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现代制造工程
现代制造工程

徐大湧

月刊

1671-3133

mme666@vip.sohu.com

010-83167135

100053

北京市宣武区核桃园西街36号301A

现代制造工程/Journal Modern Manufacturing EngineeringCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊重点报道传统制造技术的创新（技巧创新和决窍）和现代制造技术的最新进展、研究与生产应用成果，注重实用性，推介先进性，力促创新性，以我国机械制造技术的理论创新发展和制造企业制造现代化为己任。读者对象为机械制造技术的研究、教学、生产实践的技术人员、教师等。
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    基于层分配连通算法的液压阀块多端点布孔优化设计

    李煜昕康绍鹏强红宾刘凯磊...
    1-7页
    查看更多>>摘要：针对液压集成阀块内部孔网布局优化问题，建立以孔道路径长度和压力损失为目标的优化模型。结合液压集成阀块的结构特点提出了一种基于直角Steiner最小树结构的多端点布孔优化层分配连通算法，将三维孔网路径优化问题转换为平面端点集路径连通优化问题。先基于各端点空间坐标进行布孔层分配，再将各布孔层合并至同一平面内通过求解平面内最小Steiner树来达到孔网路径优化目的。在求解直角Steiner最小树时以Kruskal算法为基础构建了一种RSMT求解算法，随后将求解的RSMT各边匹配至端点对应的布孔层得出优化后的整体孔网连通路径。实例验证结果表明层分配连通算法可快速有效地进行阀块多端点连通布孔优化设计。

    液压阀块布孔优化Steiner树Kruskal算法

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    基于线性加权和法的装配线平衡问题求解

    景湉佳贾世会迟晓妮唐秋华...
    8-14,22页
    查看更多>>摘要：针对生产节拍确定条件下以提高装配线平衡程度为目的的装配线平衡问题，将装配线平滑系数和装配线平衡率作为优化目标，考虑装配作业分配、工作站数量等因素，使用线性加权和法，以两个优化目标的优先占比作为权重参数建立单目标装配线平衡优化模型;对遗传算法(Genetic Algorithm，GA)和蚁群(Ant Colony Optimization，ACO)算法的混合算法进行改进，构造新的适应度函数和距离信息矩阵对模型进行求解;最后对经典算例进行数值实验，实验结果与以往算法结果比较，平衡程度改进均值提高了 5％，表明改进的模型及算法可以更好地提高装配线的平衡程度，验证了模型及算法的有效性。

    装配线平衡问题遗传算法蚁群算法单目标优化

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    基于BA-PNN算法与数字孪生的车间扰动判定方法

    张若语胡友民吴波杨晔...
    15-22页
    查看更多>>摘要：随着科学技术的发展，生产安全和车间管理问题越来越受到重视。传统车间在管理上多依靠人工，使得车间扰动事件发现不及时，扰动认定不清楚，不利于迅速解决扰动事件和保障人员设备安全。为提高管理效率和保障安全，提出一种基于蝙蝠算法优化的概率神经网络(Bat Algorithm-Probabilistic Neural Network，BA-PNN)算法和数字孪生的车间扰动判定方法。首先通过传感器采集数据并对其进行分析和预处理;随后搭建传统概率神经网络(Probabilistic Neural Net-work，PNN)模型和以算法识别率为优化目标的BA-PNN扰动判定模型，并结合数字孪生技术将BA-PNN模型融入孪生平台;最后通过仿真与结果分析，对比优化前模型效果及孪生平台特点，该模型识别效果较之前显著提高，证明了方法的有效性。

    概率神经网络蝙蝠算法数字孪生扰动事件

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    基于数字孪生的移动机器人可视化监控系统

    纪有旺解乃军殷冬年
    23-30,44页
    查看更多>>摘要：针对当前移动机器人监控系统研究比较缺乏的问题，以及现有监控系统可视化差、透明度低及灵活性不足等缺陷，设计了一种基于数字孪生的移动机器人三维可视化监控系统。对监控系统的框架进行了介绍，在此基础上对系统中虚拟模型构建、数据采集与映射等关键技术进行了阐述。针对实时状态映射问题，提出了移动机器人数字孪生虚实映射技术，通过在线采集与孪生映射，实现了信息实时交互。以移动机器人为应用对象，开发了原型三维可视化监控系统，验证了该系统的有效性。

    数字孪生三维可视化监控虚实映射移动机器人

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    基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统研究与应用

    房峰袁逸萍裴国庆田芳...
    31-37,102页
    查看更多>>摘要：针对纺机钣金车间生产过程实时监控差、准确性不足及可视化程度低等问题，提出一种基于数字孪生的纺机钣金车间可视化监控系统构建方法。首先，基于纺机钣金车间的生产要素构建其孪生几何模型，并对孪生几何模型进行轻量化处理以满足实时响应要求;然后，基于赋时Petri网设计其行为逻辑模型，并通过碰撞检测算法实现在孪生车间中的触发响应。在此基础上，结合OPC UA的信息建模、事件驱动等方法实现多种工艺路线的产品加工、在制品流转等过程的忠实映射。最后，以某纺机钣金车间为应用案例，设计开发了原型系统，验证了所提方法的可行性和有效性。

