面向绿色制造的切削参数优化研究
这是一篇关于绿色制造,切削参数优化,多目标优化,NSGA-Ⅱ算法的论文, 主要内容为制造业作为国家经济基础产业,在大量消耗自然资源并创造人类财富的同时,也产生了严重的环境污染问题,对其进行绿色化改造升级,可有效降低资源消耗、减少生产制造过程对环境的污染。考虑到绿色制造对资源和环境可持续发展的重要性,深入研究面向绿色化的切削参数优化方法具有很强的理论和现实意义。本文研究了机械切削加工系统的切削参数优化问题,定义了机械加工绿色化评价指数模型,构建了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型,设计了一种改进的NSGA-Ⅱ算法求解上述模型,并开发了包含切削参数优化功能的计算机辅助工艺规划系统。本文主要研究内容如下:首先,阐述了课题研究背景和意义,介绍了国内外绿色制造的研究现状,以及制造业不同发展阶段所对应的切削参数优化问题相关研究,分析并总结了现有切削参数优化研究的不足之处。其次,为衡量机械加工过程中单个工步的绿色化程度,定义了机械加工绿色化评价指数模型,该指数模型综合考虑了机床能耗和切削液消耗。然后以极小化加工时间、极小化加工成本和极小化机械加工绿色化评价指数作为优化目标,考虑机床本身的转速、进给量、机床功率以及被加工零件的表面加工质量约束,建立了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型。然后,针对所提出的切削参数优化模型具有多目标、多约束等复杂特性,以及传统NSGA-Ⅱ算法在求解实际工程领域中复杂非线性问题时的不足进行算法改进,提出了混沌初始化种群,以及增加基于混沌映射的变异算子两个改进措施。通过应用传统的NSGA-Ⅱ算法和改进的NSGA-Ⅱ-IM算法分别对车削和铣削两个算例中所建立的优化模型进行求解,并将改进算法所得结果与切削手册推荐参数所得结果进行优劣性对比,验证了所提模型以及改进算法的有效性。最后,以上述的研究工作为基础,应用B/S三层架构工作模式,在My Eclipse开发平台上完成了计算机辅助工艺规划原型系统的开发,该系统包含了切削参数优化功能,可为工艺设计人员确定切削参数提供便利。
大数据环境下的刀具智能选配及切削参数优化研究
这是一篇关于刀具全生命周期数据库,智能选配,切削参数优化的论文, 主要内容为随着云平台和工业互联网等技术在制造业的广泛应用,刀具应用企业收集到的生产过程数据日益完善,数据量与日剧增,现代化制造与智能制造进程也不断加快,制造业对产品制造质量的要求也越来越高,因此存在着需要对刀具进行更加快速合理的选择,合理利用大数据环境下丰富的刀具数据信息的问题。针对这一问题,本文将开发刀具智能选配系统,并对刀具智能选配以及切削参数优化进行研究分析。首先,进行了刀具智能选配系统总体设计以及刀具全生命周期数据库的建立。通过对系统的需求分析、总体架构设计以及功能模块划分,明确刀具智能选配系统架构,选择基于B/S架构的MVC三层模式进行开发,并明确系统主要功能。随后分析数据库的数据需求,对刀具全生命周期中的刀具设计、刀具制造、刀具使用、刀具磨损各阶段信息,从功能需求、信息需求、性能需求三个方面进行分析;按照数据库需求分析的结果对数据库系统进行概要设计,建立数据库。其次,进行了基于粒子群算法的刀具智能选配研究。对刀具智能选配功能实现流程进行设计确定;根据零件的特征确定可行刀具特征,根据零件需求,确定刀具材料、刀具类型以及加工尺寸信息,对数据库内的刀具进行可行刀具集合确定。采用基于粒子群算法的刀具智能选配方法,分别以最高生产效率和最低生产成本为目标进行最优刀具确定。对刀具应用企业的实际加工件进行模拟刀具智能选配,其选配结果与厂内专家和负责人员的刀具选择结果一致,验证了智能选配算法的可行性。然后,进行了基于熵权优劣解距离法的切削参数优化研究。