关键词： 小型化锅炉   热效率   机械设计   性能优化   节能  

摘要： 随着全球能源危机的不断加剧以及人们环境保护意识的普遍提升，提高锅炉热效率已然成为研究的重要方向。特别是在小型化锅炉领域，高热效率的实现不仅能大幅节省能源消耗，还能显著减少对环境的污染。本文通过深入分析现有小型化锅炉的设计缺陷，探索了一系列创新的机械设计方法，以期提高锅炉的热效率。

关键词： 高级计划与排程   柔性作业车间调度   多目标调度   NSGA-Ⅱ   智能制造车间  

摘要： 中国制造2025提出的是一项旨在推动中国制造业转型升级的战略计划,促进中国制造业向智能制造和高端制造转变,以提高产业竞争力和国家综合实力。我国机械制造企业,尤其是中小型制造企业,在这种转型升级中面临着客户需求更多样、工艺更复杂、设备自动化程度更高等挑战。高级计划与排程系统(Advanced Planning and Scheduling,APS)能够针对企业生产的实际情况,通过对订单、资源、库存、交付期限等因素进行综合考虑,生成最优的生产计划和调度方案,助力企业更好地提高生产效率和效益、满足多样的市场需求。为此,本文针对智能制造车间的特性和我国中小型机械制造企业生产作业管理的实际需求,设计开发智能制造车间APS系统,并提出一种求解动态柔性作业车间调度问题的改进NSGA-Ⅱ算法。 本文对中小型机械制造企业的车间生产现状进行梳理,对智能制造车间APS系统的功能性与非功能性需求进行分析,建立由生产计划与调度、设备管理、仓储管理、物料管理和系统管理等主要模块组成的系统功能模型。 调度是车间作业管理的最主要内容之一,也是APS系统的核心功能,为此,本文重点对调度算法进行研究。针对智能制造车间的特点,将其建模成一个柔性作业车间调度问题(FJSP)。以作业完工时间、设备总负荷和设备能耗为性能指标,建立多目标调度问题模型。为求解该问题,提出一种改进NSGA-Ⅱ调度算法。设计自适应概率函数改进算法的交叉变异算子;同时,为了加强种群的多样性,对精英个体保留策略进行改进,利用分布函数来限制选择每一层非支配解的数量。进一步,考虑在设备出现故障的异常情况下,建立动态调度模型,并采用部分重调度策略,在寻求更优调度方案的同时,特别关注重调度的稳定性。基于标准算例和文献中实际算例进行仿真研究,验证本文所提出改进NSGA-Ⅱ算法的有效性。 为设计和开发APS系统,本文从模块功能、操作流程和后台请求接口等方面对系统的各个核心模块进行详细设计;根据各功能模块所需的数据信息,完成系统数据库及各相关数据库表的设计。在此基础上,采用浏览器/服务器的架构模式、Spring Boot和Vue前后端分离技术,完成智能制造车间APS系统的开发和实现。在实验室环境下进行系统用例测试,验证系统的有效性,实现了APS系统的预期功能。本系统为中小型机械制造企业的智能制造车间作业管理和作业优化提供决策支持工具。

关键词： 新工科   产业变革   应用型本科   协同育人  

摘要： 为应对新形势下产业革命和新技术发展，培育符合企业需求的技能型高质量人才，通过优化校企合作理念、深化产教研融合、构建现代产业学院等新工科背景下的校企协同育人路径，能够充分发挥高校和企业的自身优势，让企业“走进学校”、学生“走进企业”，激发应用型高校的办学活力，从而提升机械专业的建设水平和人才培养质量。本文对校企协同育人存在的问题和困扰进行分析，通过新工科背景下校企协同育人的实践，助力高校专业建设，提高新时代下大学生的实践能力，旨在提升应用型本科院校专业建设水平和人才培养质量，进而为企业提供高质量技能型人才。

