造成人身伤害等潜在风险,为此,将避免工作区域冲突作为大型复杂产品人机协作异步并行拆卸的约束,提出了一种基于混合遗传树种优化算法(HG-TSOA)的...
在人机协作异步并行拆卸过程中,工作区域重叠会导致机器人或操作人员工作暂停或发生碰撞,造成人身伤害等潜在风险,为此,将避免工作区域冲突作为大型复杂产品人机协作异步并行拆卸的约束,提出了一种基于混合遗传树种优化算法(HG-TSOA)的人机协作异步并行拆卸序列规划方法。首先,构建了多约束拆卸混合图模型,用于描述产品零部件间的拆卸优先级、装配约束和不同拆卸操作者(人或机器人)之间工作区域的冲突约束;设计了两段式染色体编码方法,实现了多约束拆卸混合图到染色体的映射目的;然后,以拆卸时间最短和操作者空闲时间最少为目标构建了适应度函数,为避免早熟,在选择、交叉、变异等进化算子的基础上,设计了跃迁算子,利用随机扰动扩散机制帮助算法跳出局部最优,并引入了树种优化算法的边界检查机制,确保最优解的可行性;最后,以帕萨特B5发动机为研究对象,对HG-TSOA进行了应用研究,验证了算法的有效性。研究结果表明:操作者数量为3和5时,基于HG-TSOA的人机协作异步并行拆卸序列规划方法获得的最佳拆卸时间分别为2477 s和2410 s,比同步并行拆卸时间分别少了197 s和90 s,比遗传算法(GA)获得同步并行拆卸序列对应的拆卸时间少了284 s和114 s,且具有规避工作区域冲突风险、收敛速度快、搜索范围广等特点。
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关键词
多约束
拆卸
混合图模型
混合遗传树种优化算法
异步并行拆卸
混合遗传树种算法
人机协作
适应度函数
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职称材料
考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划
被引量：
9
2
作者
郭钧
王振东
+1 位作者
杜百岗
李益兵
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1080-1090,1101,共12页
针对废旧产品再生过程中常用的选择性拆卸规划方法无法全面考虑所有零部件再生收益的问题,提出了考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划方法。通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,在此基础上,以目标件...
针对废旧产品再生过程中常用的选择性拆卸规划方法无法全面考虑所有零部件再生收益的问题,提出了考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划方法。通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,在此基础上,以目标件逆向搜索出的最小必拆零件集合为拆卸程度下限,获取不同拆卸程度集合;以拆卸时间最小、拆卸利润最大为优化目标建立了数学模型,提出了一种改进的生物地理学优化算法进行求解优化;结合拆卸序列规划问题特点,设计了基于三层链表的编码方式,采用随机拓扑结构以提高算法的搜索能力;最后以机械臂与二级圆柱圆锥齿轮减速器为实例,验证了所提模型和方法的可行性和有效性。
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关键词
不定
拆卸
程度
拆卸
序列规划
选择性
异步并行拆卸
随机拓扑
生物地理学优化
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职称材料
考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列
被引量：
11
3
作者
邓明星
陈方颖
+1 位作者
唐秋华
陈刚
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期1749-1755,共7页
基于异步并行拆卸概念,提出一种考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列规划方法。通过对多目标件选择性拆卸问题的分析,基于优先关系获取最小拆卸零部件合集,并构建异步并行选择性拆卸序列规划的数学模型。根据所研究问题改进遗传算法,...