阐述利用历史切削数据中的潜在价值,以实验数据模拟工厂的切削参数,采用熵权TOPSIS方法得到历史数据中的推荐切削参数,并通过熵权TOPSIS法与决策树相结合的算法,得到优化的切削参数结果。最后,实现了刀具智能选配系统开发。利用Visual Studio Code进行系统开发,前端采用Vue开源架构搭建,后端采用Java语言进行编程,算法采用Python语言编写,在确定系统功能模块和工作流程后,进行模块化开发实现了用户管理模块、全生命周期数据查询模块和刀具智能选配模块功能等系统功能。
大数据环境下的刀具智能选配及切削参数优化研究
这是一篇关于刀具全生命周期数据库,智能选配,切削参数优化的论文, 主要内容为随着云平台和工业互联网等技术在制造业的广泛应用,刀具应用企业收集到的生产过程数据日益完善,数据量与日剧增,现代化制造与智能制造进程也不断加快,制造业对产品制造质量的要求也越来越高,因此存在着需要对刀具进行更加快速合理的选择,合理利用大数据环境下丰富的刀具数据信息的问题。针对这一问题,本文将开发刀具智能选配系统,并对刀具智能选配以及切削参数优化进行研究分析。首先,进行了刀具智能选配系统总体设计以及刀具全生命周期数据库的建立。通过对系统的需求分析、总体架构设计以及功能模块划分,明确刀具智能选配系统架构,选择基于B/S架构的MVC三层模式进行开发,并明确系统主要功能。随后分析数据库的数据需求,对刀具全生命周期中的刀具设计、刀具制造、刀具使用、刀具磨损各阶段信息,从功能需求、信息需求、性能需求三个方面进行分析;按照数据库需求分析的结果对数据库系统进行概要设计,建立数据库。其次,进行了基于粒子群算法的刀具智能选配研究。对刀具智能选配功能实现流程进行设计确定;根据零件的特征确定可行刀具特征,根据零件需求,确定刀具材料、刀具类型以及加工尺寸信息,对数据库内的刀具进行可行刀具集合确定。采用基于粒子群算法的刀具智能选配方法,分别以最高生产效率和最低生产成本为目标进行最优刀具确定。对刀具应用企业的实际加工件进行模拟刀具智能选配,其选配结果与厂内专家和负责人员的刀具选择结果一致,验证了智能选配算法的可行性。然后,进行了基于熵权优劣解距离法的切削参数优化研究。阐述利用历史切削数据中的潜在价值,以实验数据模拟工厂的切削参数,采用熵权TOPSIS方法得到历史数据中的推荐切削参数,并通过熵权TOPSIS法与决策树相结合的算法,得到优化的切削参数结果。最后,实现了刀具智能选配系统开发。利用Visual Studio Code进行系统开发,前端采用Vue开源架构搭建,后端采用Java语言进行编程,算法采用Python语言编写,在确定系统功能模块和工作流程后,进行模块化开发实现了用户管理模块、全生命周期数据查询模块和刀具智能选配模块功能等系统功能。
面向低碳低成本的联轴器工艺参数优化方法及其应用
这是一篇关于碳足迹,联轴器,碳效益,改进GSA算法,切削参数优化的论文, 主要内容为我国在国际上多次提出绿色可持续发展观念,并在国内鼓励工业企业节能减排制造。基于企业发展需要的考虑,本文以联轴器作为研究对象,结合了全生命周期理论和国际碳足迹核算体系,构建出联轴器生产过程的碳排放核算模型。将遗传算法中的变异思想引入万有引力搜索算法中,使用改进后的万有引力搜索算法对联轴器实例进行切削参数优化,优化结果表明,改进后的切削参数降低了联轴器在生产过程所产生的碳排放和加工成本。并结合模型逻辑设计实现联轴器碳排放核算系统开发,为企业实现碳足迹可视化和分析提供了软件支持。本文首先对碳足迹和工艺参数优化研究现状进行总结和归纳。国内外学者对碳足迹量化核算方向研究主要借助国际碳足迹核算体系和仿真软件工具针对某一产品进行碳排放核算,伴随着大数据技术的快速发展,学者开始从企业层面对碳排放相关数据的投入产出进行整合和分析;面对加工工艺参数优化主要采用优化算法寻找最优解。