关键词： 数字化技术   玩具制造   机械设计制造  

摘要： 研究内容聚焦于分析计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、计算机辅助制造（CAM）等数字化工具在玩具设计中的创新应用，以及数字化生产线如何提升生产效率与产品质量。同时，也关注了大数据分析、云计算等新技术如何助力玩具制造的智能化转型与绿色化发展。研究旨在通过深入剖析数字化技术的运用策略，探讨其在提升产品设计效率、优化生产流程、降低成本以及增强市场竞争力等方面的具体作用。通过梳理数字化技术的发展脉络与最新进展，分析其在玩具机械设计制造领域的具体应用，为玩具机械设计制造行业提供具有学术深度和实践指导价值的参考，推动玩具机械设计制造行业向智能化、绿色化方向迈进。

关键词： 柔性作业车间调度   自动引导车   NSGA-Ⅱ   多目标优化  

摘要： 如今,智能制造已成为我国发展战略的重要任务,要求生产车间调度逐渐向智能化、网络化、数字化发展。为实现这一目标,可充分发挥AGV在现代化生产车间环境中的运输作用,实现生产效率、产品质量的提高,同时智能化AGV与生产车间通过网络协同,实现生产管理、监控效率的提高。柔性作业车间作为生产车间的一种重要分类,强调作业机器的加工功能多元性,实现不同种类工件的加工可能。柔性作业车间与某些现代化生产车间的环境符合。同时,柔性作业车间的调度问题具有模型复杂的特点,而随着元启发式算法理论的发展,其在该类问题求解上表现良好,因此研究考虑AGV运输的柔性作业车间调度问题模型及其求解算法具有重要的理论价值与现实意义。本文以考虑AGV运输的柔性作业车间调度问题模型及其求解算法的研究为主要核心内容,具体工作如下: 1.基于FJSP进行FJSP-MT的场景分析与问题假设,建立带有AGV、搬运约束以及时间、能耗、成本目标函数的MILP模型; 2.针对FJSP-MT的MILP模型,提出MSOSTS编码解码策略。进行单目标FJSPMT求解以验证提出目标函数的收敛有效性性。考虑AGV调度均衡的问题,提出一种绿色低碳的优化时间目标函数,并通过实验确定参数; 3.针对NSGA-Ⅱ多目标优化算法进行种群初始化、变异过程的优化,提出INSGAⅡNS算法进行多目标FJSP-MT求解。通过有关算法优化部分的变种对比实验验证优化有效性,通过与其他常用多目标优化算法的对比实验验证INSGAⅡ-NS性能的优越性; 4.基于实际生产制造背景,制作封装FJSP-MT模型与求解算法功能的面向用户的实验验证系统,并实现符合生产实际的“最优解选取”,通过实验证明了实验验证系统与提出算法在FJSP-MT类型生产任务中优化有效性。

关键词： 柔性作业车间调度   RLGA   自学习   SRLGA  

摘要： 目前,国内大部分船舶制造企业的生产制造流程智能程度较低,多数情况下需要专门的调度人员依照专家经验及设备状态进行手动排产和调度调整,影响生产效率。船舶分段制造是一种典型的柔性作业车间调度问题,但在实际生产过程中,由于涉及因素众多,且车间情况复杂,需要考虑生产过程中多种因素的影响。因此,将FJSP的求解与制造过程中的实际因素相结合,形成针对实际生产的排产算法是提高船企制造效率的关键所在。 为此,本文提出了一种基于强化学习的遗传算法(Reinforcement Learning based Genetic Algorithm,RLGA),并在此算法的基础上提出基于RLGA的柔性作业车间调度自学习算法SRLGA,在实现优化车间调度的同时,考虑实际生产情况对参数进行动态调整,提升计划的准确性。论文的主要工作如下: (1)针对当前柔性作业车间调度问题求解算法自适应性较低的问题,提出了面向柔性作业车间调度问题的RLGA。首先设计了一种基于强化学习的参数优化策略,自主调整遗传算法的交叉率与变异率,提升算法求解的效率和准确性,其次设计了一种基于插入式解码规则的解码算法,解决传统解码算法无法获得活动调度解的问题。实验表明本文算法在求解FJSP上具有一定的优越性。 (2)针对实际生产情况中存在干扰因素影响车间调度准确性的问题,在RLGA的基础上提出了柔性作业车间调度自学习算法SRLGA。算法考虑在实际生产环境中多个因素的影响,通过自适应调整预计工时的方式,降低生产计划与实际生产结果之间的偏差,最后使用船舶分段车间实际的生产数据进行实验,验证算法的有效性。

