考虑有限缓存约束的多机器人装配单元调度问题研究 被引量：1

1

作者 彭远刚 吴帆 +2 位作者 曾文玉 姜瑞森 李明富 《南方农机》 2024年第11期7-12,共6页

【目的】解决在有限缓存约束下的装配与搬运作业整体调度问题。【方法】考虑单元内缓存容量约束和搬运时间对调度的影响,建立了考虑有限缓存约束的模型,并基于关键路径的改进遗传算法求解该模型,提出了适合该模型的三层编码方式和插入... 【目的】解决在有限缓存约束下的装配与搬运作业整体调度问题。【方法】考虑单元内缓存容量约束和搬运时间对调度的影响,建立了考虑有限缓存约束的模型,并基于关键路径的改进遗传算法求解该模型,提出了适合该模型的三层编码方式和插入式解码方式,设计了基于关键路径的交叉和变异方法,通过标准测试算例对算法的主要参数进行优化求解,并通过实验验证了改进操作的有效性。【结果】1)各参数对算法求解性能的影响力由大到小依次是:多样性阈值thr、种群大小pop、交叉概率β、变异概率γ、轮盘赌筛选尺度k。2)随着种群规模的增大,能够搜索到最优解的概率更大,但在种群规模增大到150之后此影响将减弱。3)交叉概率β取80%,轮盘赌筛选尺度k取2,变异概率γ取10%较为合适。【结论】1)正逆工序两种初始化方式可以互为补充,通过添加补充种群的方式,可以使得遗传算法具有较好的进化动力并取得较优的计算结果。2)采用基于关键路径的交叉和变异方法,不仅能够提升种群中的信息交换效率,使得种群整体的进化更加优秀,也能够在一定程度上提升算法的局部搜索能力。3)将缓存容量设置为全部待调度工件的20%可以得到较优的调度结果。 展开更多

关键词 多机器人装配单元 有限缓存 搬运时间 关键路径 遗传算法

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订单型机器人冲压单元排样选配与生产调度集成优化

2

作者 彭远刚 刘忠喜 +2 位作者 曾文玉 姜瑞森 李明富 《南方农机》 2024年第13期1-4,16,共5页

【目的】解决订单式冲压生产中,生产准备周期长、效率低且资源利用率低等问题。【方法】提出一种将排样选配与生产调度进行集成优化的思路来解决上述问题。建立了以最小化中间库存、换模次数、总拖期时间为优化目标的集成优化模型,设计... 【目的】解决订单式冲压生产中,生产准备周期长、效率低且资源利用率低等问题。【方法】提出一种将排样选配与生产调度进行集成优化的思路来解决上述问题。建立了以最小化中间库存、换模次数、总拖期时间为优化目标的集成优化模型,设计了一种将排样选配与生产调度统一考虑的多层结构编码方法和一种考虑机器人调度策略的解码方法,提出了混合鲸鱼优化算法(HWOA)并应用该算法对此集成优化问题进行求解,然后设计多组测试算例,将HWOA与其他算法进行了对比。【结果】1)HWOA获得的Pareto解是最优解,质量比NSGA-II、HNSGA-II、MOGA、PSO+SA获得的Pareto解都要好;2)HWOA单独运行各算例10次后,从最终的Pareto解集中筛选出来的最满意解结果均较好,符合计算目标。【结论】实验结果验证了该算法的可行性和有效性,相对于其他算法,HWOA在解决IOLS-ORSC问题上具有一定的优越性;文章提出的解码方法考虑了机器人的调度策略,实现了RSC中物料运输任务与生产任务的协调分配;未来可以将几何排版与冲压工艺考虑进来,进一步提高研究的实际应用价值。 展开更多

关键词 调度优化 集成优化 冲压生产调度 排样选配 机器人冲压单元

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基于工业以太网的模具机器人制造单元联网通信研究 被引量：4

3

作者 李冬建 杨煜俊 +1 位作者 郑栩栩 罗浩彬 《机床与液压》 北大核心 2013年第1期19-23,共5页

针对模具企业采用机器人单元实现智能制造的要求,提出一种基于工业以太网的机器人单元联网通信方案,重点研究单元上位机与机器人、单元上位机与机床、机器人与机床之间的通信机制,采用总线拓扑结构来构建通信网络,利用基于TCP/IP协议的... 针对模具企业采用机器人单元实现智能制造的要求,提出一种基于工业以太网的机器人单元联网通信方案,重点研究单元上位机与机器人、单元上位机与机床、机器人与机床之间的通信机制,采用总线拓扑结构来构建通信网络,利用基于TCP/IP协议的工业以太网通信与控制实现了该通讯方案,并在某模具企业进行了实际应用。 展开更多

