一种基于启发式算法的飞机复杂产品容差分配优化方法

本发明专利涉及飞机制造装配，特别是一种基于启发式算法的飞机复杂产品容差分配优化方法。

背景技术：

1、容差分配在决定复杂产品的质量和制造成本中扮演很重要的角色。传统容差分配方案依据工艺人员经验确定大概的容差分配，再进行仿真验证的方式进行确定，难以从制造成本和质量损失等方面进行均衡，导致制定合理的三维容差分配方案花费时间较长。对于一个给定的尺寸链，组件容差越小，对于满足要求的制造难度和成本越高，所以本发明通过启发式算法优化策略进行质量和成本之间的权衡。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种基于启发式算法的复杂产品容差分配优化方法，首先基于成本建立容差分配模型，然后按照给定分配目标进行均衡制造成本和装配性能的容差分配，优化传统容差分配方案采用工艺人员经验确定的不准确性。

2、为实现上述目的，本申请提供一种基于启发式算法的飞机复杂产品容差分配优化方法，其特征在于，包含以下内容：

3、步骤1：基于制造过程成本和质量损失成本构建容差分配模型；

4、面向制造过程构建成本：

5、

6、面向质量损失构建成本：

7、

8、通过结合以上容差分配模型，将多目标优化模型为：

9、ct＝cp+cq

10、其中，ct表示总成本，cp表示制造过程成本，cq表示质量损失成本，ni表示生产合格部件所需合格零件i的数量，n表示零件的总数，ai表示加工零件i时的固定成本，bi表示加工零件i时因容差变化而可调的最大成本，m表示质量损失系数，t表示是装配尺寸链的单边公差堆积极限；σ表示零件的工艺精度，k表示零件规格，k、σ为多目标优化模型的待优化参数；

11、步骤2：根据装配偏差值和建立的模型提出混合启发式算法的优化算法，进行容差分配策略优化；

12、步骤2.1：固定所有零件规格k的值，优化所有零件的工艺精度σ的值；

13、步骤2.1.1：固定零件规格k的值，初始i＝1；

14、步骤2.1.2：设置σi，j为第i个零件的第j＝1种工艺的精度，j∈{1，2，...ni}，ni为可用于实现第i个零件的可用工艺的数量；

15、步骤2.1.3：j从1取到ni，找出使ct值最小的σi，j；

16、步骤2.1.4：将i赋值为i+1，返回步骤2.1.2，直到找出所有零件的最佳精度；

17、步骤2.2：固定所有零件的工艺精度σ的值，优化所有零件规格k的值；

18、步骤2.2.1：固定所有零件的工艺精度σ的值，初始化i＝1；

19、步骤2.2.2：设置ki，q为第i个零件的第q＝1个规格，q∈{1，2，...mi}，mi为可用于实现第i个零件的所有规格的数量；

20、步骤2.2.3：q从1取到mi，找出使ct值最小的ki，q；

21、步骤2.2.4：将i赋值为i+1，返回步骤2.2.2，直到找出所有零件的最佳规格；

22、步骤2.3：重复步骤2.1和步骤2.2，直到满足达到最大迭代次数或目标优化模型ct收敛。

23、步骤3：进行算法迭代优化，输出容差分配方案，以实现成本与装配性能的均衡。

24、本发明的有益结果，与现有大部分依据工艺人员经验进行容差分配的方案相比，本发明针对飞机装配过程的多工艺的特点，面向制造过程成本和质量损失成本构建容差分配模型，使容差分配约束更加明确；利用混合启发式算法在满足装配约束的条件下迭代优化，权衡了容差分配的成本与装配性能，优化的容差分配结果能在理论上使成本降低的同时提升装配性能，能够更加高效准确的为飞机复杂部件的装配过程进行容差分配。

技术特征：

1.一种基于启发式算法的飞机复杂产品容差分配优化方法，其特征在于，包含以下内容：

技术总结
本发明提供一种基于启发式算法的飞机复杂产品容差分配优化方法，首先基于成本构建容差分配模型，确定目标优化参数，在此基础上提出容差优化策略进行算法迭代优化，根据控制目标对参数进行合理调整，使得最终输出的容差分配方案实现成本与装配性能的均衡，以验证优化后的容差分配方案满足容差分配的目标，参数比优化前更有优势。本发明通过综合考虑影响容差分配效果的因素，结合装配偏差值引入启发式优化算法，最终达到平衡制造成本与装配精度的关系，降低成本，提升装配性能。

技术研发人员：李波,黄萌,洪涛,郭艳兵,王荣
受保护的技术使用者：电子科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15