关键词： 柔性作业车间调度   能耗   多目标优化   改进NGSA-Ⅱ算法  

摘要： 近年来,随着经济全球化进程的加速,制造业市场竞争的激烈化和客户需求的多样化与个性化已成为显著趋势,这促使企业向柔性生产方式转型;同时,全球能源问题形势的日益严峻也引起了制造企业对生产过程能源消耗的关注。作为最大发展中国家,我国《“十四五”工业绿色发展规划》制定了工业等高能耗产业的发展战略,重点是推动高能耗产业向绿色低碳转型,以实现能源消费低碳化。生产调度是企业生产管理的重要环节,也是实现低能耗生产的关键。能耗问题的出现让传统的生产调度模型和方法不再适用,需要探索更符合企业问题的模型与方法。 本文以LZ机械公司制造车间为背景,结合企业实际需求,深入分析企业生产车间现状,从调度和节能的角度,构建考虑能耗的多目标柔性作业车间调度模型,设计改进的非支配排序遗传算法Ⅱ(Non-Dominated Sorting Genetic Algorithm,NSGA-Ⅱ)求解模型,最后将研究成果应用到LZ公司生产实例,以指导车间生产加工。本文主要研究工作及相关成果如下: (1)针对LZ机械公司制造车间生产效率低、调度方式滞后以及降低能耗的需求等问题,对车间实际现状进行详细分析,总结其特点和问题出现原因。重点考虑当工件运输至不同机器加工时,因运输距离不同产生不同运输能耗的问题,建立以最大完工时间最小、机器总负荷最小和总能耗最小的多目标柔性作业车间调度模型。 (2)针对标准NSGA-Ⅱ算法在求解多目标问题时的不足,设计了改进NSGAII算法以求解模型。具体包括结合模拟退火算法中的接受准则,设计一种动态自适应变异算子,首先判断个体是否参与变异,然后动态地调整当前变异概率;设计了改进的精英保留策略,通过两个随机参数α、β,控制非支配集中个体进入新父代种群的精英个数。最后通过三种不同规模算例和标准算例验证了改进NSGA-Ⅱ算法的有效性。 (3)基于上述研究,将模型和算法应用到LZ机械公司制造车间实例,并通过熵权TOPSIS法对所得Pareto解集进行评价,筛选出最优调度方案。现行调度方案与最优调度方案对比结果表明,最优调度方案在完工时间、机器总负荷、总能耗三个指标上均优于现行调度方案,从而证明了本文提出的多目标柔性作业车间生产调度模型及改进NSGA-Ⅱ算法在提高LZ机械公司制造车间生产效率和降低生产能耗方面的可行性。

关键词： 仿真技术   整车设计与制造   机械设计  

摘要： 随着国家经济和社会的飞速发展，计算机技术和机械制造产业也得到了快速发展。将计算机仿真技术应用于汽车机械制造行业中可以极大地促进汽车机械生产技术的发展，成为汽车机械制造产业的重要发展趋势。在汽车机械的设计和生产过程中，计算机仿真技术的应用具有应用领域广泛、集成度高等众多特点。目前，计算机仿真技术已在汽车机械产品的结构设计、复杂数据处理以及机械产品生产过程中得到了越来越多的应用。基于此，本文主要探讨计算机仿真技术在汽车机械设计制造过程中的具体应用路径。

关键词： 计算机辅助设计   数值模拟   虚拟现实   智能控制  

摘要： 计算机技术在机械设计制造及自动化领域具有重要的应用价值。本文通过对现有技术进行分析，探讨了计算机辅助设计、数值模拟、虚拟现实和智能控制等关键技术在机械制造中的应用。这些技术不仅提高了设计效率和精度，还降低了成本和风险，加速了产品研发周期。文章还就技术融合、人机协作及数据安全等问题进行了讨论，强调了在不断发展的数字化时代，技术创新和应用是推动机械制造业向前发展的关键。