关键词： 机械设计制造   自动化   发展方向  

摘要： 机械设计制造及其自动化对当今中国的工业发展有着重要的影响.随着我国科学技术的不断发展,其应用受到前所未有的挑战,社会对其技术提出更高的要求,因此,必须大力发展节能环保产品.本文阐述了机械设计制造及其自动化的基本概念,并对其发展趋势进行了分析.

关键词： 多目标优化   NSGA-Ⅲ   交叉算子   低碳   柔性作业车间调度  

摘要： 随着能源危机与环境污染问题日益突出,低碳制造成为一种广泛认可的可持续制造模式。对调度问题的优化在现代化的制造系统中越来越受到重视,在智能制造型企业,对制造车间的调度问题进行优化不仅能提高企业的资源利用效率和生产效率,而且和企业对社会和环境的贡献密切相关。因此,以保护环境与节约能源为目标对制造车间的调度问题进行优化具有重要意义。在这一背景下,本文对多目标柔性作业车间调度问题（MO-FJSP）进行研究的同时把企业在制造过程中对环境造成的污染考虑在内,重点是建立低碳MO-FJSP模型,并探索与改进其求解算法。文章首先介绍了MO-FJSP的研究背景和现状,在常见的调度问题优化目标基础上引入碳排放这一目标,建立了最小化完工时间、机器负载和碳排放的MO-FJSP数学模型;描述了染色体编码方式和解码过程;对目前文献中常用的MO-FJSP测试实例和多目标优化问题的评价指标做了总结。然后围绕NSGA-Ⅲ算法对MO-FJSP进行研究,着眼于“如何在柔性作业车间调度问题的决策空间中更好地探索与开发”这个科学问题。在初步实验中发现NSGA-Ⅲ算法在求解MO-FJSP时所使用的交叉算子是其求解性能的瓶颈所在。本文将五种交叉算子引入NSGA-Ⅲ产生五种NSGA-Ⅲ变体,在6个比较有代表性的柔性作业车间调度问题基准实例上对不同变体在决策空间的探索和开发能力进行了实验研究。根据研究结果本文提出了一种结合多群协同进化和自然选择的进化机制;该进化机制利用已有的三种交叉算子,使用集合覆盖率（SC）指标指导种群自然选择,将基于基于指标的思想与帕累托支配的选择策略相结合;把这种进化机制用于NSGA-Ⅲ提出了NSGA-Ⅲ-COE,并与研究中发现的三种优秀NSGA-Ⅲ变体进行了对比,验证了本文所提进化机制的有效性。最后在三组著名的MO-FJSP的测试实例上对算法进行了比较与研究;将NSGAIII-COE与大量广泛使用的MOEAs进行了对比,比较了算法运行需要的CPU计算时间,对可能影响算法求解性能的参数设置做了敏感性分析实验。实验结果表明NSGA-Ⅲ-COE在解决MO-FJSP时取得了很好的求解效果,在提高算法性能的同时并没有带来更大的计算消耗;与广泛使用的MOEAs相比,NSGA-Ⅲ-COE对于种群规模,种群迭代次数和种群变异概率表现出的敏感性是细微的,表现出了很好的综合性能。NSGA-Ⅲ-COE是求解低碳MO-FJSP一种非常有竞争力的算法,具有实际应用价值。

摘要： 尊敬的广大读者:2021年度《机械设计与制造》杂志征订工作已经开始,为了更好地开展这项工作,现将具体征订事宜说明如下:本刊为大16开月刊,全年12期,定价为35元/期,420元/年。面对企事业单位、各大院校和个人每个月均可接受订阅。订阅通道:电话咨询订阅。订阅专线024-8689912018512480200网站下载订阅表。***发送电子邮件至3250874602@***订阅