关键词 机器人单元 工业以太网 通信网络 模具制造

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具有柔性加工时间的机器人制造单元调度问题改进遗传算法 被引量：24

4

作者 晏鹏宇 车阿大 +1 位作者 李鹏 杨乃定 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第2期404-410,共7页

为克服传统遗传算法在求解具有柔性加工时间的机器人制造单元调度问题时易出现早熟收敛、冗余迭代等缺陷,提出了改进遗传算法。该算法采用基于工件搬运顺序的染色体编码,并根据调度问题特征,设计构造型启发式算法来生成初始种群,避免了... 为克服传统遗传算法在求解具有柔性加工时间的机器人制造单元调度问题时易出现早熟收敛、冗余迭代等缺陷,提出了改进遗传算法。该算法采用基于工件搬运顺序的染色体编码,并根据调度问题特征,设计构造型启发式算法来生成初始种群,避免了大量不可行染色体的产生,提高了后续操作的优化质量。同时,在交叉变异操作中引入局部邻域搜索,通过对子代邻域的局部寻优提高了算法的收敛速度。最后,分别应用该算法和传统遗传算法求解六个基准案例,实验结果验证了该算法的有效性。 展开更多

关键词 遗传算法 柔性加工时间 机器人制造单元 调度

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基于遗传算法的机器人作业单元布局优化 被引量：10

5

作者 项彬彬 陈卫东 +1 位作者 亓利伟 张丹丹 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1697-1701,共5页

针对机器人作业单元内设备的布局问题,提出了一种基于遗传算法的优化布局方法.引入了工程师的经验和知识描述布局过程中的作业单元空间及机器人运动学约束,减小了优化空间,提高了算法的收敛速度.基于压铸作业的实例研究结果表明了该方... 针对机器人作业单元内设备的布局问题,提出了一种基于遗传算法的优化布局方法.引入了工程师的经验和知识描述布局过程中的作业单元空间及机器人运动学约束,减小了优化空间,提高了算法的收敛速度.基于压铸作业的实例研究结果表明了该方法的有效性.该方法已与商业化的机器人编程与仿真软件相结合,表现出了较高的实用价值. 展开更多

关键词 机器人 机器人作业单元 布局优化 遗传算法 约束

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无等待多机器人制造单元调度模型和算法研究 被引量：10

6

作者 车阿大 王远 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第3期525-534,共10页

为解决无等待多机器人制造单元的调度问题,应用禁止区间法,建立了无等待多机器人制造单元调度的数学模型。在分析模型的基础上,证明了问题的最优周期长度必定是某一个特定的周期长度值。提出了基于图论的算法,并以此验证这些特定的周期... 为解决无等待多机器人制造单元的调度问题,应用禁止区间法,建立了无等待多机器人制造单元调度的数学模型。在分析模型的基础上,证明了问题的最优周期长度必定是某一个特定的周期长度值。提出了基于图论的算法,并以此验证这些特定的周期长度值的可行性。以上述工作为基础,为无等待多机器人制造单元开发了能求解最优解的多项式调度算法,并以自动化印刷电路板电镀生产线为例,对提出的模型和算法进行了验证。 展开更多

关键词 机器人制造单元 调度 多机器人 无等待 多项式算法

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机器人制造单元调度问题研究综述 被引量：3

7

作者 张沙清 陈新度 +2 位作者 杨煜俊 聂小东 赵洁 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2013年第6期137-143,共7页

机器人制造单元在钢铁冶炼、半导体制造和印刷电路板电镀处理等制造行业的应用日益广泛。分析了机器人制造单元调度问题的复杂性,详尽阐述了机器人制造单元调度问题的分类,系统地总结了机器人制造单元调度算法的研究现状,最后指出了该... 机器人制造单元在钢铁冶炼、半导体制造和印刷电路板电镀处理等制造行业的应用日益广泛。分析了机器人制造单元调度问题的复杂性,详尽阐述了机器人制造单元调度问题的分类,系统地总结了机器人制造单元调度算法的研究现状,最后指出了该领域研究存在的问题以及未来可能的研究方向。 展开更多

关键词 机器人制造单元 调度 算法

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多工件类型的无等待机器人制造单元调度研究 被引量：3

8

作者 晏鹏宇 车阿大 +1 位作者 杨乃定 钟娜 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第9期13-17,共5页

