2014年, 第50卷, 第18期　
刊出日期：2014-09-20

  

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  论曲面测量各向异性

  石照耀;张华;汤洁

  . 2014, 50(18): 1-6.

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  曲面测量面对复杂化和高精度化的挑战，除不断优化测量方法和测量仪器外，被测曲面内禀性对测量结果的影响也应给予重视。从曲面被测点微分邻域分析出发，全面阐述曲面测量中由被测对象自身特征引起的测量误差各向异性问题，提出曲面测量各向异性概念，定义各向异性误差，并详细分析其与各影响因素的关系。概括各向异性在曲面测量中的仪器综合定位误差与测量误差关系、确定工件安置方位、仪器设计和加工误差对测量误差影响四个方面的应用，提出测量仪器最大允许定位误差计算方法。以渐开螺旋面测量为例分析验证各向异性及其测量误差计算方法。研究表明曲面测量各向异性对测量仪器设计、测量方法确定和测量结果不确定度分析等方面既有理论价值又有实际意义。
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  基于正交半监督局部Fisher判别分析的故障诊断

  苏祖强;汤宝平;刘自然;秦毅

  . 2014, 50(18): 7-13.

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  针对有标记故障样本不足和故障特征集维数过高的问题，提出基于正交半监督局部Fisher判别分析(Orthogonal semi-supervised local Fisher discriminant analysis, OSELF)的故障诊断方法。所提出的OSELF能够充分地利用蕴含于无标记故障样本中的故障信息，避免了因有标记故障样本不足引起的过学习问题,同时采用正交迭代方式求解最优正交映射矩阵，克服现有方法无法得到正交映射矩阵的不足。正交映射矩阵的基矢量统计不相关，可有效地提高所得低维特征矢量的可辨识性。通过正交映射矩阵对故障样本集和新增样本进行维数约简，并将维数约简的结果输入粗糙优化k最近邻分类器(Coarse to fine k nearest neighbor classifier, CFKNNC)进行学习训练和故障识别。所提方法集成了OSELF在维数约简和CFKNNC在模式识别的优势，有效地提高了故障诊断的精度。通过齿轮箱故障模拟试验验证了该方法的有效性。
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  基于时频分析的欠定信号盲分离与微弱特征提取

  李宏坤;张学峰;徐福健;刘洪轶;练晓婷

  . 2014, 50(18): 14-22.

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  盲源分离对于多振源信号的故障诊断与识别是一种有效的方法，但是传统的盲源分离算法都是针对观察信号大于或等于源信号的情况，但对于观察信号小于源信号的欠定盲分离问题，这在很大程度上制约了盲源分离的实际应用。通过应用经验模式分解和时频分析对非平稳信号分析的优势，提出基于时频分析的欠定盲源分离方法进行设备微弱特征提取。对振动信号进行经验模式分解，并根据分解得到的内蕴模式分量估计源信号个数并选择最优的观察信号，将振动信号与选择的最优观察信号组成新的观察信号进行基于时频分析的盲源分离，通过对仿真信号和齿轮箱实测信号进行验证分析。并与基于独立分量分析的盲源分离算法进行对比，研究表明基于时频分析的盲源分离对混合信号具有更好的分离效果，能够较好地对微弱特征进行提取。
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  基于宽频激励的管型结构导波检测

  邓菲;陈洪磊;张僖

  . 2014, 50(18): 23-28.

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  在对管型结构的导波检测过程中，需要预先选定导波模态，并确定激励频率，这个选择的过程存在一定的盲目性，而在多次反复试验中确定最佳激励模态和频率也会带来精力、时间、硬件资源的耗费问题。介绍一种信号处理方法，在宽频信号作为激励产生响应的基础上，采用该算法可获得其频带范围内任意单频激励信号对应的响应，有效解决了预先选定模态及频率的问题。同时，引入时频分析技术，根据缺陷反射回波能量的分布情况快速确定具有低模态转换响应的导波频率区间。通过对比各频率计算结果的模态和缺陷反射信号幅值，发现缺陷管中理想的激励导波频率在140～180 kHz，且缺陷反射回波幅值随激励信号周期增加而增加，但这种特点在低频表现得不明显。这为根据管中缺陷大小及类型，选择不同激励频率和周期提供了理论依据。
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  Gamma Test噪声估计的Kalman神经网络在动态工业过程建模中的应用

  李太福;侯杰;姚立忠;易军;辜小花;游勇涛

  . 2014, 50(18): 29-35.