基于异步并行拆卸概念,提出一种考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列规划方法。通过对多目标件选择性拆卸问题的分析,基于优先关系获取最小拆卸零部件合集,并构建异步并行选择性拆卸序列规划的数学模型。根据所研究问题改进遗传算法,采用两段式编码与解码方法,融入路径重连思想,以快速寻得最优(近优)解。通过对汽车发动机进行案例分析,并在不同初始条件下对改进遗传算法运行结果进行分析,验证了改进遗传算法的有效性与可行性。
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关键词
多目标件
拆卸
序列规划
选择性
拆卸
遗传算法
异步并行拆卸
汽车发动机
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职称材料
题名
考虑风险的人机协作异步并行拆卸序列规划方法
1
作者
张宽路
张秀芬
李国贤
机构
内蒙古工业大学机械工程学院
内蒙古自治区机器人与智能装备技术重点实验室
出处
《机电工程》
北大核心
2025年第7期1378-1388,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51965049)。
文摘
在人机协作异步并行拆卸过程中,工作区域重叠会导致机器人或操作人员工作暂停或发生碰撞,造成人身伤害等潜在风险,为此,将避免工作区域冲突作为大型复杂产品人机协作异步并行拆卸的约束,提出了一种基于混合遗传树种优化算法(HG-TSOA)的人机协作异步并行拆卸序列规划方法。首先,构建了多约束拆卸混合图模型,用于描述产品零部件间的拆卸优先级、装配约束和不同拆卸操作者(人或机器人)之间工作区域的冲突约束;设计了两段式染色体编码方法,实现了多约束拆卸混合图到染色体的映射目的;然后,以拆卸时间最短和操作者空闲时间最少为目标构建了适应度函数,为避免早熟,在选择、交叉、变异等进化算子的基础上,设计了跃迁算子,利用随机扰动扩散机制帮助算法跳出局部最优,并引入了树种优化算法的边界检查机制,确保最优解的可行性;最后,以帕萨特B5发动机为研究对象,对HG-TSOA进行了应用研究,验证了算法的有效性。研究结果表明:操作者数量为3和5时,基于HG-TSOA的人机协作异步并行拆卸序列规划方法获得的最佳拆卸时间分别为2477 s和2410 s,比同步并行拆卸时间分别少了197 s和90 s,比遗传算法(GA)获得同步并行拆卸序列对应的拆卸时间少了284 s和114 s,且具有规避工作区域冲突风险、收敛速度快、搜索范围广等特点。
关键词
多约束
拆卸
混合图模型
混合遗传树种优化算法
异步并行拆卸
混合遗传树种算法
人机协作
适应度函数
Keywords
multi-constraint disassembly mixed graph model
hybrid genetic and tree seed optimizer algorithm(HG-TSOA)
asynchronous parallel disassembly
hybrid genetic tree species algorithm
human-robots collaboration
fitness function
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH186 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划
被引量：
9
2
作者
郭钧
王振东
杜百岗
李益兵
机构
武汉理工大学机电工程学院
武汉理工大学湖北省数字制造重点实验室
出处
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1080-1090,1101,共12页
基金
国家自然科学基金(51705386,51905396)
中国国家留学基金(201606955091)。
文摘
针对废旧产品再生过程中常用的选择性拆卸规划方法无法全面考虑所有零部件再生收益的问题,提出了考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划方法。通过拆卸混合图表达产品零部件之间的连接关系和优先约束关系,在此基础上,以目标件逆向搜索出的最小必拆零件集合为拆卸程度下限,获取不同拆卸程度集合;以拆卸时间最小、拆卸利润最大为优化目标建立了数学模型,提出了一种改进的生物地理学优化算法进行求解优化;结合拆卸序列规划问题特点,设计了基于三层链表的编码方式,采用随机拓扑结构以提高算法的搜索能力;最后以机械臂与二级圆柱圆锥齿轮减速器为实例,验证了所提模型和方法的可行性和有效性。
关键词
不定
拆卸
程度
拆卸
序列规划
选择性
异步并行拆卸
随机拓扑
生物地理学优化
Keywords
indeterminate degree of disassembly
disassembly sequence planning
selective asynchronous parallel disassembly
random topology
biogeography-based optimization
分类号
TH186 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列
被引量：
11
3
作者
邓明星
陈方颖
唐秋华
陈刚
机构
武汉科技大学汽车与交通工程学院
武汉科技大学机械自动化学院
武汉东风鸿泰汽车资源循环利用有限公司
出处
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020年第7期1749-1755,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(51875421)。
文摘
基于异步并行拆卸概念,提出一种考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列规划方法。通过对多目标件选择性拆卸问题的分析,基于优先关系获取最小拆卸零部件合集,并构建异步并行选择性拆卸序列规划的数学模型。根据所研究问题改进遗传算法,采用两段式编码与解码方法,融入路径重连思想,以快速寻得最优(近优)解。通过对汽车发动机进行案例分析,并在不同初始条件下对改进遗传算法运行结果进行分析,验证了改进遗传算法的有效性与可行性。
关键词
多目标件
拆卸
序列规划
选择性
拆卸
遗传算法
异步并行拆卸
汽车发动机
Keywords
multi-targets
disassembly sequence planning
selective disassembly
genetic algorithms
asynchronous parallel disassembly
automobile engine
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
考虑风险的人机协作异步并行拆卸序列规划方法
张宽路
张秀芬
李国贤
《机电工程》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
考虑不定拆卸程度的选择性异步并行拆卸序列规划
郭钧
王振东
杜百岗
李益兵
《中国机械工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
考虑多目标件的异步并行选择性拆卸序列
邓明星
陈方颖
唐秋华
陈刚
《计算机集成制造系统》
EI
CSCD
北大核心
2020
11
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职称材料
已选择
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