关键词： 实时调度   智能车间   多目标优化   柔性作业车间调度   强化学习  

摘要： 传统调度算法灵活性不足，数字化技术实时处理滞后，难以满足市场对敏捷响应和高效交付的需求。柔性作业车间调度问题考虑了动态生产环境下的机器分配灵活性和工序路径优化，能够有效满足当下“多品种、小批量”的市场需求[6]。因此，结合强化学习方法进行研究，对企业实现生产计划的实时优化、资源的高效配置并提高客户满意度与市场适应性意义重大。针对柔性作业车间调度问题（flexible job shop scheduling problem，FJSP），以优化最大完工时间和总能耗为目标，建立多目标柔性作业车间动态调度模型，并提出一种基于ICN-QL（information clustering network-qlearning）的动态调度方法对模型求解。首先，提出智能车间调度框架及实施机制，构建基于ICN的状态空间;然后，设计八种复合调度规则作为动作空间，使用QL算法根据车间状态信息选择合适的规则，进而实现数据驱动的实时调度。最后，通过对比实验验证了所提算法的有效性和优越性。

关键词： 机械设计及理论   多环耦合挖掘机构   参数优化   尺度优化   高维多目标优化   约束多目标优化   差分进化算法  

摘要： 为解决多环耦合挖掘机构的参数优化难题，本文以新型强力摇杆挖掘机构为研究对象、开展基于进化计算的多目标优化研究。首先，综合考虑挖掘机构的运动特性、力学性能与挖掘图谱指标，选定29个独立的决策变量，7个目标函数与72个约束条件，构建其多目标优化模型。接着，通过差分进化算子的引入，提出一种改进的约束高维多目标差分进化算法，对标准测试函数的优化结果表明改进算法显著增强了处理复杂约束优化问题的能力。然后，将所提出算法应用于70吨级正铲液压挖掘机的挖掘机构参数设计实例中，并与当前最先进的15种约束多目标优化算法进行比较研究。最后，利用理想解法对强力摇杆挖掘机构参数方案进行选优决策，并与市面主流机型方案的技术参数进行比较。研究结果表明，强力摇杆挖掘机构是一种具有极强市场竞争力的新构型，而本文所提出算法是求解强力摇杆挖掘机构约束优化问题的最佳算法。

关键词： 分布式车间   多转速机器   改进黑翅鸢算法   多目标优化   双种群协同动态反向学习  

摘要： 针对多转速机器的分布式绿色柔性作业车间调度问题,以最小化最大完工时间、最小化多转速下分布式工厂的总能耗为优化目标,提出了一种改进的离散黑翅鸢算法(improved black-winged kite algorithm,IBKA)。首先,通过混合混沌映射对种群进行初始化,以提高初始解的均匀分布性和种群多样性;其次,通过快速非支配排序找到领导者种群,并对其执行基于问题的邻域搜索,增强算法的局部开发能力;再次,在后期迭代中设计双种群协同动态反向学习策略,通过精英主种群的保守型内部反向学习与辅助种群的激进型全局反向学习的差异化协同搜索,并结合非对称调控方程与支配关系驱动的个体更新规则,提升算法的全局探索能力及解空间覆盖率;最后,在Mk和DP数据集上,验证了上述改进策略的有效性。与现有先进的非支配排序遗传算法和改进灰狼优化算法的进一步对比实验表明,所提算法在解决多转速机器的分布式绿色柔性作业车间调度问题上具有有效性和优越性。

关键词： 机械设计   人工智能   自主学习   知识推理   计算机辅助设计  

摘要： 随着生成式人工智能的快速发展，机械设计领域迎来新的变革。设计理念正逐渐由传统的“计算机辅助+人工经验”发展为具备高级智能化的“历史设计数据与知识+生成式模型”，具体设计行为由“人工建模”发展为“生成式建模”，机械产品设计驱动由人工经验发展为数据知识。针对这一种发展趋势，提出了新的机械设计理念：智能生成式设计，阐述了智能生成式设计的内容组成、核心运行机制、设计特点、关键技术等。在此基础上，探讨了智能生成式设计在机械产品设计上的应用价值，为机械产品的设计指明新趋势和发展方向。

