三维连续-非连续并行计算方法及其在岩爆过程模拟中的应用

随着深部岩石工程的发展,岩爆变得越发严重。在岩爆的数值模拟方面,连续方法和非连续方法均具有一定的局限性。兼具二者优势的连续-非连续方法更具优势,且正在快速发展。基于CUDA对自主开发的三维拉格朗日元与离散元耦合连续-非连续方法进行了GPU并行加速。为了探索岩爆的机理和过程,模拟了不同静水压力、侧压系数和单元数目(最多达100×10^(4))条件下圆形洞室围岩V形坑的演化规律和单元弹射现象。考察了洞室围岩中裂纹的定量演化规律。研究表明:当静水压力较大时,基于芬纳公式的支护设计偏于不安全。由于V形坑的位置发生改变,V形坑的平均最大深度随着静水压力的增加先缓慢增加后快速增加。关于洞室围岩V形坑的模拟结果能与有关的实验结果、数值结果和现场观测结果吻合。上述研究很好地体现了岩爆并行计算较串行计算和商业软件计算的优势。

基于遗传算法的转塔式贴片机贴装过程优化

在转塔式贴片机的贴片过程中,元件贴装顺序和元件在供料槽中的布置是影响转塔式贴片机贴装时间的主要因素.在分析实际工程应用的基础上,建立了转塔式贴片机的集成优化模型,在改进的遗传算法中,提出了一种二维符号编码方法,用元件编号描述元件贴装顺序,用供料槽编号描述元件在供料架中的布置情况,并用元件类型编码实现了两者之间的联系.针对提出的编码方式,采用了基于顺序的交叉和自适应的变异操作,并在算法内采用了并行结构,结合局部搜索策略,实现了元件贴装顺序和供料槽布置可同时优化.与其他方法的比较结果表明,该算法可实现贴装过程的优化,因此提高了印刷电路板的组装效率.

基于遗传算法的复合式贴片机贴装过程优化

针对复合式贴片机的贴装过程优化问题,将其分解为元件分配、供料器布置和元件取贴顺序3个子问题.在分析实际工程应用的基础上,以动臂的负荷平衡和最小移动距离为目标,建立了双动臂转塔式贴片机的贴装过程集成优化模型,采用遗传算法和元件分配启发式方法相结合的方式实现了贴装过程的优化.算法中提出了一种分段二元实数编码方法,在一条染色体中同时描述了元件分配、供料器布置和元件取贴顺序.针对提出的编码方式,采用改进的顺序交叉和自适应的变异操作,结合轮盘赌选择和精英选择策略以及适应度函数的设计,在满足贴片机运动机构约束条件的情况下,使得遗传搜索能够快速地进入有效解空间进行搜索.实例计算结果表明,该算法能实现多动臂转塔式贴片机贴装过程的优化,从而提高印刷电路板的装配效率.

多群体混合进化算法求解IPPS问题

针对工艺规划与调度集成(integration of process planning and scheduling,IPPS)问题求解复杂性,为提高求解效率,设计了包含探索种群、寻优种群和最优种群的多群体混合进化算法,通过运用混合遗传算法和基于聚类淘汰机制的差分进化算法分别更新探索种群中工艺链和加工顺序链,保持可行解多样性和差异性;然后利用克隆领域搜索算法完成寻优种群中可行解的克隆和领域搜索,进一步提高种群质量;最后按照精英保留策略更新最优种群获得全局最优解。通过实例计算对比,结果显示算法搜索效率和求解质量均有明显改善,且稳定性较好,表明该算法求解IPPS问题的可行性及优越性。

基于TOD模式的中小城市公共交通规划

为预防中小城市发展过程中出现严重的交通问题,实现城市交通发展与土地利用之间的和谐互动,借鉴国外成功TOD模式的经验,结合我国中小城市特点,分析了中小城市应用TOD模式的需求性与适用性;提出了包含公交路网规划和公交枢纽规划的公共交通规划模式;设计了TOD模式下中小城市公共交通规划流程,包括交通调查与分析、交通需求预测、规划方案制定与调整、方案分析与评价和方案实施。研究结果表明改进的TOD模式将有效引导我国中小城市土地利用,促进城市可持续发展。