    数字孪生钣金车间可视化监控虚实映射Unity3D

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    基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划

    朱敏胡若海卞京
    38-44页
    查看更多>>摘要：针对传统蚁群算法在移动机器人路径规划中存在搜索盲目性、收敛速度慢及路径转折点多等问题，提出了一种基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划算法。首先，利用跳点搜索(Jump Point Search，JPS)算法不均匀分配初始信息素，降低蚁群前期盲目搜索的概率;然后，引入切比雪夫距离加权因子和转弯代价改进启发函数，提高算法的收敛速度、全局路径寻优能力和搜索路径的平滑程度;最后，提出一种新的信息素更新策略，引入自适应奖惩因子，自适应调整迭代前、后期的信息素奖惩因子，保证了算法全局最优收敛。实验仿真结果表明，在不同地图环境下，与现有文献结果对比，该算法可以有效地缩短路径搜索的迭代次数和最优路径长度，并提高路径的平滑程度。

    蚁群算法路径规划跳点搜索算法移动机器人信息素启发

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    轨底坡耦合轮径差对地铁车辆动力学性能及轮轨接触特性的影响

    李欣朱爱华孟宇轩杨建伟...
    45-53页
    查看更多>>摘要：为了研究轨底坡耦合轮径差对于地铁车辆动力学性能及轮轨接触特性的影响规律，设置了 3种轨底坡工况(1/20、1/30和1/40)和5种轮径差工况，通过建立地铁车辆动力学仿真模型和轮轨接触三维弹性有限元模型，分析轨底坡耦合轮径差对地铁车辆直线平稳性和曲线通过性能的影响。结果表明:直线路段车辆平稳性指标受到轮径差变化的影响大于轨底坡变化的影响，轮轨等效应力和接触应力会随着轮径差的增加而增大;曲线路段的各个动力学指标会随着轮径差的增加而增大;综合考虑动力学指标和轮轨接触特性，直线路段下尽量减少使用1/20轨底坡;曲线路段下，可以选择1/30轨底坡，减少轮径差对车辆的影响。

    地铁车轮轨底坡轮径差动力学性能轮轨接触特性

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    俯仰力矩下带有预瞄信息的汽车主动悬架H2/H∞控制研究

    付大田袁春元严军军朱爱鑫...
    54-61,118页
    查看更多>>摘要：主动悬架相比于被动悬架多了一个可以产生主动作用力的装置，在路面不平工况中有效调节刚度和阻尼，提高车辆底盘的减振性能和乘坐的舒适性能。结合轴距预瞄信息并借鉴线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality，LMI)原理，建立了俯仰力矩作用下的半车主动悬架模型，并分别设计了传统H2/H∞状态反馈控制器和带有预瞄信息的H2/H∞状态反馈控制器，对主动悬架进行多目标优化控制，在时域的层面上分别对2种控制器的性能进行仿真试验，结果表明2种控制器均能够有效优化主动悬架的性能参数，但带有预瞄信息的H2/H∞状态反馈控制器优化能力更加突出。

    主动悬架状态反馈控制轴距预瞄H2/H∞控制

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    某车型排气系统隔振性能及优化研究

    张国顺罗建国张建傅爱军...
    62-69页
    查看更多>>摘要：为提高某车型排气系统隔振性能，用HyperMesh软件构建排气系统有限元模型并对其进行隔振性能分析，经测试分析发现其传递力过大，通过重新设定将各个吊耳传递力之和及其标准差作为优化目标一;将各个吊耳静态位移之和与预载力标准差作为优化目标二。在HyperStudy软件中通过拉丁超立方采样并进行试验设计(Design of Experiments，DOE)，以进行变量筛选，最终确定以6个吊耳的Z向动刚度作为设计变量，并构建响应面模型，用多目标遗传算法(Multi-Objective Genetic Algorithm，MOGA)得出最优的吊耳动刚度值。将最优的吊耳动刚度值代入排气系统有限元模型进行分析，结果表明优化目标均有所提升。最后，将实际生产的吊耳装载后在实际道路上进行测试，试验结果表明，隔振率均大于20 dB，与有限元结果相同，符合生产设计要求。

    排气系统拉丁超立方多目标遗传算法隔振率

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    基于多模态中间表示的端到端自动驾驶模型

    孔慧芳刘润武胡杰
    70-78页
    查看更多>>摘要：对驾驶环境的准确理解是实现自动驾驶的先决条件之一。为提高自动驾驶车辆的场景理解能力，提出了一种基于语义分割、水平视差和角度编码的多模态中间表示的端到端自动驾驶模型。该端到端自动驾驶模型利用深度学习技术构建感知-规划网络。感知网络以RGB和深度图为输入生成多模态中间表示，实现道路环境及周围障碍物的空间分布描述;规划网络使用多模态中间表示进行道路环境特征提取和航路点预测。基于CARLA仿真平台进行模型的训练和性能测试，结果表明:该端到端自动驾驶模型能够实现对城市道路环境的场景理解，有效地减少了碰撞;相较于单模态中间表示的基线模型，其驾驶性能指标提升了 31。47％。

    自动驾驶场景理解模仿学习轨迹规划

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