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  Kalman神经网络以其良好的自适应非线性逼近能力，被广泛用于复杂非线性动态工业过程建模。传统噪声估计方法难以得到观测噪声不确定动态工业过程的噪声估计值，因而常将观测噪声估计值置零以进行Kalman神经网络建模，影响Kalman神经网络的建模效果，限制了Kalman神经网络在观测噪声不确定动态工业过程建模中的应用。有效利用观测输入输出数据，提出样本有效噪声估计(Gamma test, GT)改进的Kalman神经网络建模方法。采用衰减记忆的GT对输入输出数据进行实时估计，得到准确的观测噪声估计值，再利用Kalman神经网络实现精确建模。验证结果表明，该方法对EKF神经网络模型和UKF神经网络模型均有很好的改善作用，有效解决观测噪声不确定引起的Kalman神经网络模型发散问题，为采用Kalman神经网络建立噪声不确定动态工业过程的精确模型提供了一条有效途径。
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  基于矩形换能器空间脉冲响应的相控阵声场研究

  马宏伟;董明;陈渊;张旭辉

  . 2014, 50(18): 36-42.

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  针对矩形换能器空间脉冲响应利用分割阵元叠加和近似方法求解，提出一种精确求解的新方法。根据矩形换能器的对称性将观察点转换到第四象限进行求解，该方法不需要远场或近轴近似，只需要坐标变换就可以得到任意长宽比的矩形换能器在不同空间点处的脉冲响应函数。通过控制各阵元的延时实现相控阵声束的偏转和聚焦，分析一维相控阵的聚焦法则，得到各阵元的延时时间；对各矩形阵元加延时控制后的空间脉冲响应叠加求和，得到相控阵聚焦时的空间脉冲响应，进而求得各空间点的声压。计算相控阵换能器在不同聚焦角度时的空间声压分布，讨论不同阵元间距对分辨力的影响。结果表明该方法可以快速准确地计算较大偏转范围内的相控阵声场。
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  基于均匀设计的NiCr-Cr3C2超声速等离子喷涂工艺参数优化研究

  许中林;董天顺;康佳杰;赵雪勃;王海斗;李国禄

  . 2014, 50(18): 43-49.

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  运用均匀化设计方法研究超声速等离子工艺参数对涂层的孔隙率和显微硬度的影响。利用逐步回归的数学方法回归分析喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离对孔隙率、显微硬度的综合作用。回归分析表明，三次多元多项式和二次多元多项式分别适合于表征上述工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响规律。对孔隙率回归方程和显微硬度回归方程进行数学处理并分析表明，超声速等离子喷涂NiCr-Cr3C2的最佳工艺参数对应的喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离分别185 V，375 A，110 L/min和107 mm，该参数下的涂层孔隙率为1.07%，显微硬度值为1 097 HV0.3。经验证，孔隙率及显微硬度回归方程分别适合于表征喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离等工艺参数与NiCr-Cr3C2涂层孔隙率及显微硬度的关系。
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  预测疲劳裂纹扩展的多种理论模型研究

  石凯凯;蔡力勋;包陈

  . 2014, 50(18): 50-58.

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  大多数工程断裂是因疲劳而引起的，所以金属材料的低周疲劳和裂纹扩展速率性能一直受到安全设计部门的关注。长久以来，国内外学者在建立金属材料低周疲劳行为和裂纹扩展速率性能之间的关系方面进行了多材料和多角度的研究。基于平面应力裂纹尖端小范围屈服应力应变场和疲劳裂纹扩展失效准则，提出用于I型疲劳裂纹扩展速率的预测模型。针对国内外相关工作的研究，基于平面应力裂纹尖端小范围屈服应力应变场和疲劳裂纹尖端循环塑性区内的应变能失效准则，提出一个可用于I型疲劳裂纹扩展速率的预测模型。借助已发表的15种金属材料对应的低周疲劳和裂纹扩展速率性能数据，详细分析和比较所提出的预测模型与其他6种预测模型的预测规律和结果。研究表明，所提出的预测模型能够预测更广泛的金属材料疲劳裂纹扩展速率，并且较其他6中预测模型更符合安全设计的理念。
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  脉冲变极性等离子弧焊接系统及其特征信号分析

  春兰;韩永全;陈芙蓉;洪海涛

  . 2014, 50(18): 59-64.

