考虑多种交货期的柔性作业车间动态调度研究

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作者 秦红斌 何子奇 +1 位作者 高文远 王鑫峰 《机床与液压》 北大核心 2025年第3期81-88,共8页

为解决液压缸生产过程中存在强制交货期与柔性交货期并存的多交货期问题,构建以完工时间和机器碳排放量为优化目标的柔性作业车间绿色调度模型。采用基于事件动态调度策略来应对突发事件,并提出一种SA-NSGA-Ⅱ算法来求解该模型。SA-NSGA... 为解决液压缸生产过程中存在强制交货期与柔性交货期并存的多交货期问题,构建以完工时间和机器碳排放量为优化目标的柔性作业车间绿色调度模型。采用基于事件动态调度策略来应对突发事件,并提出一种SA-NSGA-Ⅱ算法来求解该模型。SA-NSGA-Ⅱ算法通过采用基于Tent混沌映射的初始化方式提高初始粒子质量;通过混合交叉变异方式增加种群多样性;通过引入模拟退火算法中Metropolis准则的概率突跳特性,提高算法跳出局部最优能力,加快模型求解速度并避免搜索陷入停滞。通过大量仿真试验及与其他4种算法的对比分析,验证了多交货期问题模型的合理性与SA-NSGA-Ⅱ算法的鲁棒性和优越性。最后,针对韶关某液压件制造企业实际生产过程中出现的紧急订单插入此类高频扰动事件进行建模与求解,验证了此动态调度策略的有效性。 展开更多

关键词 多交货期 动态调度 SA-NSGA-Ⅱ算法 METROPOLIS准则

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基于MOMA的可重入混合流水车间调度问题研究 被引量：7

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作者 秦红斌 李晨晓 +1 位作者 唐红涛 张峰 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期131-148,共18页

针对可重入制造系统多具有多品种、大规模、混流生产等特点,构建带批处理机的可重入混合流水车间调度问题(reentrant hybrid flow shop scheduling problem with batch processors,BPRHFSP)模型,提出一种改进的多目标蜉蝣算法(multi-obj... 针对可重入制造系统多具有多品种、大规模、混流生产等特点,构建带批处理机的可重入混合流水车间调度问题(reentrant hybrid flow shop scheduling problem with batch processors,BPRHFSP)模型,提出一种改进的多目标蜉蝣算法(multi-objective mayfly algorithm,MOMA)进行求解。提出了单件加工阶段和批处理阶段的解码规则;设计了基于Logistic混沌映射的反向学习初始化策略、改进的蜉蝣交配和变异策略,提高了算法初始解的质量和局部搜索能力;根据编码规则设计了基于变邻域下降搜索的蜉蝣运动策略,优化了种群方向。通过对不同规模大量测试算例的仿真实验,验证了MOMA相比传统算法求解BP-RHFSP更具有效性和优越性。所提出的模型能够反映生产的基础特征,达到减少最大完工时间、机器负载和碳排放的目的。 展开更多

关键词 可重入混合流水车间 生产调度 批处理 蜉蝣算法 碳排放

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基于系统辨识和改进多目标粒子群算法的水泥原料配比优化

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作者 秦红斌 陈龙 +1 位作者 唐红涛 张峰 《控制工程》 北大核心 2025年第7期1260-1270,共11页

为了得到高品质、低成本的水泥生料,对原料配比优化问题进行了研究。首先,针对原料氧化物含量波动和立磨工况变化的问题,提出了原料氧化物含量等效值的概念,将其作为水泥生料氧化物含量和原料配比之间的关系参数,并利用系统辨识方法对... 为了得到高品质、低成本的水泥生料,对原料配比优化问题进行了研究。首先,针对原料氧化物含量波动和立磨工况变化的问题,提出了原料氧化物含量等效值的概念,将其作为水泥生料氧化物含量和原料配比之间的关系参数,并利用系统辨识方法对其进行求解;然后,建立了以最小化原料成本和原料配比调整量为目标的原料配比多目标优化模型,将各项生料质量控制指标加入约束条件以保证解的可行性,并提出了改进多目标粒子群优化算法对模型进行求解。实验结果表明,相比于非支配排序遗传算法II(non-dominated sorting genetic algorithm II,NSGA-II)和人工配比,采用所提算法优化原料配比,不仅将各项生料质量控制指标较好地控制在目标范围内,还降低了原料成本。 展开更多

关键词 水泥原料配比 原料氧化物含量等效值 系统辨识 改进多目标粒子群优化算法

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考虑工时区间的可重入混合流水车间调度方法

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作者 王鑫峰 张峰 +1 位作者 汪海 秦红斌 《计算机应用研究》 北大核心 2025年第4期1085-1094,共10页

