中国机械工程

版权页和目次

2022, 33(21): 0.

摘要 ( )

PDF (317KB) ( )

相关文章 | 计量指标

面向智能制造的工业工程和精益管理

齐二石, 霍艳芳, 刘洪伟

2022, 33(21): 2521-2530. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.001

摘要 ( )

PDF (4622KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

回顾了工业工程作为独立的一门工程学科诞生100多年来美日德等工业发达国家的发展路线，探讨了企业管理创新的规律性特征，得到智能制造同样需要工业工程/精益管理(IE/LM)提供管理支持的结论。按照智能制造项目周期，从基础准备、方案选择、融合发展等角度深入剖析了IE/LM在智能制造工程中的作用方式，给出了面向我国企业智能化转型的智能精益管理体系架构，结合案例阐释了智能精益融合的改善思路与方法。最后，结合我国的现实需求给出了面向中国企业转型升级的智能制造管理的关键技术。

掺配车间的双中心物流路径规划

余晗琳, 罗亚波

2022, 33(21): 2531-2537. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.002

摘要 ( )

PDF (2041KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

掺配车间的双中心物流路径并行实时规划问题的解决方法侧重于规划的可靠性，对路径的优化程度很低。针对这一问题，从经验与实用出发，在优先确保调度可靠性的前提下，综合考虑负荷平衡和路径优化，提出了考虑负荷平衡的邻接三点聚类方法。标杆问题的比对实验和现实案例研究表明：以上策略与方法在确保调度可靠性的前提下，可以稳定地得到综合满意度更高的解。

基于两阶段狼群算法的自动化立体仓库作业集成优化

何李, 陶翼飞, 罗俊斌, 荀洪凯

2022, 33(21): 2538-2546. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.003

摘要 ( )

PDF (2133KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高单载具自动化立体仓库动态工况下的进出库效率，针对自动化立体仓库作业集成优化问题建立了仿真优化模型。模型根据货物重质、出入库频率划分货架区域，以指令内最小化单载具堆垛机运行时间为研究目标，设计了一种两阶段狼群算法对其进行优化。该算法使用狼群算法对货位分配和作业调度进行集成优化，求解过程体现出两优化问题之间的关联和反馈。实验结果表明，在不同的订单规模下，相比其他优化方式，两阶段狼群算法能得到满意解，并有效缩短自动化立体仓库的作业时间。

车间生产过程的能量足迹建模与加工参数协同优化

田颖, 邵文婷, 王太勇

2022, 33(21): 2547-2553. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.004

摘要 ( )

PDF (2327KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为降低零件加工过程的生产能耗，提出一种面向节能的车间生产过程多装备加工参数协同优化方法。以包含机床与机器人的定制化生产车间为研究对象，建立了考虑刀具退化动态过程的生产车间系统能量足迹模型。考虑刀具寿命、机器人运输平稳性的成本指标函数，建立了多装备系统的加工参数协同多目标优化模型。以加工时间为约束条件，使用蜂群算法获取了最优参数。实验表明，以节能目标为主的优化方案可降低机床加工能耗17.97%，降低机器人运输能耗18.13%。

考虑运输时间的分布式柔性作业车间绿色调度

张洪亮, 徐公杰, 鲍蔷, 潘瑞林

2022, 33(21): 2554-2563,2645. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.005

摘要 ( )

PDF (15862KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对考虑运输时间的分布式柔性作业车间绿色调度问题，建立了最小化完工时间和总能耗的混合整数规划模型，并提出了一种改进的非支配排序遗传算法。采用基于工序和机器的双层编码方式设计了考虑运输时间的贪婪插入解码方法。为提高种群的质量，设计了同时考虑加工时间和能耗的初始化方法，应用多父代交叉和新的变异操作更新种群，并嵌入一种变邻域搜索策略以提高Pareto前沿的质量。多组实验验证了该方法的有效性。

基于改进非支配排序遗传算法的多目标柔性作业车间低碳调度

姜一啸, 吉卫喜, 何鑫, 苏璇

2022, 33(21): 2564-2577. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.006

摘要 ( )

PDF (6637KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决以设备能耗、刀具磨损和切削液消耗为碳排放来源，能耗和人工费用为加工成本的多目标柔性作业车间低碳调度问题，建立以最小化碳排放量、最长完工时间和加工成本为目标的低碳调度模型，提出一种改进带精英策略的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）并进行求解。首先通过基于Tent混沌映射的编码与融合了层次分析法（AHP）的贪婪解码来动态调整染色体组成，提高初始种群质量；然后提出了一种基于遗传参数的自适应遗传策略，根据种群进化阶段与种群非支配状态动态调整交叉、变异率；最后设计了一种基于外部档案集的改进精英保留策略，提高了算法后期的种群多样性并保留了进化过程中的优质个体。通过标准调度算例与实际案例验证了改进算法的有效性。