首先将加工多工件类型的无等待机器人制造单元调度问题分解为两个相互联系的子问题:(1)多类型工件进入系统的排序问题;(2)机器人搬运作业的排序问题。从解决工件使用工作站和机器人可能发生的冲突入手,以工件进入系统的时间为决策变量,... 首先将加工多工件类型的无等待机器人制造单元调度问题分解为两个相互联系的子问题:(1)多类型工件进入系统的排序问题;(2)机器人搬运作业的排序问题。从解决工件使用工作站和机器人可能发生的冲突入手,以工件进入系统的时间为决策变量,利用禁止区间法建立了问题的数学模型,并开发了一基于图论的动态分枝定界最优算法。最后,通过一自动化印刷电路板(PCB)生产线和随机算例验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 机器人制造单元 调度 多工件类型 无等待 分枝定界算法

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煤矿井下钻锚机器人布网单元设计与仿真 被引量：19

9

作者 马宏伟 王成龙 +2 位作者 尚东森 薛旭升 薛力猛 《煤炭工程》 北大核心 2019年第6期160-164,共5页

针对现有煤矿井下巷道成型永久支护速度慢、效率低、危险性系数较高、人员参与较多等问题,论文提出了一种钻锚机器人,并对其布网单元进行设计,通过SolidWorks对其进行三维建模,并对关键部件的受力情况在ANSYS中进行有限元分析计算;在AD... 针对现有煤矿井下巷道成型永久支护速度慢、效率低、危险性系数较高、人员参与较多等问题,论文提出了一种钻锚机器人,并对其布网单元进行设计,通过SolidWorks对其进行三维建模,并对关键部件的受力情况在ANSYS中进行有限元分析计算;在ADAMS中建立了钻锚机器人布网单元简化样机模型,并对其抓网、运网动作进行运动学仿真分析。结果表明:钻锚机器人布网单元整体结构设计合理,满足支护片网单张稳定抓取、移动、顶放姿态要求,且布网单元机械手的关键部件符合刚度、强度要求。 展开更多

关键词 钻锚机器人布网单元 结构设计 有限元分析计算 运动学仿真

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改进的求解机器人制造单元调度问题的化学反应优化算法 被引量：4

10

作者 赵晓飞 郭秀萍 《系统管理学报》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第2期245-251,共7页

针对具有阻塞约束三机器、单机器人机器人制造单元调度问题,设计了改进的化学反应优化算法。该算法以工件输入顺序为编码方法,以提出的顺序插入算法进行初始化,利用局部搜索增强了寻优能力。最后,分别用该算法和CPLEX12.4、最小化最小... 针对具有阻塞约束三机器、单机器人机器人制造单元调度问题,设计了改进的化学反应优化算法。该算法以工件输入顺序为编码方法,以提出的顺序插入算法进行初始化,利用局部搜索增强了寻优能力。最后,分别用该算法和CPLEX12.4、最小化最小工件集周期算法和遗传算法求解随机产生的算例,仿真结果验证了该算法比其他3种算法更有效。 展开更多

关键词 化学反应优化 机器人制造单元 调度问题 顺序插入算法

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求解机器人制造单元调度问题的化学反应优化算法 被引量：3

11

作者 赵晓飞 郭秀萍 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第6期35-40,共6页

针对多类型工件加工机器人制造单元调度NP难题,提出一种局部搜索的化学反应优化算法。该算法采用基于迭代次数的线性排序选择,维持解的多样性;构建紧后工件阻塞时间最小化交换的邻域结构加快收敛速度。此外,该算法主要参数由正交试验获... 针对多类型工件加工机器人制造单元调度NP难题,提出一种局部搜索的化学反应优化算法。该算法采用基于迭代次数的线性排序选择,维持解的多样性;构建紧后工件阻塞时间最小化交换的邻域结构加快收敛速度。此外,该算法主要参数由正交试验获得。通过求解随机产生的算例,仿真结果表明,化学反应优化算法优于遗传算法,提出算法较化学反应优化算法能更有效地搜索到更好解。 展开更多

关键词 机器人制造单元 化学反应算法 局部搜索

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弧焊机器人焊接单元研制 被引量：2

12

作者 谈士力 沈俊杰 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2000年第4期359-362,共4页

从汽车焊接零件的产品特点及焊接要求出发 ,结合研制的弧焊机器人焊接单元的使用情况 ,分析了系统构成及系统特征 ,着重研究了机器人焊接夹具的设计、电气控制系统的配置、焊接工艺的选定等 .