结合国际碳足迹核算体系PAS 2050和全生命周期理论,建立联轴器生产过程中的碳排放核算体系结构。在碳排放核算体系结构的基础上,建立联轴器碳排放模型并进行核算,对切削加工过程进行工艺参数优化,降低联轴器生产过程的碳排放量。但核算范围太广,核算难度极高,因此划定制造车间内进行的车削和拉削加工工艺作为核算边界。考虑每个工艺的特性从不同角度切入研究相应的碳排放核算函数,最终结合两个不同加工工序的碳排放函数得到联轴器加工碳足迹核算模型。对联轴器切削加工进行参数优化,以低碳低成本为优化目标建立切削参数优化模型;将自适应变异函数融入到GSA算法中。最后使用改进GSA对实例进行优化求解和分析。结合上述碳排放和工艺参数模型逻辑,设计并开发联轴器碳排放核算系统。通过对系统管理范围和生产业务流程分析,归纳和总结出产品的需求。确定为B/S开发架构,使用Web Storm、IDEA等软件和Greenplum、Influx DB等计算机技术实现碳排放核算系统开发,为企业监控碳足迹提供软件支持。
面向低碳低成本的联轴器工艺参数优化方法及其应用
这是一篇关于碳足迹,联轴器,碳效益,改进GSA算法,切削参数优化的论文, 主要内容为我国在国际上多次提出绿色可持续发展观念,并在国内鼓励工业企业节能减排制造。基于企业发展需要的考虑,本文以联轴器作为研究对象,结合了全生命周期理论和国际碳足迹核算体系,构建出联轴器生产过程的碳排放核算模型。将遗传算法中的变异思想引入万有引力搜索算法中,使用改进后的万有引力搜索算法对联轴器实例进行切削参数优化,优化结果表明,改进后的切削参数降低了联轴器在生产过程所产生的碳排放和加工成本。并结合模型逻辑设计实现联轴器碳排放核算系统开发,为企业实现碳足迹可视化和分析提供了软件支持。本文首先对碳足迹和工艺参数优化研究现状进行总结和归纳。国内外学者对碳足迹量化核算方向研究主要借助国际碳足迹核算体系和仿真软件工具针对某一产品进行碳排放核算,伴随着大数据技术的快速发展,学者开始从企业层面对碳排放相关数据的投入产出进行整合和分析;面对加工工艺参数优化主要采用优化算法寻找最优解。结合国际碳足迹核算体系PAS 2050和全生命周期理论,建立联轴器生产过程中的碳排放核算体系结构。在碳排放核算体系结构的基础上,建立联轴器碳排放模型并进行核算,对切削加工过程进行工艺参数优化,降低联轴器生产过程的碳排放量。但核算范围太广,核算难度极高,因此划定制造车间内进行的车削和拉削加工工艺作为核算边界。考虑每个工艺的特性从不同角度切入研究相应的碳排放核算函数,最终结合两个不同加工工序的碳排放函数得到联轴器加工碳足迹核算模型。对联轴器切削加工进行参数优化,以低碳低成本为优化目标建立切削参数优化模型;将自适应变异函数融入到GSA算法中。最后使用改进GSA对实例进行优化求解和分析。结合上述碳排放和工艺参数模型逻辑,设计并开发联轴器碳排放核算系统。通过对系统管理范围和生产业务流程分析,归纳和总结出产品的需求。确定为B/S开发架构,使用Web Storm、IDEA等软件和Greenplum、Influx DB等计算机技术实现碳排放核算系统开发,为企业监控碳足迹提供软件支持。
大数据环境下的刀具智能选配及切削参数优化研究
这是一篇关于刀具全生命周期数据库,智能选配,切削参数优化的论文, 主要内容为随着云平台和工业互联网等技术在制造业的广泛应用,刀具应用企业收集到的生产过程数据日益完善,数据量与日剧增,现代化制造与智能制造进程也不断加快,制造业对产品制造质量的要求也越来越高,因此存在着需要对刀具进行更加快速合理的选择,合理利用大数据环境下丰富的刀具数据信息的问题。针对这一问题,本文将开发刀具智能选配系统,并对刀具智能选配以及切削参数优化进行研究分析。首先,进行了刀具智能选配系统总体设计以及刀具全生命周期数据库的建立。