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  研制基于单片机控制的具有高低频调制脉冲功能的双逆变变极性等离子弧(Variable polarity plasma arc，VPPA)焊接系统，检测并分析叠加不同高低频脉冲参数条件下该焊接系统输出信号的特征，并对系统进行实际焊接试验，结果表明系统运行良好。从特征信号的时域及频域分析发现，当高频脉冲频率提高到2 kHz时，与1 kHz相比较，脉冲上下降沿斜率降低1.2倍，高次谐波量增加1.4倍。由焊接试验结果得出，当高频脉冲频率及正反极性电流等工艺参数选择合适时，可以得到比典型VPPA焊接更加优越的焊缝成形，获得具有均匀鱼鳞纹的理想焊缝。从焊缝显微组织的分析发现，脉冲VPPA焊接工艺得到的焊缝晶粒比典型VPPA焊缝晶粒细小，因此该焊接工艺对进一步提高航空航天高强铝合金焊接质量具有重要意义。
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  聚合物微结构特征激光融化成型方法

  谭文胜;周建忠;黄 舒;盛 杰;孟宪凯;师彩云

  . 2014, 50(18): 65-72.

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  为了实现聚合物微结构件的高效和高精度成型加工，提出基于激光融化的聚合物微结构特征成型新方法，并对其成型工艺进行研究。阐述激光融化成型机制，建立激光融化成型理论模型，理论推导聚合物温度变化与激光参数的相互关系表达式，数值计算和模拟激光辐照下的聚合物基体融化过程，探讨激光融化成型的控制理论与方法。研制试验装置，进行典型聚合物微结构特征激光融化成型试验，测试微结构成型误差，分析模具温度和成型压力等工艺因素对微结构成型效果的影响规律。试验结果表明，试验测试数据与理论计算结果基本相符，获得较好的聚合物微结构特征复制度和成型精度，微结构成型误差小于1 μm，说明聚合物微结构特征的激光融化成型方法具有可行性和有效性。
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  基于椭球曲面的超塑自由胀形力学解析

  刘胜京;徐永超;姜波;雷海龙;陈福龙

  . 2014, 50(18): 73-81.

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  超塑自由胀形的真实轮廓为轴对称旋转曲面，球面假设条件下的力学解析不能真实反映实际胀形过程。基于超塑自由胀形轮廓型面为椭球曲面这一试验基础，从连续介质塑性力学的基本理论出发，结合几何方程、力学平衡方程及Hill各向异性材料的增量理论，对超塑自由胀形过程进行力学解析，提出超塑自由胀形对壁厚均匀性的自我调节作用。给出超塑自由胀形过程中不同位置的经向应力及环向应力，并进一步得出应力场、应变速率场及应变场分布。由广义速率敏感性指数的定义式，给出m值的解析式，并得到超塑自由胀形的最佳加载路径。超塑自由胀形椭球曲面假设得到试验验证，椭圆函数拟合度高达0.996以上。
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  矩形截面型材平面拉弯弹复解析和试验验证

  翟瑞雪;赵军;马瑞;钱志平

  . 2014, 50(18): 82-91.

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  在满足工程应用要求的平面拉弯基本假设下，构建矩形截面型材平面拉弯的力学模型。详细描述拉弯变形后型材横截面上应力应变分布的不同状态，基于双线性材料模型假设给出不同状态下应力应变的数学表达式，通过对截面应力的积分推导出应变中性层、截面弯矩与拉力和弯曲半径的关系，并给出不同应力应变分布状态的判定条件。确立矩形截面型材平面拉弯弹复问题的理论解析方法并给出拉弯弹复的规律，表述弹复后的残余半径与拉力和弯曲半径的关系。设计一种新型的拉弯试验模具并开展矩形截面型材拉弯弹复的试验研究，利用有限元分析软件ABAQUS开展基于物理试验的有限元模拟分析，物理试验和有限元分析所获得的拉弯弹复规律与理论解析结果一致，数据吻合。该研究方法为其他截面型材拉弯弹复的研究提供理论参考，研究结果具有一定工程应用价值。
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  基于数值模拟的多圈QFN封装热疲劳可靠性试验设计方法

  秦飞;夏国峰;高察;安彤;朱文辉

  . 2014, 50(18): 92-98.

