Метод классификации модулей оборудования легкой промышленности на основе усовершенствованного NSGA2.

Aug 24, 2023

Том 13 научных докладов, Номер статьи: 13789 (2023) Цитировать эту статью

72 доступа

Подробности о метриках

В ответ на проблему, связанную с тем, что при использовании традиционного алгоритма кластеризации для разделения модулей легко попасть в локальный оптимум, в этой статье улучшается стратегия инициализации алгоритма NSGA2 и объединяется с алгоритмом FCM, чтобы предложить улучшенный алгоритм NSGA2-FCM. для кластерного анализа. Во-первых, отображение FBS используется для моделирования функциональной структуры продуктовой системы и определения взаимосвязей между функциональными структурами продуктов. Во-вторых, строится матрица корреляционного синтеза на основе связей между драйверами деления модулей. Наконец, улучшенный алгоритм NSGA2-FCM применяется для кластерного анализа продукта для получения наилучшей схемы разделения модулей. Алгоритм избегает попадания в локальный оптимум за счет оптимизации стратегии инициализации алгоритма NSGA2 и использования алгоритма FCM для повышения точности кластеризации. Это позволяет алгоритму более эффективно исследовать пространство решений при поиске лучшего решения для разделения модулей. Наконец, эффективность алгоритма модульной классификации оборудования легкой промышленности проверяется на примере пивных ферментеров.

Правильная модульная классификация, являясь эффективным инструментом быстрого проектирования продукции, может повысить эффективность проектирования и эффективно решать проблемы качества продукции, времени производственного цикла и стоимости. Большая часть современной литературы по этому вопросу идентифицирует модули, уделяя особое внимание структурным и/или функциональным аспектам, но упускает из виду факторы модульной классификации. Например, зарубежные исследователи, такие как Эппингер и др. изучили методы разработки модульных продуктов и впервые представили формальный матричный подход для изучения модульных структур продуктов, указывая на корреляции между компонентными модулями1. Ронг и др. предложили продуктово-ориентированный подход к модульному разделению цепочки поставок, устанавливая матрицу отношений посредством функциональных и структурных взаимодействий между компонентами продукта2. Рамачандран К. и др. исследовали влияние скорости модульности продукта на быстрый запуск продукта и обнаружили, что за счет улучшения производительности при модульности продукта было достигнуто инновационное сочетание архитектуры продукта, ценовых и временных решений для быстрого запуска продукта3. Вэй и др. предложил заранее определенный набор модулей, основанный на сборке и разборке, для создания различных рабочих уровней или функций для создания нескольких вариантов продукта и повышения полезности продукта для принятия решений на этапе проектирования посредством сегментации по модульности4.

Отечественный ученый Цзя Яньлинь провел систематическое исследование модульности и предложил общий процесс модульного проектирования механических изделий, разделив процесс модульного проектирования изделий на четыре части: модульное планирование, модульное деление, создание модулей и комбинирование модулей. Гу Синьсинь разделил работу отдела модульности продукта на две основные части: создание модульной платформы продукта и модульное проектирование заказанного продукта. Чжан Хайян и др. использовал модель проектирования «принцип-принцип-поведение-структура» для отображения корреляции между компонентами системы и применил статистику зазоров, а также методы самоорганизующейся нейронной сети для кластерного анализа, чтобы завершить модульное разделение специальных станков с цилиндрическими зубчатыми колесами, заложив основу для реконфигурируемого исследование станков5. Лю Минъюань и др. предложил метод классификации модулей, основанный на усовершенствованном генетическом алгоритме. На основе получения матрицы структуры проектирования компонентов и функции пригодности модуля для поиска лучшего решения для классификации модулей использовался улучшенный генетический алгоритм пересечения разностей и вариаций окрестностей.

Хотя предыдущие исследования разделения модулей были сосредоточены больше на теории и методах модульности, чувствительность к данным инициализации модуля низкая, а также отсутствуют исчерпывающие драйверы и метрики модульности, в то время как структурированные операции также ограничивают другие свойства разделения модулей.