为了精确求解在工时区间约束下的可重入混合流水车间调度问题(IRHFSP),构建了以最小化最大完工时间区间为目标的调度模型,并设计基于产品重入阶段的编码方式,采用针对问题特性提出的改进候鸟优化算法IMBO进行求解。该算法通过启发式种... 为了精确求解在工时区间约束下的可重入混合流水车间调度问题(IRHFSP),构建了以最小化最大完工时间区间为目标的调度模型,并设计基于产品重入阶段的编码方式,采用针对问题特性提出的改进候鸟优化算法IMBO进行求解。该算法通过启发式种群初始化和基于基因模式的禁忌邻域搜索等方式减少了重复解,并通过多种算法的大规模实验对比,验证了该算法在求解该问题上的有效性与优越性。此外针对工时区间进行优化,并引入基于多轮随机仿真结果的区间精准度指标,以评估不同工时区间边界调整策略在实际加工环境中的表现。最后采取IMBO进行一系列实验求解,结果表明进行工时区间优化后所得的最大完工时间区间,其区间长度仅有改进前长度的28.1%;区间精准度从0.24363增加至0.76469,提高了0.52106;且优化的后调度方案比优化前更优。这证明了结合工时区间优化策略及IMBO的求解方法,在求解IRHFSP上更为有效且利于精准决策。 展开更多

关键词 可重入混合流水车间调度 生产调度 工时区间 候鸟优化算法 区间调整策略

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高性能改性灰铸铁制动鼓铸造缺陷预测及控制

5

作者 孙恒 冯玮 +2 位作者 肖书义 朱春东 余中全 《精密成形工程》 北大核心 2025年第10期64-72,共9页

目的针对某企业研制的高性能改性灰铸铁制动鼓铸件充型凝固行为,建立改性灰铸铁制动鼓铸造成型有限元模型,模拟其充型及凝固过程,达到预测和控制铸造缺陷、优化工艺参数和提高产品质量的目标。方法通过JMatPro软件计算改性灰铸铁材料属... 目的针对某企业研制的高性能改性灰铸铁制动鼓铸件充型凝固行为,建立改性灰铸铁制动鼓铸造成型有限元模型,模拟其充型及凝固过程,达到预测和控制铸造缺陷、优化工艺参数和提高产品质量的目标。方法通过JMatPro软件计算改性灰铸铁材料属性并修正材料模型,基于Procast软件建立有限元模型,模拟其成型过程,分析改性灰铸铁铸造成型工艺特点和缩松分布特点;以浇注系统结构、浇注温度和浇注时间为设计变量,以缩松孔隙率为优化目标,优化改性灰铸铁制动鼓的铸造工艺,并进行试验验证。结果改性后灰铸铁的固相含量、密度发生了显著改变,固相线和液相线下降至1072℃和1190℃。在铸造过程中,熔体按自下而上的顺序充填,无飞溅及支流汇合,充型过程良好;在凝固过程中,在工件加强筋靠近内浇口处出现孤立液相区,导致出现缩松缺陷,实验结果与模拟结果一致;改进优化浇注系统结构和工艺参数后的改性灰铸铁制动鼓的缩松孔隙率为0.86%,成型质量较好,最佳浇注温度为1425℃,最佳浇注时间为30 s。结论将材料属性计算、有限元模拟和工艺实验相结合,能够有效预测和控制铸件缺陷,指导生产过程中的工艺改进,提高产品质量。 展开更多

关键词 改性灰铸铁 制动鼓 数值模拟 工艺优化 缩松

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P20模具钢TD盐浴渗铬覆层摩擦磨损性能研究 被引量：8

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作者 魏子豪 朱春东 +1 位作者 汪黎明 石磊 《热加工工艺》 北大核心 2021年第8期72-76,共5页

为了改善P20模具钢的耐磨性,提高其使用寿命,研究不同覆层对其摩擦性能的影响。在200℃下,分别对具有电镀铬层、碳化铬层和未处理P20钢这3种不同试样进行摩擦磨损试验,测试其摩擦系数和磨损率。结果表明,TD渗铬工艺下的覆层其摩擦系数最... 为了改善P20模具钢的耐磨性,提高其使用寿命,研究不同覆层对其摩擦性能的影响。在200℃下,分别对具有电镀铬层、碳化铬层和未处理P20钢这3种不同试样进行摩擦磨损试验,测试其摩擦系数和磨损率。结果表明,TD渗铬工艺下的覆层其摩擦系数最小,磨损率最低。在200℃下,发现未处理的工件磨损方式主要是氧化磨损和磨粒磨损,伴随严重粘着磨损;电镀覆层磨损机制主要是氧化磨损和粘着磨损;碳化铬覆层磨损机制主要是氧化磨损和少量磨粒磨损。 展开更多

关键词 P20钢 TD渗铬处理 电镀层 摩擦磨损

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Cr12Mo1V1冲头TD盐浴渗钒后热处理工艺研究 被引量：1