通过对系统的需求分析、总体架构设计以及功能模块划分,明确刀具智能选配系统架构,选择基于B/S架构的MVC三层模式进行开发,并明确系统主要功能。随后分析数据库的数据需求,对刀具全生命周期中的刀具设计、刀具制造、刀具使用、刀具磨损各阶段信息,从功能需求、信息需求、性能需求三个方面进行分析;按照数据库需求分析的结果对数据库系统进行概要设计,建立数据库。其次,进行了基于粒子群算法的刀具智能选配研究。对刀具智能选配功能实现流程进行设计确定;根据零件的特征确定可行刀具特征,根据零件需求,确定刀具材料、刀具类型以及加工尺寸信息,对数据库内的刀具进行可行刀具集合确定。采用基于粒子群算法的刀具智能选配方法,分别以最高生产效率和最低生产成本为目标进行最优刀具确定。对刀具应用企业的实际加工件进行模拟刀具智能选配,其选配结果与厂内专家和负责人员的刀具选择结果一致,验证了智能选配算法的可行性。然后,进行了基于熵权优劣解距离法的切削参数优化研究。阐述利用历史切削数据中的潜在价值,以实验数据模拟工厂的切削参数,采用熵权TOPSIS方法得到历史数据中的推荐切削参数,并通过熵权TOPSIS法与决策树相结合的算法,得到优化的切削参数结果。最后,实现了刀具智能选配系统开发。利用Visual Studio Code进行系统开发,前端采用Vue开源架构搭建,后端采用Java语言进行编程,算法采用Python语言编写,在确定系统功能模块和工作流程后,进行模块化开发实现了用户管理模块、全生命周期数据查询模块和刀具智能选配模块功能等系统功能。
面向绿色制造的切削参数优化研究
这是一篇关于绿色制造,切削参数优化,多目标优化,NSGA-Ⅱ算法的论文, 主要内容为制造业作为国家经济基础产业,在大量消耗自然资源并创造人类财富的同时,也产生了严重的环境污染问题,对其进行绿色化改造升级,可有效降低资源消耗、减少生产制造过程对环境的污染。考虑到绿色制造对资源和环境可持续发展的重要性,深入研究面向绿色化的切削参数优化方法具有很强的理论和现实意义。本文研究了机械切削加工系统的切削参数优化问题,定义了机械加工绿色化评价指数模型,构建了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型,设计了一种改进的NSGA-Ⅱ算法求解上述模型,并开发了包含切削参数优化功能的计算机辅助工艺规划系统。本文主要研究内容如下:首先,阐述了课题研究背景和意义,介绍了国内外绿色制造的研究现状,以及制造业不同发展阶段所对应的切削参数优化问题相关研究,分析并总结了现有切削参数优化研究的不足之处。其次,为衡量机械加工过程中单个工步的绿色化程度,定义了机械加工绿色化评价指数模型,该指数模型综合考虑了机床能耗和切削液消耗。然后以极小化加工时间、极小化加工成本和极小化机械加工绿色化评价指数作为优化目标,考虑机床本身的转速、进给量、机床功率以及被加工零件的表面加工质量约束,建立了面向高效低成本绿色化的切削参数多目标优化模型。然后,针对所提出的切削参数优化模型具有多目标、多约束等复杂特性,以及传统NSGA-Ⅱ算法在求解实际工程领域中复杂非线性问题时的不足进行算法改进,提出了混沌初始化种群,以及增加基于混沌映射的变异算子两个改进措施。通过应用传统的NSGA-Ⅱ算法和改进的NSGA-Ⅱ-IM算法分别对车削和铣削两个算例中所建立的优化模型进行求解,并将改进算法所得结果与切削手册推荐参数所得结果进行优劣性对比,验证了所提模型以及改进算法的有效性。最后,以上述的研究工作为基础,应用B/S三层架构工作模式,在My Eclipse开发平台上完成了计算机辅助工艺规划原型系统的开发,该系统包含了切削参数优化功能,可为工艺设计人员确定切削参数提供便利。
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