关键词： 机械设计   人工智能   自主学习   知识推理   计算机辅助设计  

摘要： 随着生成式人工智能的快速发展，机械设计领域迎来新的变革。设计理念正逐渐由传统的“计算机辅助+人工经验”发展为具备高级智能化的“历史设计数据与知识+生成式模型”，具体设计行为由“人工建模”发展为“生成式建模”，机械产品设计驱动由人工经验发展为数据知识。针对这一种发展趋势，提出了新的机械设计理念：智能生成式设计，阐述了智能生成式设计的内容组成、核心运行机制、设计特点、关键技术等。在此基础上，探讨了智能生成式设计在机械产品设计上的应用价值，为机械产品的设计指明新趋势和发展方向。

关键词： 机械设计及理论   滚柱丝杠   滚滑机理   负载变形  

摘要： 在考虑负载变形对接触状态影响的基础上，建立了虑及螺纹副负载变形的行星滚柱丝杠滚滑运动学模型，提出了基于运动协调条件的滚滑机理分析方法。依托滚柱丝杠运动特性试验平台，试验验证了滚滑运动机理分析模型，并量化揭示了滚动-滑动耦合运动机理。研究表明：轴向载荷的增加会显著加剧螺纹副的负载变形，导致滚动速度分量平均增大0.106%的同时滑动速度激增19.012%，从而使得滚滑性能下降，摩擦磨损加剧，进而影响滚柱丝杠的使用寿命。本研究揭示了行星滚柱丝杠的滚动-滑动耦合作用机制，为开展行星滚柱丝杠的结构优化与增滚降滑调控提供了理论依据与数据支撑，对提升其传动性能具有借鉴意义与参考价值。

摘要： 近些年来,我国社会经济蓬勃发展,而我国的制造业也面临着竞争日益剧烈的市场环境,以及客户需求的不断变化。对于此,制造业应将制定个性化产品,适应市场需求,多变性作为发展的核心,向着柔性制造的方向不断迈进。而将物联网技术应用到机械设计和自动化控制领域之中,为柔性制造的高质量发展提供了有效的帮助。此举能提升机械设计精准性与适应性,增强生产线自适应与智能化水平,同时能够实现远程监控维护与高效管理。而本文则论述了物联网应用在柔性制造机械设计与自动化控制所具有的优势,同时论述了相关的应用策略。

关键词： 机械设计及理论   链轨节   疲劳寿命   动力学建模   有限元  

摘要： 以液压挖掘机履带链轨节为研究对象，提出了完整的基于动力学-有限元-疲劳准则的链轨节疲劳寿命预测技术路线。首先，通过对比实验与仿真关键参数的数据，构建并验证了液压挖掘机履带链轨节的动力学模型；其次，将动力学模型提取的链轨节张紧力与动态接触载荷导入有限元分析软件，对链轨节网格各节点进行应力和应变数值求解；最后，针对链轨节多模式交变非对称载荷特征，基于多轴疲劳准则实现了结构寿命预测。结果表明：建立的仿真动力学模型关键参数数据与试验数据的均值误差在10%以内，预测了液压挖掘机直行和转向两种工况下的链轨节疲劳寿命，直行工况寿命超过107次循环，转向工况寿命为3.59×106次循环。

摘要： 在“十四五”规划实施背景下,中国机械设计制造及其自动化领域正面临从规模扩张向质量提升的关键转型。目前,中国机械工业行业存在核心零部件对外依存度高、智能产线渗透率不足等问题,亟待通过技术创新与产业协同突破发展桎梏。本文聚焦三大转型方向展开论述,为构建自主可控的现代化机械产业体系提供参考。

关键词： 机械设计   虚拟教研平台   设计制造  

摘要： 【目的】利用虚拟教研平台突破传统教研活动中存在的地理、时间限制及学科孤立等障碍,提升教学质量,加速教师的专业发展进程。【方法】分析了厦门理工学院机械设计制造及其自动化专业现有的虚拟教研平台建设状况,通过明确虚拟教研平台的筛选标准,设计科学的实习类课程虚拟教研平台组织架构与管理策略,成功构建了一个能够均衡满足学校、校内外教学团队及学生三方核心利益的实习类课程的虚拟教研平台,并进行了应用实践。【结果】该平台不仅促进了实习课程体系的系统化构建,还实现了教研项目的无缝对接,推动了教学资源的多元化创建与共享,实现了教学成果的持续积累与优化。【结论】本研究不仅展示了虚拟教研平台在特定学科领域的成功应用,也为未来虚拟教研平台的建设与发展提供了宝贵的经验借鉴与启示。