物与信息混合驱动的带返修生产系统性能分析

陈文冲, 阮渊鹏, 李建国, 齐二石

2022, 33(21): 2578-2589. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.007

摘要 ( )

PDF (3232KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

聚焦物与信息两流混合驱动的含返修闭环异步串联生产系统，在综合考虑加工设备和信息控制设备随机故障的基础上研究了生产和信息控制参数对复杂生产系统稳态性能的影响。基于工件加工与信息的交互作用关系，采用重叠分解法将该系统拆分成多个混合驱动的装配和拆卸子系统。建立了前向和反向递归迭代算法来估计系统稳态生产率。数值实验与工业缝纫机数字化生产线案例验证了迭代算法在识别系统瓶颈和估算系统稳态性能等方面的有效性。

考虑关键件加工质量的双资源约束车间调度算法

孙爱红, 宋豫川, 杨云帆, 雷琦

2022, 33(21): 2590-2600. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.008

摘要 ( )

PDF (6307KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在工人异质性和机床类型多样的资源约束型车间中，针对资源抢占使加工质量向非关键件倾斜从而导致关键件加工质量无法保障的情况，建立了以完工时间为主要优化目标，以关键件加工质量、整体加工质量为辅助优化目标的双资源（工人/机床）约束柔性作业车间调度问题模型，并提出一种两级嵌套蚁群算法。首先采用工件候选集、资源候选集生成满足关键件加工要求的可行调度解；然后为工序寻找更合适的开工时间，针对机床类型、人机时窗差异设计了基于时窗的活动调度策略以提高算法的局部寻优能力；进而提出了一种保质策略，使关键件和总体工件加工质量水平持续提高；最后，通过算例测试验证了保质策略和两级嵌套蚁群算法的有效性。

基于高维多目标候鸟优化算法的柔性作业车间调度

王秋莲, 段星皓

2022, 33(21): 2601-2612. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.009

摘要 ( )

PDF (3476KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对柔性作业车间调度问题，提出一种改进的多目标候鸟优化算法来求解考虑完工时间、总拖期、机器总负荷以及总能耗的高维多目标问题。多目标候鸟优化算法在候鸟优化算法的基础上引入基于Pareto支配和参考点的选择算子来给予鸟群选择压力，并用基于属性层次模型和灰色关联分析法的组合权重法从最优解集中选择一个最合适的方案。算例和实例验证了算法的有效性和实用性。

考虑设备多状态的缸盖生产线性能分析与优化

侯晓博, 李聪波, 杨秒, 易茜

2022, 33(21): 2613-2622. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.010

摘要 ( )

PDF (5334KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为实现发动机缸盖生产线的性能提升和成本管控，提出一种考虑设备多状态的发动机缸盖生产线性能分析与缓冲区配置优化方法。首先，采用马尔可夫模型揭示设备多状态与缓冲区库存的变化规律，建立了生产线可用度与缓冲区容量的耦合模型。其次，构建了以生产线可用度和缓冲区配置成本为目标的多目标优化模型，并采用NSGA-Ⅱ算法求解优化模型。最后，通过案例证明所提方法能提高缸盖生产线的生产性能并降低缓存区配置成本。

数字孪生车间机器人虚实驱动系统构建方法

刘怀兰, 赵文杰, 李世壮, 岳鹏, 马宝瑞

2022, 33(21): 2623-2632. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.011

摘要 ( )

PDF (2935KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对目前数字孪生车间构建中工业机器人等虚拟实体建模复杂、开发周期长等问题，提出了一种数字孪生车间工业机器人虚实驱动系统的模块化构建方法，即将虚实驱动系统分为设置模型参数的交互层和按功能需求设计配置的控制层，然后将实体工业机器人等抽象为单功能原子模型耦合而成的仿真模型。模块化分层构建虚实驱动系统的方法能快速有效地实现工业机器人等数字孪生虚拟实体的建模，以及工业机器人在虚拟空间中的仿真运行模拟和虚实同步运行。

安全警示信息呈现框架对遵从意愿的实验研究

孙林辉, 李勋, 高杰, 袁晓芳

2022, 33(21): 2633-2645. DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.21.012

摘要 ( )

PDF (1805KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究智能制造信息系统安全警示的不同信息呈现框架在不同安全警示情境下对用户遵从意愿的影响，采用情境实验方法探讨了不同安全警示信息呈现框架对用户信任水平的影响，以及安全警示情境的调节作用。结果表明：安全警示情境在安全警示信息呈现框架与信任之间、信任与用户遵从意愿之间的关系具有调节效应；信息呈现框架直接影响用户对智能制造信息系统安全警示的遵从意愿，而信任在信息呈现框架与用户遵从意愿之间具有中介效应。

英文目次

2022, 33(21): 2646.

摘要 ( )

PDF (387KB) ( )

当期目录