基于改进蚁群算法的装配序列规划研究.pdf

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1、机械设计与制造第5期42MachineryDesign&Manufacture2012年5月文章编号：1001—3997(2012)05—0042—03基于改进蚁群算法的装配序列规划研究术唐秋华雷结邓明星(武汉科技大学机械自动化学院，武汉430081)StudyonassemblysequenceplanningbasedonimprovedantcolonyalgorithmTANGQiu-hua，LEIZhe，DENGMing-xing(CollegeofMechanic—Automation，WuhanUnive

2、rsityofScienceandTechnology．Wuhan430081．China)【摘要】装配序列规划能解决装配过程中所出现的速度和质量问题，降低生产成本。通过考虑装配影响因素，对装配体零件之间关系进行数学建模，提出一种解决该问题的改进蚁群算法。算法提出用加强装配关系矩阵来表示零件之间存在的强约束关系；用加强随机状态转移规则，使蚂蚁能更快地寻找到最优或者近优解；完善信息素更新规则，使算法能更好的利用正反馈机制。通过实例证明，该改进型算法能实际有效地解决装配序列规划问题。关键词：装配序列规划；改进蚁群算法；随机

3、状态转移；信息素更新【Abstract】TheresearchofClssemblysequenceplanningCOIl,solvetheproblemsoccurredinassemblyprocesssuchassemblyqualityandassemblyspeedandreduceproductioncosts．Animprovedantcolonyalgorithmtosolveassemblysequenceplanningproblemispresentedfirstinthisarticlethr

4、oughestablishingamathematicalmodelofassemblyrelationshipbyconsideringassemblyefectingfactors．Then，accordingtothealgorithm,帆enhancedassembrelationshipmatrixisusedtorepresentthestrongconstraintsamongparts．Inordertofindtheoptimalornear-optimalroutesoonaspossible．th

5、estochasticstate-transitionrulehasbeenapplied．What’Smore，thepositivefeedbackmechanismisappliedwellbyperfectingthepheromoneupdaterule．Practiceprovesthattheimprovedalgorithmiseffectiveinsolvingtheassemblyse-quenceplanningproblems．Keywords：Assemblysequenceplanning；

6、Improvedantcolonyalgorithm；Stochasticstate-tran-sition；Pheromoneupdate中图分类号：TH16文献标识码：A1引言行改进，降低模型的复杂度，导入强约束关系，进而提高了算法结果在实际装配序列规划问题中的可行眭。在产品装配过程中，装配序列直接影响到装配体的组装速度和机械化效率。现阶段，装配序列规划的研究方法主要包括：人机交互方法Ⅱ1，割集法啪启发式算法日。启发式算法包括蚁群算法，模拟退火，神经网路，遗传算法等子类别。由于启发式算法具有效能高，以及不容易产生组

7、合爆炸等特点，近年来逐渐得到广泛认可。特别是利用正反馈并行催化机制的蚁群算法，还拥有着较强的鲁棒『生和分布式计算机制。蚁群算法是由国外一些学者于1992年提出的一种模拟进化算法。利用蚁群在搜索食物时的寻优能力，可以解决一系列离散系统优化中的困难问题。该算法生物学特征如下：人工蚂蚁在“寻食”(构造路径)过程中，从“巢穴”(初始节点)到“食物源”(终止节点)之间会存在多条路径。作为独立个体的每只蚂蚁图1有向装配连接图示例在寻找食物时，会在所经过路径上释放一定数量的信息素，用来被2基于有向装配连接图的装配建模后来蚂蚁识别并跟

8、踪。长度较短的路径在同等时间内所积累的信2．1有向装配连接图息素浓度高，使得后续蚂蚁更容易识别该路径，继续增加其浓度。利用有向装配连接图G={C，E，D，T}，描述零件间的相互关同时，对于已存在于路径上的信息素，随着时间的推移慢慢消散。系，如图1所示。式中：c-零件集合；E一有向边集合，其中元素最终，信息素浓度高的路径上，蚂蚁数量