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  提出一种基于数值模拟的试验设计方法，研究材料属性和几何结构对多圈四边扁平无引脚(Quad flat no-lead，QFN)封装热疲劳寿命的影响，并进行最优因子的组合设计，以提升热疲劳可靠性。采用Anand黏塑性本构模型描述无铅钎料Sn3.0Ag0.5Cu的力学行为，建立三维有限元模型分析焊点在温度循环过程中的应力应变，采用Coffin-Manson寿命预测模型计算多圈QFN封装的热疲劳寿命。采用Taguchi试验设计(Design of experiment，DOE)方法建立L27(38)正交试验表进行最优因子的组合设计。采用有限元分析方法对最优因子组合设计结果进行验证。结果表明，印制电路板(Printed circuit board，PCB)的热膨胀系数、焊点的高度和塑封料的热膨胀系数对热疲劳寿命的影响最为显著；初始设计情况下多圈QFN封装的热疲劳寿命为767次；最优因子组合设计情况下的热疲劳寿命提高到4 165次，为初始设计情况下的5.43倍。
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  控制分配理论在车辆动力学控制中的应用

  余卓平;杨鹏飞;熊璐

  . 2014, 50(18): 99-107.

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  回顾控制分配理论在分布式电驱动车辆动力学控制中的应用。控制分配是解决执行器冗余控制的有效方法，它可将控制系统的设计分解为基本控制率的设计与控制分配算法的设计，降低控制系统设计的复杂度。分布式电驱动汽车的执行器数量多于被控物理量，是一种典型的执行器冗余控制系统。控制分配理论在分布式电驱动汽车中的应用经历了从简单的显式分配到优化分配的过程。在动力学控制方面，已形成包含各执行器约束，考虑轮胎横纵向力耦合的控制分配技术，结合液压系统与电动机系统进行分配是进一步研究方向。在能耗最优控制中，控制分配算法通过权重系数可以结合稳定性控制目标，有利于多目标融合的实现。在系统重构控制中，目前主要采用基于规则的控制分配方法，通过优化算法实现系统重构是进一步研究方向。目前应用的控制分配算法以二次规划与伪逆法为主，主要原因在于这两种方法的实时性好，且具有较高的分配精度。
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  基于“虚拟离合器”的混合动力车辆AMT换挡过程控制

  沈文臣;胡宇辉;于会龙;席军强;陈慧岩

  . 2014, 50(18): 108-117.

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  统的加速性、经济性、使用寿命以及可靠性。一种基于“虚拟离合器”技术的混合动力系统AMT换挡过程控制方法可以充分保证其性能。该方法的五个时序进行详细论述，并分别提出各个阶段的核心控制问题。基于该单轴并联混合动力系统的结构特点，建立以考虑传动系统中驱动轴扭转振动特性的动力学模型，在此基础上，推导出可用于换挡过程控制的机械自动变速器中传递转矩的近似数学模型；通过试验验证该模型可以有效控制变速器传递的转矩，降低摘空挡后变速器输出轴转速的振荡。实车试验表明以变速器传递零转矩为目标的“虚拟离合器”技术可以有效应用于AMT的换挡过程控制。该技术的应用可以实现AMT无离合器操控的换挡过程，能够有效缩短换挡过程动力中断的时间，降低换挡过程车速的振荡，提高AMT系统的换挡品质。
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  并联式混合动力挖掘机系统设计及其耦合控制策略

  杜磊;杨福源;徐梁飞;欧阳明高

  . 2014, 50(18): 118-126.

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  基于某6 t级小型挖掘机，设计以超级电容作为储能元件的并联式混合动力系统，并给出动力系统各部件的参数。并联式混合动力挖掘机的动力系统是具有强非线性的双输入双输出耦合系统：输入为发动机加速踏板命令和启动发电一体机(Integrated starter generator，ISG)转矩命令，输出为发动机转速和超级电容的电荷状态(State of charge，SOC)。在Matlab/Simulink中对动力系统建模，并提出3种控制策略进行仿真。仿真结果表明，使用发动机加速踏板命令和ISG转矩命令耦合控制发动机转速和超级电容SOC的“耦合控制策略”较优。另外，以某型6吨挖掘机为基础，制造一台混合动力挖掘机原型机，并且设计基于CAN网络的分布式控制系统，基于MPC561单片机自主开发一款32位整车控制器。实车试验的结果表明，耦合控制策略能够实现发动机转速波动在±100 r/min以内，超级电容SOC在循环间基本保持不变，发动机工作在相对高负荷低油耗工作区，系统综合节油率在15%左右。
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  基于复杂工程约束的车身梁截面优化设计

  侯文彬;王增飞;张伟;张红哲

  . 2014, 50(18): 127-133.