7

作者 周联谱 朱春东 +1 位作者 郭炼 马荣飞 《热加工工艺》 北大核心 2021年第8期105-108,111,共5页

将Cr12Mo1V1圆柱形冲头在1020℃硼砂中TD盐浴渗钒处理5 h后,分别进行中温淬火+中温回火、等温淬火+中温回火、低温固溶淬火+低温回火的不同热处理试验。通过基体显微组织分析、覆层和基体显微硬度测试,压力机上冲裁试用测试使用寿命,研... 将Cr12Mo1V1圆柱形冲头在1020℃硼砂中TD盐浴渗钒处理5 h后,分别进行中温淬火+中温回火、等温淬火+中温回火、低温固溶淬火+低温回火的不同热处理试验。通过基体显微组织分析、覆层和基体显微硬度测试,压力机上冲裁试用测试使用寿命,研究Cr12Mo1V1冲头TD盐浴渗钒后的最佳热处理工艺。结果表明,400℃中温回火试样基体强韧性比较差。基体组织碳化物颗粒度为4级,覆层的硬度低,冲头易发生崩刃失效,冲裁使用寿命只有3.1万次。200℃等温油淬+中温回火覆层的硬度及基体强韧性有显著提升。碳化物颗粒度级别为2级,表面硬度达到2717 HV,基体的硬度为62 HRC,使用寿命明显提升。960℃低温固溶淬火+低温回火覆层的硬度达到2789 HV,基体组织碳化物颗粒度为2级,使用寿命最高,达到4.3万次。 展开更多

关键词 CR12MO1V1 TD盐浴 热处理 硬度 寿命

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不同焊接方法的BR1500HS高强钢接头淬火前后的组织和力学性能研究 被引量：1

8

作者 马荣飞 朱春东 +2 位作者 周联谱 石磊 夏曦 《热加工工艺》 北大核心 2023年第5期30-35,共6页

分别采用光纤激光填丝焊和混合气体保护焊,使用ER70-G焊丝对3.5 mm厚的BR1500HS高强钢板进行对接焊试验。将试样加热到900℃保温5 min后水淬,对淬火前后的焊接接头进行拉伸测试、硬度测试和焊缝的宏观形貌、微观组织研究。使用场发射扫... 分别采用光纤激光填丝焊和混合气体保护焊,使用ER70-G焊丝对3.5 mm厚的BR1500HS高强钢板进行对接焊试验。将试样加热到900℃保温5 min后水淬,对淬火前后的焊接接头进行拉伸测试、硬度测试和焊缝的宏观形貌、微观组织研究。使用场发射扫描电子显微镜对接头的断口形貌进行分析。结果表明:淬火前两种焊接方法的接头强度都超过了母材的,淬火后激光焊接头的强度显著高于气体保护焊的,最高达到1805 MPa。淬火前激光焊焊缝区和热影响区已经生成了大量的马氏体和少量的贝氏体,显微硬度达到了430 HV,气体保护焊的焊缝区和热影响区组织主要由贝氏体和珠光体及部分铁素体组成,显微硬度只有380 HV。淬火后两种焊接方式的焊缝区和热影响区组织都是马氏体和残余奥氏体,但是激光焊接头的马氏体含量更高,其焊缝区显微硬度更高。淬火后气体保护焊接头断口为塑性韧窝断口,激光焊接头断口为准解理断口,气体保护焊接头强度低但塑性更好。 展开更多

关键词 激光填丝焊 混合气体保护焊 超高强钢 淬火 强度

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BS600高强钢油罐车罐体轻量化研究 被引量：1

9

作者 吴饶福 朱春东 +1 位作者 石磊 夏曦 《精密成形工程》 北大核心 2023年第9期125-132,共8页

目的为了有效降低油罐车的能源消耗和污染物排放,完成油罐车罐体减重30%的轻量化目标。基于有限元仿真与试验,验证使用高强钢替代罐体原材料实现油罐车轻量化方案的可行性。方法利用ANSYS有限元软件,在3种不同工况下,对使用新材料的罐... 目的为了有效降低油罐车的能源消耗和污染物排放,完成油罐车罐体减重30%的轻量化目标。基于有限元仿真与试验,验证使用高强钢替代罐体原材料实现油罐车轻量化方案的可行性。方法利用ANSYS有限元软件,在3种不同工况下,对使用新材料的罐体进行强度、刚度分析;基于仿真结果,对3.5mm厚的BS600高强钢板材进行焊接试验、金相组织观察以及拉伸试验,以评估BS600钢的焊接性能;对焊接后的BS600钢材进行小件和大件的弯曲试验,以验证BS600钢的弯曲性能。结果在3种工况下,罐体的最大应力为288MPa,小于材料的许用应力,罐体强度满足要求;罐体的最大变形量为5.92mm,刚度满足要求;焊接后拉伸试样的抗拉强度为720~730MPa,高于母材强度;焊接接头断口的断裂特性为韧性断裂与脆性断裂的混合断裂;弯曲后的小件BS600板材未出现裂纹,弯曲后的大件罐体焊缝缺陷数量较少,焊缝质量良好。结论所设计的高强钢材料的厚度符合罐体各工况要求,高强钢的成形工艺可行性良好。罐体减重能达到30%,具有良好的工程应用价值。 展开更多