关键词： 机械   汽车工程   研发   设计理论  

摘要： 近几年来我国加大了对于科研的投入资金,机械领域的相关技术得到了快速发展。尤其是在航空航天、汽车制造业等相关领域的技术实力能够与日本和一些欧美国家进行抗衡。但是经过长时间市场调研发现,完善的技术是汽车研发的基础条件,但是社会经济的发展对汽车设计制造提出了更多的限制条款。汽车行业对机械制造的相关技术提出了更高的要求,需要我们用更低的成本、更环保的材料制造出性价比更高的汽车。因此在新时代的背景下,推动了汽车的机械设计理论的改革创新,我们不仅仅要加快核心技术的研究步伐,还要研发出适合时代发展的汽车产品。本文通过分析目前国际上汽车发展的主要趋势,阐述了新型机械设计在当前时代的作用和意义,并对新型机械设计理论的应用展开研究。

摘要： 尊敬的广大读者:2022年度《机械设计与制造》杂志征订工作已经开始,为了更好地开展这项工作,现将具体征订事宜说明如下:本刊为大16开月刊,全年12期,定价为35元/期,420元/年。面对企事业单位、各大院校和个人每个月均可接受订阅。订阅通道:电话咨询订阅。订阅专线024-8689912018512480200网站下载订阅表。***发送电子邮件至3250874602@***订阅

摘要： 精品出版物,具有高品位、高格调、高质量的特质,是出版社品牌和实力的象征,是出版社的立社之本,是出版双重属性的完美统一。精品出版物是出版业深入贯彻落实党的十九大和习近平总书记系列重要讲话精神,坚持"四个自信"特别是文化自信,推动社会主义文化大繁荣大发展的重要举措。《机械设计手册》的编写是一项重大的系统工程,是我国机械设计领域的一项标志性成果,是我国机械工程领域权威且有较大影响力的大型工具书。以此为例探讨出版社精品力作的全流程管控具有典型性和代表性。

ISBN: (纸本)9787517092278

摘要： 欢迎订阅欢迎赐稿全国科技论文统计源期刊研究欢迎刊登广告全国机械仪表类核心期刊主管单位:教育部主办单位:上海交通大学期刊简介:本刊成立于1984年,创刊已有37年,是全国少有的几本关于产品设计与研究类的学术期刊,经《世界期刊影响力指数》WJCI评定,本刊已达到了国际优秀期刊的水平。欢迎来稿与订阅主要栏目:综合评述,设计理论与方法,智能化机械设计与应用,机构学与机械动力学,新系统、新装置、新机构,传动技术与装置,零部件分析与设计,液压与气动技术,控制技术与控制系统,制造技术与制造工艺,感知系统与测试技术,实验技术与装置,工业设

关键词： 薄带钢板   打包机   机械设计   防锈纸   木托架   堆垛技术  

摘要： 高等级精密薄带钢板的包装不仅仅是对产品的保护，也是钢厂的“名片”，可以提升产品的总体形象。高等级精密薄带钢板作为加工食品罐、饮料罐、化学品罐、油脂罐及其他杂罐的主要原材料。现有针对高等级精密薄带钢板的包装仍然全程靠人工操作完成，其带来的弊端主要有，劳动力生产要素成本高、劳动强度大、产品质量不稳定、包装效率低等明显缺陷。针对高等级精密薄带板打包设备及工艺的开发是当下亟待解决的问题，本课题以高等级精密薄带板为研究对象，对高等级精密薄带板打包工艺技术进行研究，并开展打包设备的设计与制造。　　首先，经过打包后的高等级精密薄带板需要移至库区进行堆垛存放，实际的生产过程中承载高等级精品薄带的木托架一直存在重量过大的问题，为此结合木托架的承载能力及承重要求，以最大程度减轻木托架重量为目标，开展木台材料优化技术的研究和木台重量优化技术的研究。　　然后，结合产品特点、防锈纸特性及包装工艺要求，对高等级精密薄带钢板打包机进行非标个性化结构设计，结合结构设计确定打包工艺路线。通过设计出的防锈纸拉伸装置、链式输送线、侧围包覆装置及胶带粘贴装置，搭配机械手作为关键执行元件，实现对钢板的“三无”包装，即无人化包装，实现全程自动化包装，无人工参与;无差异化包装，实现对长度在700mm~1230mm、宽度在700mm~1230mm、高度在307mm~457mm内所有规格产品的无差异化、无接触化打包，保证了包装过程中各机构均不与钢板直接接触，不污染钢板。　　最后，利用PLC编程开发了一套电气控制系统，找到了各机构配合工作之间存在的问题，对设备中各机构动作进行串联控制;采用台达DOP-107BV人机界面，进行了软件界面设计，操作人员可通过人机界面操纵设备运转，实现参数设定、设备复位、自动化控制等功能。