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  通过对车身梁截面设计约束问题的研究，将车身薄壁梁截面形状优化设计问题和截面的材料、厚度等离散参数优化问题耦合起来。以工程设计中的可装配性和可制造性为设计约束，建立车身梁截面多目标优化方法。该方法以车身梁结构性能、成本、质量为目标，通过对梁截面形状进行独特的编码，实现以梁截面的形状、厚度、材料为设计变量的多目标优化模型，该模型采用NSGA-II遗传算法实现了多目标优化问题计算。基于该方法实现相应的软件模块并建立材料参数与厚度数据库。实例证明，该方法既可用于车身概念设计阶段确定满足设计目标且符合工程要求的梁截面形状参数，也适用于详细工程设计阶段对现有车身截面进行局部优化以增加车身刚度和减小部件质量。
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  重载铁路不同磨耗阶段车轮与曲线钢轨的接触分析

  张铁;张军;盛友艺;孙传喜

  . 2014, 50(18): 142-147.

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  应用轮轨型面测量仪在大秦重载线路上跟踪测量不同磨耗阶段的货车车轮和钢轨型面，并选取典型的轮轨型面，针对曲线轮缘贴靠位置，建立轮轨三维接触有限元模型，进行弹塑性计算分析。计算结果表明：在相同的载荷工况下，随着轮缘的磨耗，轮轨接触斑面积呈现出先增加后减小的变化趋势，初期车轮轮缘根部局部剧烈磨耗，逐渐扩大到整个轮缘剧烈磨耗，然后从III型面开始，轮缘和踏面磨耗均匀，轮缘磨耗进入相对稳定的磨耗阶段直至磨耗到限；在曲线位置处，各个磨耗阶段的车轮型面与磨耗稳定期钢轨型面相匹配时的等效应力均明显小于与标准钢轨相配合时的等效应力，而且磨耗后的钢轨型面能够显著改善轮缘贴靠时的应力分布情况，减小轮轨间等效应力，能相对减轻轮轨磨耗；综合考虑轮轨接触斑面积、等效应力的大小与分布情况，III型车轮型面的综合指标相对较优。
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  甲醇/丙酮振荡热管的传热性能研究

  乔铁梁;崔晓钰;韩华;李治华

  . 2014, 50(18): 148-154.

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  作为高效传热元件，振荡热管在解决微小空间但热通量较高的电子器件散热方面具有独特的优势，其工质的选取对振荡热管的传热性能具有重要影响。采用甲醇、丙酮纯工质及两者不同配比(7︰1, 4︰1, 1︰4, 1︰7)的混合工质，对不同充液率(45%, 62%, 70%)和加热功率(10～100 W)工况时的热阻特性进行试验，分析甲醇、丙酮工质的物性及其相互作用特性对振荡热管传热性能的影响，得到甲醇/丙酮二元混合工质振荡热管的传热特性。结果表明：小充液率时，振荡热管蒸发段均出现明显的烧干现象，混合工质振荡热管烧干时热阻较纯工质小，即在50 W时，甲醇、丙酮纯工质振荡热管热阻分别为1.509 ℃/W、1.484 ℃/W，而甲醇/丙酮1︰7时振荡热管热阻为0.88 ℃/W，其他配比时热阻在纯工质及混合工质配比1︰7之间，特别是在丙酮中加入少量甲醇(比如甲醇/丙酮1︰7)能有效地改善振荡热管的烧干情况；大充液率下，混合工质振荡热管热阻随着加热功率的增大变得较为平缓且相互之间相差不是不大，传热性能普遍较好。
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  基于热-结构耦合的热水循环泵结构强度研究

  孔繁余;夏斌;张慧;何玉洋

  . 2014, 50(18): 155-161.

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  热水循环泵广泛应用于各种增压设备，其结构是否安全可靠关系到整个机组能否正常运行。采用热-结构耦合分析方法检验热水循环泵结构的可靠性。以该泵外特性试验为基础，分别计算不同介质温度情况下流体域压力和温度，结构的温度、等效应力和总变形，并比较不同介质温度对各个量之间的影响。根据第四强度理论对泵壳结构强度校核分析。结果表明，介质温度变化对温度载荷引起的应力及变形影响大于压力载荷所引起的，在介质温度高于常温的结构分析过程中不可以忽略温度影响；随着介质温度的升高，泵结构的温度值随之增加，支架的温度高于泵体的，且温度梯度不大；泵体应力集中位于隔舌处，因此在泵体结构设计中隔舌的设计尤为关键。结构强度校核分析得到介质温度为25 ℃和40 ℃时，泵壳结构强度满足要求。
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  弯曲残余应力对转子蠕变性能的影响研究

  孙燕平;庞春凤

  . 2014, 50(18): 162-166.