关键词 弧焊机 机器人焊接单元 机器人 焊接

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基于Web Services和MMS的机器人制造单元异构设备通讯研究 被引量：1

13

作者 杨煜俊 陶宇 +1 位作者 吴少练 毕辉 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2015年第5期28-34,73,共8页

为解决机器人制造单元内异构设备信息传递问题,首先,提出了具有自治和协作能力的设备处理器模型;其次,对设备处理器的信息传递机制及模型和通信服务接口进行设计;最后采用统一建模语言UML分别对机床处理器、机器人处理器以及缓冲区处理... 为解决机器人制造单元内异构设备信息传递问题,首先,提出了具有自治和协作能力的设备处理器模型;其次,对设备处理器的信息传递机制及模型和通信服务接口进行设计;最后采用统一建模语言UML分别对机床处理器、机器人处理器以及缓冲区处理器进行整体设计,为机器人制造单元异构设备通信提供了新的途径。 展开更多

关键词 WEB SERVICES技术 制造报文规范 设备处理器 机器人制造单元

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求解阻塞混流生产机器人制造单元调度问题的分支定界算法 被引量：1

14

作者 赵晓飞 郭秀萍 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2018年第7期2095-2099,2118,共6页

针对阻塞混流生产机器人制造单元调度问题,为了同时优化机器人运行顺序和工件加工顺序,提出了分支定界算法。首先,定义机器人活动,将双排序转化为单排序;其次,构建顺序插入规则生成可行解;最后,依据顺序插入规则,设计了分支过程。通过... 针对阻塞混流生产机器人制造单元调度问题,为了同时优化机器人运行顺序和工件加工顺序,提出了分支定界算法。首先,定义机器人活动,将双排序转化为单排序;其次,构建顺序插入规则生成可行解;最后,依据顺序插入规则,设计了分支过程。通过计算随机生成算例,计算结果表明:工作站个数为3时,分支定界算法得到的目标函数值与CPLEX相同,但平均运行时间比CPLEX降低38.58%,证实了分支定界算法的有效性;工作站个数大于3时,与CPLEX相比,在同等时间内,有85.19%的算例搜索到更好解,因此,对于大规模情形,分支定界算法更有价值。 展开更多

关键词 机器人制造单元 分支定界算法 混流生产 顺序插入规则 阻塞

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双层束搜索算法优化机器人制造单元调度问题 被引量：1

15

作者 赵晓飞 郭秀萍 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2019年第4期56-61,共6页

针对混流生产阻塞机器人制造单元调度问题,给出了可行机器人运动插入法,构建可行解。依据可行机器人运动插入法,提出双层过滤变宽度束搜索算法进行求解。搜索过程利用局部评价函数和全局评价函数对节点进行两次择优选取。通过计算随机... 针对混流生产阻塞机器人制造单元调度问题,给出了可行机器人运动插入法,构建可行解。依据可行机器人运动插入法,提出双层过滤变宽度束搜索算法进行求解。搜索过程利用局部评价函数和全局评价函数对节点进行两次择优选取。通过计算随机生成算例,仿真结果表明,相对于以分支定界算法产生的可行解进行变邻域搜索、分支定界算法、局部评价函数束搜索算法、全局评价函数束搜索算法和双层过滤定宽度束搜索算法,双层过滤变宽度束搜索算法不但能显著提高搜索效率,而且解的平均改进度分别为3.07%、6.07%、7.79%、12.62%、14.47%。 展开更多

关键词 机器人制造单元 双层过滤变宽度束搜索 混流生产 阻塞 可行机器人运动插入法

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阻塞混流生产机器人制造单元调度问题可行解性质研究

16

作者 赵晓飞 郭秀萍 《运筹与管理》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第7期187-191,共5页

针对阻塞混流生产机器人制造单元调度问题的可行解性质进行研究。首先,定义了机器人活动,将机器人运行排序和工件加工排序转化为机器人活动调度,将二维调度问题转化为一维调度问题;其次,提出了可行机器人活动调度概念,给出了几个等价定... 针对阻塞混流生产机器人制造单元调度问题的可行解性质进行研究。首先,定义了机器人活动,将机器人运行排序和工件加工排序转化为机器人活动调度,将二维调度问题转化为一维调度问题;其次,提出了可行机器人活动调度概念,给出了几个等价定义;最后,给出了可行机器人活动调度经过一定变换,仍然是可行调度的条件。这些性质为优化算法的设计提供了理论基础。 展开更多