关键词 罐体轻量化 高强钢 有限元分析 焊接 弯曲

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高空作业车臂用BR1500HS超高强钢的热处理工艺研究

10

作者 周联谱 朱春东 +1 位作者 郭宇航 马荣飞 《热加工工艺》 北大核心 2021年第2期128-131,共4页

采用JMatPro软件对BR1500HS超高强钢的热物理特性进行模拟,获得高空作业车臂用钢的CCT曲线。分别在不同加热温度、保温时间、淬火转移时间下进行热处理试验,对不同热处理参数下钢的抗拉强度和伸长率进行分析,通过金相组织变化对钢力学... 采用JMatPro软件对BR1500HS超高强钢的热物理特性进行模拟,获得高空作业车臂用钢的CCT曲线。分别在不同加热温度、保温时间、淬火转移时间下进行热处理试验,对不同热处理参数下钢的抗拉强度和伸长率进行分析,通过金相组织变化对钢力学性能影响分析钢的微观机理。结果表明:BR1500HS超高强钢的抗拉强度随加热温度升高先升高后降低,在900℃时抗拉强度最高。随淬火转移时间的增加,钢的抗拉强度明显下降,伸长率升高;当淬火转移时间超过18 s后,钢的抗拉强度低于1000 MPa。 展开更多

关键词 BR1500HS 超高强钢 加热温度 保温时间 淬火转移时间

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混合麻雀算法求解带准备时间的分布式柔性作业车间调度问题 被引量：1

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作者 秦红斌 常永顺 +2 位作者 唐红涛 张峰 王玲军 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2023年第11期1-11,32,共12页

分布式制造模式因多工厂/车间协同生产而使其制造环境存在多样性和多变性。研究了考虑零件加工前的动态准备时间的分布式柔性作业车间调度问题(Distributed Flexible Job Shop Scheduling Problem, DFJSP)。针对缸体零件加工阶段存在多... 分布式制造模式因多工厂/车间协同生产而使其制造环境存在多样性和多变性。研究了考虑零件加工前的动态准备时间的分布式柔性作业车间调度问题(Distributed Flexible Job Shop Scheduling Problem, DFJSP)。针对缸体零件加工阶段存在多工位零件装夹定位、拆卸和换刀等动态准备时间的实际生产情况,建立了以完工时间、碳排放和订单拖期为目标的DFJSP模型;提出了一种混合麻雀算法(Hybrid Sparrow Search Algorithm, HSSA)对上述模型进行求解。HSSA算法根据模型特点,采用了三层编码方式和多种群初始化策略,设计了一种三层变邻域搜索结构,引入了POX、PMX交叉算子和高斯变异算子来完成交叉、变异操作,同时设计了一种基于支配关系的精英选择策略。通过仿真及与其他算法的对比分析,验证了HSSA算法的优越性和可靠性。 展开更多

关键词 准备时间 分布式柔性作业车间调度问题 混合麻雀算法 三层变邻域搜索结构

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消防车环泵式B类泡沫混合装置控制系统 被引量：1

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作者 丁毓峰 周遵波 李存荣 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第7期964-969,共6页

环泵式B类泡沫混合装置是用来将泡沫原液和水按一定标准进行混合的系统,针对传统装置混合精度不够,稳定性差和需手动控制等缺点,以泡沫消防车为研究对象,按照GB 7956.3-2014《消防车第3部分:泡沫消防车》的混合比例要求,建立了泡沫与水... 环泵式B类泡沫混合装置是用来将泡沫原液和水按一定标准进行混合的系统,针对传统装置混合精度不够,稳定性差和需手动控制等缺点,以泡沫消防车为研究对象,按照GB 7956.3-2014《消防车第3部分:泡沫消防车》的混合比例要求,建立了泡沫与水混合比例控制数学模型,应用PID和SmithPID预估控制算法对模型中泡沫与水的流量比例进行随动控制,并开发泡沫比例混合控制系统硬软件,设计开发一套环泵式B类泡沫混合装置以及试验方案,进行试验结果分析,实现输出较为稳定和精确的3%或6%的泡沫溶液,达到消防灭火要求的目的。 展开更多

关键词 B类泡沫混合装置 消防管路 流量控制 PID控制 Smith-PID预估控制

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