印制电路板组装工艺规划与调度集成建模及优化方法

针对印制电路板(Printed circuit board,PCB)组装工艺与调度集成优化问题,建立集成的优化数学模型,提出将多色集合(Polychromatic set,PS)与遗传算法(Genetic algorithm,GA)相结合的新的优化方法。利用多色集合的逻辑围道矩阵和数值围道矩阵建立集成优化问题的约束模型。将约束模型与GA的遗传编码、遗传操作和适应度值计算等结合,保证GA始终在有效的解空间中进行搜索。不仅能提高遗传搜索的效率,还可以通过约束模型的修改,动态描述设备故障和PCB组装任务变化等不确定因素的影响,使得算法具有良好的适应性。实例计算结果表明,该方法能高效地实现PCB组装工艺规划与调度的集成优化,缩短PCB组装完工时间,减少交货期延迟,平衡设备的工作负荷。

多色集合与模糊遗传算法的机械产品概念设计研究

针对机械产品概念设计中的优化问题,提出了基于多色集合与模糊遗传算法相结合的方案推理及优化方法。首先运用多色集合理论,建立了描述复杂结构机械产品各组成元素间的层次结构和复杂约束关系的信息模型,以进行有效的方案推理。然后,将多色集合推理模型与模糊遗传算法相结合,实现了方案的评价及优化方案的搜索。以工业机械手的概念设计为例对该方法进行了验证,结果表明,该方法能有效地实现概念设计过程中的方案推理及优化,为复杂机械产品概念设计提供了一定的理论基础。

基于公理设计和多色集合的树障清除机器人方案设计

针对电力线路树障清除机器人的设计需求,将公理设计(AD)与多色集合(PS)相结合,实现了机器人的方案设计。首先,建立了公理设计的功能—结构模型,利用独立性公理保证了功能需求的独立性;然后基于结构库构建了树障清除机器人的多色集合层次结构模型,通过约束条件的形式化描述建立了功能结构约束矩阵,并基于约束矩阵推理出可行方案;使用模糊信息公理的评价方法,从可行方案中选择出最佳的设计方案;最后根据设计方案制作样机进行了实验,实验结果验证了设计方法的有效性和设计方案的可行性。

基于视觉的四旋翼飞行器智能识别规划方法研究

针对四旋翼飞行器系统中图像识别与航迹规划问题,提出了一种基于视觉的智能识别规划方法,并搭建了基于Linux嵌入式控制的飞行实验平台.在控制过程中,搭载云台相机并结合OpenCV库函数对相机捕捉到的画面进行实时图像处理,实现无人机的目标识别与定位;通过改进遗传算法对无人机飞行路径进行合理规划,使其完成从起点到终点并途经所有中间点而路径最合理的任务;结合Guidance视觉传感导航系统中的超声波数据,利用获取的近地面高度信息实现飞行器精确定位.最后,通过实验验证了该方法的有效性.

公司资本结构、股权结构与经营绩效关系的研究——基于中国创业板上市公司

本文主要研究中国创业板上市公司资本结构、股权结构对公司经营绩效的影响,并且分别以经济附加值(EVA)和净资产收益率(ROE)作为衡量公司经营绩效的变量,研究发现公司的资产负债率的系数为正数,流动比率的系数为正数,说明公司的负债越高越不利于提高公司经营绩效,公司应该确定合理的资本结构。而公司第一大股东持股比例的系数为正数,前十大股东持股比例系数为负数,说明第一大股东有利于提高公司经营绩效,而前十大股东不利于提高公司经营绩效,这与之前的研究(股权越分散越有利于提高公司经营绩效)存在一定的差异。总之,公司应该确定合理的资本结构和合理的公司治理结构,从而提高公司的经营绩效。

人工砂石料系统生产流程计算机辅助设计

根据模块化设计思想,对砂石料的生产工艺流程进行设计。采用可视化编程语言VB结合ACCESS数据库,开发了CAD软件,以实现对砂石料系统生产流程快速准确地设计计算。

基于Flexsim啤酒包装生产线仿真与优化

通过对啤酒生产过程的研究,为了提高啤酒包装生产线效率,根据啤酒包装生产线的特点,基于数学模型分析了输送带速度和酒瓶之间的纵向距离对啤酒包装生产线的影响.运用Flexsim仿真软件对啤酒包装车间进行仿真,针对瓶颈工序提出改善方案.然后基于Flexsim进行验证,结果表明单位时间效率显著增加,提高了车间产能,证明改善方案可行.

