旋转舱中长方体群的装填布局优化

本文研究一类带动、静平衡及不干涉性等动静态性能约束的旋转舱长方体群的装填布局优化问题;提出了一种利用灵敏度分析及摄动技巧、模拟实际旋转舱装填布局实验过程的启发式算法——拟实验法。并与人机交互相结合,实现待布物(如仪器)在旋转舱中有两个安装面的承重板上的优化布局,为解决带动静态性能约束的三维装填布局优化问题提供了一种启发式算法和途径。

装填布局的同构和非同构模式

装填布局问题在工程实践上具有广泛的应用 ,在理论上属于NPC问题 .布局模式是其中的一个重要问题 .该文以卫星舱布局方案设计为背景 ,研究装填布局模式问题 ,定义了同构和非同构布局模式、待布物的布局等价关系等概念 ,给出了关系矩阵和模式矩阵以及它们的变换 ,描述了布局模式控制区和非同构度 ,提出了同构和非同构布局模式的识别及构造方法 .文后讨论了布局模式的若干应用 .该工作希望能为缓解装填布局优化问题求解时存在的组合爆炸以及构造高效的求解算法提供启发和借鉴 .

求解装填布局问题的膨胀方法

介绍了膨胀装填布局的思想原理与算法实现 .膨胀装填布局通过对缩小了的装填物体系统地施加膨胀 -排斥操作而实现被装填物体布局位置的自动产生 ,具有直观性强、聚集性好、几何形状适应性广、便于工程推广等优点 .作为算例 ,使用膨胀装填算法对几种与平面圆相关的装填布局问题给出了计算结果 .

关于装填布局的界及空间损失的分析

重点研究了长方形和长方体装填布局输出最大化问题的界和空间损失,并进行实例分析。提出了一种较严格的上界;将空间损失分为3种:尺寸选择误差、装填结构误差、理论误差。理论误差是不可避免的;尺寸选择误差与尺寸选择有关,当尺寸选定后也是不可避免的;而对于选定尺寸后的装填布局,装填结构误差与装填方法有关,是应主要研究的方面,装填方法优化的结果接近文中较严格的上界时应是较好的装填方法。

一类装填布局问题的半自动求解方案

将知识推理、人机交互和优化技术应用于装填布局问题,提出了一种半自动布局方案.该方案首先通过知识推理来确定待布组件的装填顺序和初步位置,在此基础上利用人机交互手段进行初步的空间规划,最后利用遗传算法对布局方案进行性能优化.

一类装填布局问题的半自动求解方案

装填布局问题在航空、航天、机械、船舶等工程中广泛存在，是相关部门进行产品总体方案设计的关键技术。最典型的装填布局问题是在一个旋转舱内，将Ⅳ个待布组件放置到各安装板上，要求各组件之间、组件与旋转舱之间互不干涉，且整个系统的质心尽量靠近旋转舱的小端、质心横偏菇尽量小，系统绕z轴的转动惯量尽量小。

有限包络圆族的快速生成方法及其在二维布局优化中的应用

为了有效地实施有限包络圆族方法(FCM),大幅度减少包络圆数目,达到一圆多用、圆尽其用的目的,提出3种FCM自动化建模方法:二分法、三步划分法和带间隙的改进三步划分法.二分法利用组件各边长度和设置的容差大小得到该边的候选包络圆,若该圆不满足组件所有边的容差要求,则将该边不断地对分,直至所得到的包络圆满足各边的容差要求;三步划分法和带间隙的改进三步划分法则以组件区域为划分对象,依次对组件多边形凸顶角、凸扇形区和多边形各边剩余线段划分包络圆,且带间隙的改进三步划分法则允许包络圆在组件边界上以适当的间隙分布.最后通过算例表明,三步划分法和带间隙的改进三步划分法能用尽量少的包络圆逼近二维组件,在组件装填布局优化设计中明显提高了组件装填布局优化效率.

温湿度及纸箱尺寸对堆码强度影响的实验研究

考虑远洋运输及全球气候变化,进行了纸箱堆码强度实验。重点考虑温度、湿度、尺寸对堆码强度的影响。根据国家标准,设计了4种箱型,每种箱型共取33个实验点,每点3个纸箱,环境处理5h。实验结果表明:湿度是强度的最大影响因素,尺寸次之,温度影响不明显。按单位面积的压溃力进行纸箱强度相对比较,比较过程合理。从这个角度讲,小纸箱承载能力要高。将堆码强度作为约束引入到UpSide Up箱型的装填布局,提出了承载能力准则。