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期刊信息/Journal information
计算机集成制造系统
计算机集成制造系统

杨海成

月刊

1006-5911

Bamt@onet.com.cn

010-68962468 68962479

100089

北京2413信箱34分箱

计算机集成制造系统/Journal Computer Integrated Manufacturing SystemsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为国家级学术刊物，旨在交流国内外CIMS研究、开发和应用的信息，推动和促进中国CIMS的发展。主要报道国内外有关发展计算机集成制造系统的政策措施、重点、趋势、科研动态、科技成果、推广应用、产品开发和学术活动等内容。设有综述、论文、专家论坛、企业实践和动态信息等栏目。已成为全国中文核心期刊。中国科技论文统计与分析文献来源期刊。中国科学引文数据库来源期刊。美国《工程索引（EI）》检索文献源期刊。1999年度影响因子达到0.746,在中国科技论文与引文数据库1372种期刊中位居前列。
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    应力驱动的2.5D梯度各向异性维诺多孔零件轻量化建模方法

    曹伟潘文珺刘斌路平...
    1036-1049页
    查看更多>>摘要：为了提高多孔零件的设计自由度、内部力学性能梯度与实际应力分布的匹配度,提出一种应力驱动的2.5D梯度各向异性维诺多孔零件轻量化设计方法.将零件有限元分析结果分解为应力标量场和应力方向场,通过加权随机采样算法将应力标量场映射为零件设计域内的维诺站点分布,实现零件内部力学性能的梯度分布;将应力方向场映射为二维黎曼流形,提出一种基于胞元择优方向生长策略的各向异性维诺图生成算法,生成胞元沿黎曼流形分布的各向异性维诺图.在此基础上,通过偏置算法、调和距离场和拉伸算法生成光滑的梯度各向异性维诺多孔零件.最后,采用有限元分析、三点弯曲实验等方法将所设计的多孔零件和其他多孔零件进行比较分析.实验结果表明,所提出的梯度各向异性维诺多孔零件建模方法能有效提升零件内部力学性能梯度与实际应力分布的匹配度,降低材料消耗,实现轻量化设计.

    轻量化设计多孔结构各向异性梯度维诺图

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    考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计

    占金青蒲圣鑫王啸刘敏...
    1050-1059页
    查看更多>>摘要：拓扑优化设计的压力驱动柔顺机构拓扑构型容易出现类铰链结构,导致难以制造加工.为了满足制造工艺要求,提出一种考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化设计方法.采用改进的固体各向同性材料惩罚模型,利用达西定律结合排水项计算流体压力载荷,以机构的互应变能最大化和应变能最小化为优化目标,采用Otsu算法和拓扑细化算法提取柔顺机构的骨架特征,从而构建最小特征尺寸控制,以结构体积和最小特征尺寸作为约束,建立考虑最小尺寸控制的压力驱动柔顺机构拓扑优化模型,采用移动渐近线算法进行压力驱动柔顺机构拓扑优化问题求解.数值算例结果表明,所提设计方法获得的压力驱动柔顺机构最小特征尺寸满足约束,能够有效地抑制类铰链结构,并且分析不同最小控制尺寸对柔顺机构拓扑优化结果影响规律.

    柔顺机构压力载荷拓扑优化最小尺寸控制

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    基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法

    徐昌鸿张树生梁嘉宸
    1060-1071页
    查看更多>>摘要：为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法.首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴变换参数,挖掘隐含在型腔特征中的深层次数控工艺信息;最后综合考虑材料去除量和加工连续性,建立刀具序列决策的多目标优化模型,采用混合蚁群/模拟退火算法进行优化求解.实验结果表明,该方法能够高效、自动生成型腔特征最优粗加工刀具序列,提升企业数控工艺设计智能化水平.

    信息挖掘型腔特征粗加工刀具序列优化决策数控加工

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    考虑工艺约束的多阶耦合集成调度问题优化

    苏章圣邓超钱斌胡蓉...
    1072-1091页
    查看更多>>摘要：具有工艺约束的多阶耦合集成调度问题(MCISP_PC)普遍存在于现有混合生产制造企业中.针对加工-运输-装配3个阶段,结合多阶耦合性特征,提出结合规则启发式的混合分布估计算法(HEDA_RH)求解以最小化最大完工时间为优化目标的MCISP_PC.在充分挖掘问题耦合约束层级性和时序性基础上,采用只针对加工阶段的编码方式,并对各阶段分别提出两种规则,通过实验确定较优规则组以完成解码.在HEDA_RH中,结合个体中出现的同型聚集块和异形聚集块两种块结构特征,从全局角度设计概率模型更新机制和两种采样方式,较好地引导搜索方向以提高求解效率;从局部角度设计矩阵立方学习模型,通过积累6种启发式搜索操作优质信息,自适应地选择调整搜索深度及规则执行策略以改进解的质量.最后,通过仿真对比实验验证了HEDA_RH求解MCISP_PC的有效性.

    规则启发式混合分布估计算法集成调度多阶耦合

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    融合浅层特征和注意力机制的PCB缺陷检测方法

    廖鑫婷张洁吕盛坪
    1092-1104页
    查看更多>>摘要：缺陷检测是印制电路板(PCB)生产过程中质量控制的重要环节.由于PCB表面缺陷尺寸微小,导线布局复杂多样,现有的检测算法难以充分利用微小缺陷的特征信息,其检测准确率难以满足生产需求.为解决上述问题,提出针对PCB微小缺陷检测的YOLOv5-TDD算法.该算法在YOLOv5基础上,首先在颈部网络中增加浅层特征融合分支,提升微小缺陷特征信息流通效率;其次引入SE-SiLU注意力机制模块,以对特征信息分配权重的方式,提高网络对浅层特征的微小缺陷信息关注度.实验结果表明,YOLOv5-TDD在PCB_DATASET缺陷数据集测试中,其检测精度mAP为99.12％,相较于YOLOv5提高了3.54％,检测精度优于其他算法.

