1、打孔机生产效能的提高,成员：广西大学商学院陈伟宏广西大学计算机与电子信息学院杨秀龙广西大学计算机与电子信息学院黄爽爽指导老师：广西大学数学与信息科学学院吴如雪,散点分布图,1题目所提供的数据真实可靠。2对于同一孔型钻孔作业时间都是相同的。3所有刀具均能顺利的完成钻孔工作。4忽略寻找第一个孔位的时间。5 钻头的运动看作是质点的直线运动。,模型假设,旅行商问题2000多个点规模较大有先后顺序的要求,题目分析,经计算刀具每转换一下就需要耗费18s；距离最远的两个孔位间行进时间为1.759s。可知前者所耗费的时间是后者的10倍还多。,数据分析,节约生产时间为基点兼顾降低生产成本,换刀时间远大于行进时间
2、。换刀时间与换刀成本取决于刀具转换的次数。各刀具状态下的行进时间和成本取决于各刀具作业时的行进路程。因此时间最优的方案应满足：刀具转换次数最少刀具行进路线最短。,单钻头作业问题分析,打孔机生产效能的联系,表1：10种孔型所需加工刀具及加工次序,表2：刀具加工工序的信息表,刀具最优转换分析,旅行商问题规模较小有先后顺序的要求,刀具最优转换模型,表3：刀具转换次数表,蚁群算法,模型求解结果,Matlab输出结果：Shortest_Route = 7、3、2、1、14、13、12、11、10、9、8、6、5、4Shortest_Length = 9以上数据表示最少换刀次数为Q9次。,打孔机生产效能的
3、联系,单刀具TSP作业路径分析,旅行商问题规模一般无先后顺序的要求,单刀具TSP作业路径模型,遗传算法贪心算法,算法介绍,可发现两者优点与缺点是互补的,贪心遗传算法,贪心遗传算法流程图,d (D,G),c2 (C,I,J),各条TSP线路计算结果,打孔机生产效能的联系,表7：经编号的各端点坐标表,最短连接距离P为23234 mil,atlab求解最小连接距离,迭代次数,距离/104mil,单钻头作业总模型,作业时间最优结果呈现,作业成本最优分析,旅行商问题规模较大有先后顺序的要求,一、沿用贪心遗传算法，对所有点（2814个）进行整体优化。（计算时间过长）二、将时间最优的作业路径以降低成本为目标
4、进行二次优化。,求解方法分析,优点：加大了得到成本优解的速度兼顾了作业时间不至太长,问题分析,时间最优路径与成本最优路径相比必然的共同部分：步成本.元,、随机生成初始解、随机产生遗传交换点,传统遗传算法,改良的遗传算法,、以时间最优路径作为初始解、针对性地产生遗传交换点,4.2.1.1 改良遗传算法的步骤：,单钻头作业的成本最优模型,作业成本最优结果呈现,单钻头作业结果对比,29元,106秒,依次设A,B,CJ孔型的打孔时间为T1,T2,T3T10则当T1,T2,T3T10取值不同时，双钻头作业的情形均不相同。,双钻头作业问题分析,首先，我们不考虑打孔时间建立双钻头问题的模型一,双钻头作业模型
5、一,单钻头作业具体结果,算法解释,刀具使用线路循环图,计算结果,方案一：线路1：dc1bah 线路2：gfec2 总时间：115.6127 s方案二：线路1：hgfec2 线路2：dc1ba 总时间：124.2703 s,7.26s，29.89s，112.16s 57.61,61.42,a,e,f在c2之前；c1在f之前；d在g之前；g在f之前；,7.50cm,双钻头作业结果计算,双钻头的作业时间：115.61s双钻头的作业成本：相比单钻头少了2154.9 * 0.0254 * 0.06 + 2.1 = 5.38元。所以双钻头的作业成本为858.13 - 5.38 = 852.75元,双钻头作
6、业结果呈现,讨论合作间距对生产效能的影响,合作间距对生产效能的影响,从图中我们可以看出即使合作间距达到12cm，对该方案的影响也只有不到2秒钟的作业时间，因此合作间距对生产线路与生产效能的影响不大。,综上所述：当两钻头合作间距小于7.50cm时合作间距对双钻头的作业路线和生产效能没有影响；当两钻头的合作间距稍大于7.50cm时合作间距对双钻头的作业路线和生产效能影响不大。,合作间距的影响结果,接着我们考虑打孔机的打孔时间。以此建立双钻头模型二线路划分、接力打孔,双钻头作业模型二,双钻头问题方法介绍,线路划分、两条线路所用时间较均衡、两条线路可满足刀具使用顺序的要求接力打孔在不满足合作间距的时间
7、区间内轮流作业。,解决双钻头作业问题的模型,以打孔时间为0.4s为例，研究双钻头打孔过程以时间最优路径为例来进行线路划分236.43+2814*0.41362.03 s,双钻头作业问题分析,时间最优路径打孔时刻表,时间最优路径拆分时刻表,合作间距对生产效能的影响,s,cm,当合作间距为3cm时，小于合作间距的作业时间为14.26秒。因此总作业时间为681.2+14.26695.46秒作业成本则基本不变，约为858.13元生产效能提高(1362- 695.46)/1362*100%=48.94%,双钻头作业结果呈现,间距变化图(以时间为对象),s,cm,合作间距对生产效能的影响,当合作间距从0x
8、 cm变化时影响的作业时间从0y s递增因此双钻头完成作业的时间为T0+y则生产效能的提高即为T-(T0+y) /T*100%,以合作间距为3cm为例计算影响的作业时间为14.26 s因此双钻头完成作业的时间为(681.2+14.26)s生产效能提高1362-(681.2+14.26)/1362*100%,合作间距对生产效能的影响,以0.01cm为间隔分别计算合作间距从010cm变化时对双钻头生产效能提高率产生的影响,合作间距对生产效能提高率影响,%,cm,合作间距对生产效能的影响,当合作间距小于3cm时，合作间距的增大对生产效能提高率的影响不大；当合作间距大于3cm时，合作间距的增大对生产效能提高率的影响较大。,合作间距对生产效能提高率的影响：,感谢聆听请多指教 广西大学,报告完毕,
