[课设毕设论文] 打孔机生产效能的提高(获奖论文)

打孔机生产效能的提高(获奖论文)

摘要

本文主要研究了单双钻头模式下打孔机生产效能提高问题，同时根据要求给出线路板打孔的最优路径。
对于问题一，首先采用多目标规划思想，利用乘除法建立时间和成本的综合影响度作为生产效能大小评估依据。然后根据各孔型对刀具的具体要求对下一个目标孔的选择提供三个方案，并依此建立刀具最少转换模型。利用遍历法对综合影响度的成分进行赋权讨论，结合实际情况对三个方案的合理性进行评价，得出同刀异孔的方案为最优。然后分析表1信息，提炼使用刀具次序四个原则和刀具转换时间表，并结合转换次数最少思想选择d→c→b→a→h→g→f→e→c为刀具转换最优次序。据此将线路板分成9个子图，利用遗传算法对每个子图进行逐项求解寻求最优路径，同时利用MATLAB计算得出单钻头模式下打孔机最高生产效能方案的作业成本为867.53元，作业时间为238.92s。。
对于问题二，双钻头作业时，两个钻头相互独立，考虑到两钻头的间距必须不小于30mm这一限制条件，我们选用两种模型分别进行求解。首先明确第一个模型基本思想为双钻头打孔与刀具转换同时进行。利用0-1规划对双钻头的刀具转换进行优化，以刀具最小转换次数为优化目标，以打孔的有限顺序为约束条件建立双钻头合作优化模型。利用LINGO软件求得两钻头刀具转换顺序，然后结合工作模拟图和分析各参数之间的关系求得作业成本为996.01元，作业时间为133.13s。
针对双钻头工作任务分配困难的问题，建立了基于遗传算法的断点搜索模型。利用遍历法对路径断点进行初步筛选，然后对定义的三种选择函数进行分析，并利用选择函数检验和证明断点方案的存在合法性和选择合理性。利用MATLAB计算得出各子图断点情况，结合能者多劳原则对结果进行进一步优化，求得作业时间为203.57s，作业总成本为905.9元。相对于双钻头合作优化模型，在时间效率上有所欠缺，但成本相对较少。     
            
关键词：多目标规划 遗传算法 遍历法 0-1规划 断点搜索模型 能者多劳原则