    印制电路板微小缺陷YOLOv5注意力机制特征融合

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    基于知识图谱推理的热轧带钢产品质量缺陷追溯

    张佳琪凌卫青
    1105-1114页
    查看更多>>摘要：热轧带钢生产面临多工况、机理复杂、工艺参数繁多等问题,造成专家很难及时有效给出生产中导致质量缺陷的原因.由此提出一种基于知识图谱推理的质量缺陷追溯方法.首先通过可解释方法SHAP实现对随机森林模型预测结果的解释,并通过知识图谱将数据挖掘结果与工艺机理、专家经验等知识进行融合,进一步将图谱中表示工艺参数与质量参数依赖关系的子图映射到贝叶斯网络,推断不同工艺参数导致产品质量缺陷的后验概率.实际生产数据验证表明,针对不同生产工况,该方法能有效识别各个批次中导致质量缺陷的工艺参数,表现出良好识别率.

    热轧带钢质量缺陷知识图谱可解释人工智能贝叶斯网络

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    近邻密度辅助模糊优化孪生支持向量机的钢板表面缺陷分类

    侯政通胡鹰乔磊明邓志飞...
    1115-1126页
    查看更多>>摘要：为提升钢板表面缺陷分类精度,提出一种选择性弱化样本的分类模型.首先,在图像预处理阶段引入显著性检测算法来减少二值化后图像出现失真的影响;其次,为了降低不利的边缘样本点对模型的影响,同时又能提高有利的边缘样本点对模型的贡献,构造了一种新的密度模糊隶属度函数对样本进行权重赋值;最后,在孪生支持向量机(TWSVM)的基础上,将构造的密度模糊隶属度函数作为优化条件嵌入模型内,提出了近邻密度辅助模糊优化的TWSVM算法,以提高分类效果.在数据集NEU上的实验结果表明,引入显著性检测算法后,重新设计的特征在整体准确率上提高了1.66％,同时采用优化后的算法进行缺陷分类,准确率达到98.33％,进一步提高了分类性能.

    图像处理显著性检测缺陷分类孪生支持向量机密度函数K近邻

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    应力迭代法重构电弧增材AA7075铝合金薄壁件残余应力场研究

    周志杰池元清蔡舒鹏张琪...
    1127-1137页
    查看更多>>摘要：残余应力是影响电弧增材制造构件疲劳寿命的关键因素,传统的测量与仿真难以完整高效地分析增材构件的残余应力分布.为此基于本征应变相容原理,提出一种通过应力迭代重构电弧增材AA7075铝合金薄壁件残余应力场的新方法.该方法使用有限的残余应力实测数据与基函数构造应力分量,并使用APDL语言对AN-SYS进行二次开发,将应力分量映射至有限元模型迭代重构残余应力场.结果表明,重构的残余应力场与X射线衍射法实测值、热弹塑性模型仿真值误差较小,证明了该方法用于电弧增材薄壁件的全局残余应力场重构的有效性.

    电弧增材制造残余应力场应力迭代法重构

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    基于CEEMDAN-VSSLMS的滚动轴承故障诊断

    江莉向世召
    1138-1148页
    查看更多>>摘要：针对传统机械轴承故障诊断模型易受系统噪声干扰、特征识别效率低等问题,提出一种基于信号固有模式深度建模分析的轴承故障诊断方法.首先,将采集到的轴承振动信号进行噪声自适应完全经验模态分解(CEEMDAN),获得不同时间尺度的局部特征信号,使用相关系数判别并去除虚假模态分量,再利用可变步长最小均方算法(VSSLMS)对剩余IMF分量降噪并进行重构;然后,将降噪后的振动信号进行离散小波变换(DWT)得到时频谱图,并利用形态学开运算进行特征增强;最后利用改进GoogLeNet网络模型对特征图进行训练,通过Soft-max分类器完成特征归类,从而实现轴承故障诊断.将提出的故障诊断方法应用于不同工况下的轴承故障数据集,试验结果表明,所提方法在噪声干扰下具有较高的诊断精度.

    轴承故障诊断经验模态分解最小均方算法离散小波变换GoogLeNet模型

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    基于RRT*-DR算法的机械臂避障路径规划

    商德勇汪俊杰樊虎索双富...
    1149-1160页
    查看更多>>摘要：为使机械臂在障碍物环境下快速规划较优路径,提出了一种基于动态区域采样的改进RRT*-DR路径规划算法,将整个规划过程分为快速探索路径和优化初始路径两个步骤.首先利用半目标导向扩展快速探索,找到连接起始点和目标点的路径.随后利用动态区域采样方法,始终在当前最优路径的周边范围内采样,优先密化当前最优路径附近的节点树,节省计算资源,使初始路径经过迭代快速向渐进最优路径收敛.同时,提出一种近障碍节点变步长机制,有选择性地缩短靠近障碍节点的扩展步长,可有效减少碰撞检测失败次数,提高算法效率.最后,在MATLAB和ROS系统下进行路径规划算法仿真,结果表明RRT*-DR算法可在更短时间内实现路径规划,同时有效缩小路径代价.进一步通过实体机器人路径规划避障实验,验证了该算法的实用性和有效性.

    机械臂路径规划动态采样区域变步长

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