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基于机电产品的拆卸过程规划原型系统开发与研究

作　者: 张新建
导　师: 薛俊芳
学　校: 内蒙古工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 拆卸模型拆卸序列规划拆卸优先关系 Floyd算法
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 13次
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内容摘要

现如今人们的生活节奏越来越快，生活水平越来越高，产品的更新换代也越来越快，所以必须要考虑到产品废弃后的回收重用问题，尤其是每年对大量的电子垃圾的处理。然而，拆卸是回收的前提，对产品进行拆卸研究能大幅度节省回收成本和提升拆卸效率。拆卸序列规划是面向拆卸设计中的一项重要研究内容。本文结合国内外研究者的最新成果，对产品的拆卸序列规划进行了深入分析，包括产品拆卸建模、拆卸序列生成、评价和优化算法分析，最终得出最优的拆卸序列，主要内容如下：首先，根据CAD模型提取产品中零部件的拆卸信息，由拆卸信息构建相应的拆卸模型。本文通过分析产品中零部件间的优先约束关系，结合图论知识，提出并建立了产品的拆卸混合图模型。其次，本文面向产品中目标零部件的拆卸，并且分析了产品零件拆卸序列得出的关键途径，对产品中零件的连接关系进行研究，得出零部件之间的拆卸优先约束关系，由此分析出产品模型的拆卸混合图模型矩阵，结合零部件的可拆卸性条件，由几何推理方法得出单目标可拆卸零件的初始可行的序列。最后，介绍了Floyd算法的基本思路，再由拆卸序列规划的理论知识，将Floyd算法与拆卸混合图进行联合，由拆卸时间和拆卸费用的值作为算法寻优的权重，最终找到合理的最优拆卸序列。在论文的最后，以Visual Basic6.0和MATLAB（7.1）为软件工具，开发了产品拆卸过程规划分析系统。该系统将Visual Basic6.0的可视化界面和MATLAB的数学计算功能相结合，能够得出产品废弃后最节省经济、最节省时间的优化拆卸序列，并以滚筒洗衣机为例对系统进行了验证，结果表明该系统是实用和有效的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景和意义  9-12
    1.1.1 研究的背景  9-12
    1.1.2 研究的意义  12
  1.2 国内外研究现状  12-15
    1.2.1 国外研究现状  12-13
    1.2.2 国内研究现状  13-15
  1.3 我国在拆卸研究存在的不足  15
  1.4 本文主要研究内容  15-17
第二章拆卸序列规划模型的建立  17-29
  2.1 引言  17
  2.2 拆卸的概念与类型  17-19
    2.2.1 拆卸的概念  17
    2.2.2 拆卸的类型  17-19
  2.3 产品的拆卸信息  19-23
    2.3.1 产品的拆卸信息  19-20
    2.3.2 拆卸信息数据库和知识库的建立  20-21
    2.3.3 拆卸信息的表达  21-23
  2.4 图的基本概念和性质  23-24
    2.4.1 图的概念  24
    2.4.2 图的矩阵表示  24
  2.5 产品拆卸模型的建立  24-27
    2.5.1 产品拆卸模型  24-25
    2.5.2 拆卸混合图模型的建立  25-27
  2.6 应用实例  27-28
  2.7 本章小结  28-29
第三章拆卸序列的生成  29-45
  3.1 引言  29
  3.2 拆卸序列规划的体系结构  29-30
    3.2.1 拆卸序列规划的定义  29-30
    3.2.2 拆卸序列规划的前提  30
  3.3 拆卸的一般原则  30-33
  3.4 拆卸序列的生成  33-41
    3.4.1 拆卸序列生成的常用方法  33-34
    3.4.2 初始拆卸序列生成  34-40
    3.4.3 拆卸序列生成的框架和流程  40-41
  3.5 实例分析  41-44
  3.6 本章小结  44-45
第四章基于 Floyd 算法的拆卸序列优化  45-59
  4.1 引言  45
  4.2 与拆卸系列有关的指标  45-49
    4.2.1 拆卸时间  45-47
    4.2.2 拆卸费用  47-49
    4.2.3 拆卸能耗  49
    4.2.4 拆卸过程的环境影响  49
  4.3 拆卸序列优化的常用算法  49-53
    4.3.1 蚁群算法  50-51
    4.3.2 遗传算法  51-53
  4.4 基于 Floyd 算法的拆卸序列优化  53-57
    4.4.1 Floyd 算法的基本思路  54
    4.4.2 Floyd 算法计算步骤  54
    4.4.3 基于 Floyd 算法的实例分析  54-57
  4.5 本章小结  57-59
第五章拆卸序列规划分析系统开发  59-73
  5.1 引言  59
  5.2 混合编程技术相关内容  59-62
    5.2.1 混合编程技术背景介绍  59-60
    5.2.2 VB 和 MATLAB 接口实现  60-61
    5.2.3 拆卸序列分析系统的框架结构  61-62
  5.3 基于洗衣机产品模型的实例分析  62-67
    5.3.1 洗衣机产品的基本结构  62-63
    5.3.2 波轮式洗衣机的零部件信息  63-67
    5.3.3 基于洗衣机选择性拆卸序列的得出  67
  5.4 软件系统的开发  67-69
    5.4.1 软件系统的界面设计  67-68
    5.4.2 软件系统的控件编辑  68-69
  5.5 Floyd 优化算法在 MATLAB 中的实现  69-70
    5.5.1 Floyd 优化算法的工作流程图  69
    5.5.2 Folyd 优化算法在 MATLAB 中部分应用程序  69-70
  5.6 软件系统的应用  70-72
    5.6.1 软件系统的运行过程  70
    5.6.2 软件运行  70-72
  5.7 本章小结  72-73
第六章总结与展望  73-75
  6.1 全文总结  73-74
  6.2 展望  74-75
参考文献  75-78
致谢  78-79
攻读硕士学位期间发表的论文目录  79-80
作者简介  80

基于机电产品的拆卸过程规划原型系统开发与研究

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