关键词： 智能制造   多目标柔性作业车间调度   动态柔性作业车间调度   NSGA-Ⅲ算法   数字孪生体  

摘要： 制造企业对国民经济的贡献得到国家的认可,但在当前面临着许多挑战,市场全球化、经济变化、产品开发周期缩短、消费者需求变化和竞争加剧。上市时间在按订单生产的行业中尤为重要,生产的灵活性和工艺流程时间决定了中小型企业的成功率。要求企业进行智能化的生产计划和车间调度,以满足交货期和作出质量决策。随着智能制造的发展,物联网(IoT)、大数据、云计算、人工智能等新兴技术推动智能制造新模式发展,极大地提高了作业车间的生产效率。基于信息物理系统(CPS)的智能制造是制造业的发展趋势。数字孪生技术是CPS的一种实现方法。考虑到智能制造作业车间的复杂性和不确定性,动态多目标作业车间调度的智能化决策和实时性调度是两个重大挑战。引入数字孪生技术,通过物理车间与不断更新的数字车间实时数据交互,检测、识别并归类动态干扰事件,及时触发重调度机制,生成调度方案。依据此,本文研究智能制造环境下,研究基于数字孪生的柔性作业车间优化调度排产问题,主要包括以下方面:(1)基于数字孪生的多目标柔性作业车间调度问题(Multi-obj ective Flexible job-shop Scheduling Problem,MO-FJSP)研究。首先,介绍智能制造柔性车间调度中的两个子问题:确定产品各工序的加工机器选择;安排工序在机器上的加工顺序并确定加工开始时刻。考虑三种典型的优化目标,最大完工时间、设备能耗和关键设备负荷,构建柔性作业车间调度问题数学模型和网络析取图模型。针对多目标优化问题,结合NSGA-Ⅲ的全局搜索能力,邻域搜索对问题解空间的搜索能力,设计了一种基于关键工序关键路径邻域搜索的混合K-NSGA-Ⅲ算法,通过与其他智能算法在同样得基准算例测试,验证本文算法在解决大中型问题方面搜索效率和收敛性能,本文算法求得Pareto解所占比例最大,Pareto解在空间分布性更好。(2)动态多目标柔性作业车间调度问题(Multi-objective Dynamic Flexible job-shop Scheduling Problem,MO-DFJSP)研究。首先介绍智能制造环境下的作业车间动态干扰调度的新内涵,根据车间重调度影响程度不同,将车间动态干扰事件分为三类进行研究(工序加工时间延长、机器故障、紧急订单插入),构建了动态调度的数字孪生体模型,建立了基于数字孪生技术的智能制造车间调度方法体系,该体系包括调度数据智能化实时采集、重调度驱动机制及智能化调度决策、重调度方案生成三个方面。通过案例研究该方法对动态事件的响应能力大大提高,对交货期延迟、减少能耗方面贡献突出。该方法有利解决了周期调度中调度时间点难以确定问题以及优化重调度频率降低调度成本。(3)潜在应用研究。以制造业企业HN公司的产线为背景,建立智能制造环境下的数字孪生作业车间原型系统,搭载plantsimulation仿真软件建立数字孪生体模型,以HN公司产线加工8种零件7台机器调度为例,验证了所提出的三类动态干扰事件调度处理方案的有效性,本文提出的数字孪生调度决策机制在最大完工时间、总拖期与机器总负荷三个指标上综合比较优于常用的调度规则得到的方案。在机器使用率上提升10个百分点,在产品平均延期时间上减少1.5个单位时间。研究结果表明,数字孪生车间可以实现产线及时调度和柔性排产,提高车间对动态干扰事件的响应速度,本文所构建的模型与求解方法能够为企业作业车间调度优化提供理论参考与方法支持。