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  针对某600 MW火力发电机组高中压合缸汽轮机转子的中部弯曲进行分析，认为高温蠕变和残余应力的耦合作用是导致转子发生塑性永久变形的主要原因。首先按照转子结构图利用有限元软件ANSYS建立精细化的三维实体模型，并进行温度场和应力场的有限元分析。在此基础上对高中压转子进行热-固耦合分析，通过对转子材料蠕变试验数据进行处理，得到Norton蠕变模型参数，并在ANSYS中对转子的高温蠕变和残余应力进行有限元仿真。研究表明，单纯的高温蠕变不足以引起转子在启动过程中发生弯曲，耦合残余应力的作用后该高中压转子会在很短时间内发生弯曲值超标，选取Norton三参数模型和残余应力生成方法比较有效。该研究对高中压合缸转子中部弯曲原因分析具有借鉴和指导作用。
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  板翅换热器流道结构改进与流体流动性能分析

  刘景成;张树有;周志勇

  . 2014, 50(18): 167-176.

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  研究超大型空分装备中板翅式换热器流道改进结构及其对换热器内流体流动影响，设计一种新型板翅换热器流道结构，该新型流道结构可以改变换热器流道内流体的流动方向，促使流体在板翅换热器内部呈M形流动，从而延长换热器中流体的流动距离，增大流体的湍流性能，强化换热器的换热效果。对板翅式换热器流道中转折位置流体的分布情况进行分析，着重分析换热器流道转折位置与流体流动速度、压力变化以及流体湍流性能之间的对应关系。采用Fluent分析流道结构改进前后板翅式换热器内流体的流动情况，可以看出改进后的流道结构可以显著增强换热器内流体的湍流性能，与结构改进之前的传统流道相比，新型流道结构的板翅式换热器通过增大内部流体的湍流性能的方式，提升换热器的换热效率。
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  空载流量特性死区的颤振补偿

  李胜;阮健;孟彬;朱何

  . 2014, 50(18): 186-192.

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  为对电液伺服阀死区非线性进行补偿，提出在阀芯位移信号上叠加一高频颤振信号从而减小甚至消除其死区的颤振补偿技术。阐述电液伺服阀死区颤振补偿原理。根据颤振补偿原理求解颤振补偿后的空载流量特性表达式，并对补偿后的空载流量特性的死区进行仿真分析，理论分析表明，随着颤振幅值的增加，死区变小，当颤振幅值的大于死区量时，死区完全消除。对补偿后的空载流量特性的线性度进行理论分析，分析表明，随着颤振幅值的增加，空载流量特性的线性度也提高了。搭建专门的试验平台对所设计的样阀进行试验研究，结果表明，采用颤振补偿技术，当颤振幅值为50%、100%、480%死区量时空载流量特性死区由3.8%分别降为2%、0.4%、0，并且空载流量特性的线性度也得到改善，由4.38%分别提高到4.25%、4.09%、3.56%，试验结果和理论分析是吻合的。为进一步提高空载流量特性的线性度，提出流量特性的线性规划，试验表明，规划后流量特性的线性度得到了明显的改善，并且流量线性规划不受系统压力的影响。
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  基于设备驱动和实质路径的动态并行综合柔性调度算法

  谢志强;桂忠艳;杨静

  . 2014, 50(18): 203-212.

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  针对静态重叠时间段在实际加工过程中并非一定重叠，导致工序并行处理效果不佳的问题，提出基于设备驱动和实质路径的复杂单产品动态并行综合柔性调度算法。该算法先按最短加工时间为工序选择计划加工设备，初步缩小工序加工设备的选择范围；再采用空闲设备驱动策略动态确定并行工序，对并行工序按提出的并行优化分配策略和最早加工结束策略确定并行加工设备。在采用并行优化分配策略时，运用实质短路径策略，避免了某空闲设备上存在多个只能串行加工的工序时，出现较长实质路径的情况。由于该算法在每一个设备驱动时刻，动态的分配可重叠加工的工序到不同的设备上同时加工，实现工序间实质性的并行处理。实例表明：该算法在不提高算法复杂度的前提下，不仅兼顾设备驱动策略和动态实质短路径策略的优点，而且提高了复杂单产品综合柔性调度设备利用率和并行处理率，缩短产品的完成时间。