螺纹连接件三维参数化建模系统开发

本文主要研究了标准螺纹连接件的三维建模系统的开发。它是基于Pro/Engineer软件平台,采用其三维参数化特征建模技术,应用其二次开发包Pro/TOOLKIT,结合Visual C++6.0设计并开发了一套三维螺纹标准件库系统,从而实现了各种螺纹连接标准件的自动生成,其中包括:螺栓,螺柱,螺钉,螺母,垫圈。

基于矩阵编码遗传算法的PCB生产线元件分配优化

PCB组装生产线上元器件的分配是影响整条生产线组装时间的关键因素.在分析实际工程问题的基础上,建立了PCB组装连续生产线上元件分配优化模型,在改进遗传算法中,提出了基于矩阵编码的方式,针对提出的编码方式,结合表上作业的最小元素法实现了种群的初始化,并采用了双点交叉以及改进的局部变异和自适应变异概率操作.最终,通过工程实例求解,得到了较优的结果,提高了PCB组装生产线的效率,从而证明了此算法的有效性.

基于多媒体数据库的线路金具CAI课件设计

首先分析了线路金具CAI课件的功能特点,提出了以多媒体数据库为核心的CAI课件设计方法,重点介绍了课件的界面设计、多媒体数据库和习题库,并讨论了实现中的关键技术.在分析线路金具特点的基础上,将多媒体技术与数据库技术相结合,以VB和Access为开发工具开发了基于多媒体数据库的线路金具CAI课件.

基于混合遗传算法的多头动臂式贴片机贴装过程优化研究

对多头动臂式贴片机的贴装过程进行了分析,将其贴装过程优化问题分解为元件分组、元件组拾取和元件组贴装3个子问题。元件在供料槽中的布置是求解多头动臂式贴片机贴装过程优化问题的关键。在分析实际工程应用的基础上,以动臂的移动距离最小为目标,建立了多头动臂式贴片机的贴装过程优化模型。用启发式方法和遗传算法(GA)相结合的混合遗传算法(HGA)实现了贴装过程的优化。在HGA中提出了一种二维实数编码方法,用供料器编号和供料槽编号描述元件类型在供料槽中的位置和顺序。针对提出的编码方式,采用了改进的顺序交叉和自适应的变异操作,并在算法内采用了并行结构,结合局部搜索策略,实现了元件贴装顺序和供料槽布置同时优化。通过实例计算和结果比较表明该算法能实现多头动臂式贴片机贴装过程的优化,提高印刷电路板(PCB)装配效率。

基于多色集合约束模型的车间层印刷电路板组装优化

针对多组装设备、多组装任务的车间层印刷电路板(PCB)组装优化问题,提出了一种将多色集合与遗传算法(GA)相结合的新的优化方法。基于多色集合理论,用数值围道矩阵描述了复杂PCB组装工艺流程中组装优化问题的设备资源约束和工艺约束,建立了PCB组装的优化约束模型。约束模型使得遗传算法始终在有效解空间中进行搜索,不仅简化了GA适应度值的计算,还可通过约束模型的简单修改,动态描述受设备故障和组装任务变化等因素影响的车间层组装优化问题。实例计算结果表明,该方法能显著提高车间层PCB组装优化问题的求解效率,实现车间层PCB组装的动态优化。

人工砂石料生产工艺流程绘图软件的开发

根据人工砂石料系统工艺流程图的特点,介绍了以AutoCAD为平台,利用VisualLISP语言进行二次开发的工程应用软件———“砂石料加工工艺流程绘图系统”.该软件能够完成砂石料生产工艺流程图的快速绘制,并实现了加工设备的管理.

基于Flash的环保垃圾焚烧过程仿真动画制作

分析了环保垃圾焚烧系统的工艺流程,利用Flash制作了环保垃圾焚烧过程中运动部件和焚烧处理的仿真动画。充分利用Flash丰富的表现手段,有效地实现了系统的模拟仿真,较好地展示了主要的工艺流程和关键技术,在环保垃圾焚烧处理系统的应用推广中,取得了良好的效果。

约束模型在PCB组装优化中的应用

对转塔式贴片机上印制电路板(PCB)组装过程优化进行了研究,考虑到不同尺寸的元件对各运动机构的影响,将多色集合模型与遗传算法相结合,提出基于约束模型的混合遗传算法。由于约束模型的作用,初始种群的质量得到提高,遗传操作的有效性得以保证,同时遗传搜索的空间明显缩小。实例计算表明,基于约束模型的混合遗传算法不仅实现了转塔式贴片机上元件贴装顺序和供料器布置的同时优化,使得优化结果具有很好的实用性,而且显著提高了算法的计算效率。