[發明專利]面向低碳制造的器件加工工藝過程智能優化系統

在審

• 申請號: 201810389059.2
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108734339A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 姚嫣菲;潘國強;項峻松;章正偉;扈慧強
• 申請（專利權）人: 浙江交通職業技術學院
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/04;G06N3/12
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 王利強

1.一種面向低碳制造的器件加工工藝過程智能優化系統，其特征在于，所述優化系統包括通用設備模型庫、設備在線檢測與故障分析模塊、生產效率評價模塊以及多目標優化控制模塊；所述通用設備模型庫中，利用理論+半經驗方法對制造加工系統的關鍵設備進行建模，其中的待定參數由設備檢測模塊在線測試數據擬合得出，模型庫包括車床設備模型庫、銑床設備模型庫、刨床設備模型庫、焊接設備模型庫、磨床設備模型庫、吊車模型庫和傳送帶模型庫；

所述設備在線檢測與故障分析模塊中，包括各種溫度、濕度、刀具類型、器件材料、器件質量、器件外形尺寸、加工精度、加工時間、電功率數據采集設備、傳輸設備和存儲設備；對于設定關鍵性能指標，即機床的實際性能系數、傳送系統的輸送能效比、最大主軸應力、最大切削力、單位加工量耗功率、系統平衡度和冷卻液系統溫度一致性；通過與預設定值或歷史檢測數據進行比較，若發現明顯偏差則輸出報警，并顯示故障類型；

所述生產效率評價模塊中，多參數控制模式中包括客觀指標和主觀指標，所述客觀指標包括基于經濟效益、單位器件加工時間、合格率和生產總成本自動生成生產效率指標；所述主觀指標包括采用行為識別方式生成滿意度指標；

所述多目標優化控制模塊中，單一目標控制模式可選擇：節能優先，效率優先或者低能耗費用優先；雙目標控制模式為生產效率+節能；生產效率+低碳；或者是低碳+低能耗費用。

2.如權利要求1所述的面向低碳制造的器件加工工藝過程智能優化系統，其特征在于，所述多目標優化控制模塊為遺傳算法多目標優化控制模塊，所述遺傳算法優化過程為：

步驟1：初始化，隨機產生一個規模為P的初始種群，其中每個個體為二進制位串的形式，也就是染色體；一組控制參數即一個個體；

步驟2：計算適應度，計算種群中每個個體的適應度，即該種加工工藝方法所需要的能耗、碳排量、生產效率指標，單一目標控制模式的能耗越低，適應度越高；

步驟3：選擇，選擇是指從群體中選擇優良的個體并淘汰劣質個體的操作，它建立在適應函數評估的基礎上，適應度越大的個體，被選擇的可能性就越大，它的下一代的個數就越多，選擇出來的個體放入配對庫中；

步驟4：交叉，從種群中隨機選擇兩個染色體，按設定的交叉概率進行基因交換，交換位置的選取也可以是隨機的；

步驟5：變異，從種群中隨機選擇一個染色體，按一定的變異概率進行基因變異；

步驟6：若發現最優解或者到達迭代次數，則算法停止；否則，轉步驟2。