关键词 机器人制造单元 可行解性质 混流生产 阻塞

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可重构机器人制造单元控制系统设计与实现 被引量：3

17

作者 毕辉 杨煜俊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2013年第11期50-54,共5页

市场环境的快速多变,要求制造系统能够快速重构适应市场变化。为了使机器人制造单元控制系统具有可重构性,首先以组件技术和制造报文规范(MMS)中的VMD对象模型为基础,提出适应动态重构的通用VMD组件模型,并以此为核心构建机器人制造单... 市场环境的快速多变,要求制造系统能够快速重构适应市场变化。为了使机器人制造单元控制系统具有可重构性,首先以组件技术和制造报文规范(MMS)中的VMD对象模型为基础,提出适应动态重构的通用VMD组件模型,并以此为核心构建机器人制造单元混合控制体系结构。然后设计基于Web Services和MMS的制造设备通信模型解决异构设备之间通信,构建基于Web服务的软件体系结构,并采用面向对象统一建模语言对制造系统进行设计,最后通过原型系统的开发,验证以Web服务和MMS为基础的制造系统的动态重构性。 展开更多

关键词 可重构 VMD组件 控制系统 机器人制造单元

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基于遗传算法的柔性机器人制造单元调度问题研究 被引量：14

18

作者 龙传泽 杨煜俊 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第11期141-144,148,共5页

考虑机器人在装载站、机床、卸载站三者间搬运时间和空载时间的情况下求解柔性机器人制造单元Job-shop类型调度问题,目标是求所有工件加工完成并搬至卸载站的最短时间。首先,在分析机器人制造单元调度问题特点的基础上建立其数学模型,... 考虑机器人在装载站、机床、卸载站三者间搬运时间和空载时间的情况下求解柔性机器人制造单元Job-shop类型调度问题,目标是求所有工件加工完成并搬至卸载站的最短时间。首先,在分析机器人制造单元调度问题特点的基础上建立其数学模型,提出了一种新的对机器人搬运工序排序组成搬运序列矩阵的调度方法,机器人按搬运序列搬运,机床则按先到先服务规则(FCFS)加工;然后针对这种调度方法提出了一种改进遗传算法,为遗传算法设计了一种基于搬运工序编码方法与启发式分配策略,设计了一种启发式搬运矩阵调整方法,最后,把启发式调整算法与遗传算法结合组成混合算法对调度问题进行求解,通过标准算例计算,验证了算法的有效性。 展开更多

关键词 机器人制造单元 JOB-SHOP 混合遗传算法

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变邻域搜索算法求解机器人制造单元调度问题——排序依赖转换时间

19

作者 李庆香 赵晓飞 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2016年第23期167-171,共5页

针对排序依赖转换时间的两机器机器人制造单元调度问题的NP难特性,设计了变邻域搜索算法求解。为了加快算法收敛速度,设计了工件阻塞时间最小化生成初始解;为了搜索到更好解,分析了算法的参数取值。通过随机产生算例测试,提出算法优于... 针对排序依赖转换时间的两机器机器人制造单元调度问题的NP难特性,设计了变邻域搜索算法求解。为了加快算法收敛速度,设计了工件阻塞时间最小化生成初始解;为了搜索到更好解,分析了算法的参数取值。通过随机产生算例测试,提出算法优于模拟退火算法,证实了提出算法的有效性。 展开更多

关键词 变邻域搜索 机器人制造单元调度问题 模拟退火算法

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基于DCOM-MMS的可重配置机器人控制 被引量：2

20

作者 余传猛 周炳海 奚立峰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2005年第3期422-427,共6页

为实现可重构机器人柔性装配单元中多机器人之间的互操作及重配置性能,将制造报文规范作为多机器人控制间传递的报文规范,在描述制造报文规范和分布式组件对象模型与公共对象请求代理体系结构等分布式对象技术的基础上,构建了基于分布... 为实现可重构机器人柔性装配单元中多机器人之间的互操作及重配置性能,将制造报文规范作为多机器人控制间传递的报文规范,在描述制造报文规范和分布式组件对象模型与公共对象请求代理体系结构等分布式对象技术的基础上,构建了基于分布式组件对象模型遵循制造报文规范机器人控制的通讯模型,建立了分布式机器人控制的软件和硬件体系结构,并利用面向对象的方法进行了机器人控制的设计。为了验证系统的设计方法的有效性,进行了原型系统的开发和测试。 展开更多

关键词 机器人柔性装配单元 分布式组件对象模型 制造报文规范 串行通讯

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