一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法、系统及介质与流程

本发明涉及车间装配，尤其是涉及一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法、系统及介质。

背景技术：

1、装配序列规划问题主要是在设计产品的过程中，探寻合适有效的装配序列，并且从中找出最优的装配序列应用到实际的装配过程中。然而，产品在设计装配的过程中，影响探索最优装配序列需要一定的方法，从而解决装配序列存在的问题，第一，随着零件数量增大，求解装配序列时会增加很大的难度；第二，算法容易出现局部最优的情况，影响整个探索最优序列。

2、现有技术一，专利（申请号：202210378255.6）公开了一种基于粒子群算法的装配序列优化方法，包括步骤：以装配序列重新定义粒

3、子群算法中的粒子与位置；根据粒子位置更新公式及粒子速度更新公式分别对粒子的速度和位置进行更新；根据干涉矩阵判断生成的装配序列是否为可行装配序列，若是，则计算装配序列评价函数值，并将函数值更低的装配序列更新为当前装配序列，否则保留原装配序列；将函数值最低的装配序列设为最优装配序列；更新迭代次数后最终输出最优装配序列、装配序列评价函数值、装配方向改变次数及装配工具变换次数。但是只采用粒子群算法，很容易导致局部最优值的产生，不能够得到全局最优值。

4、现有技术二，专利（申请号：202210475270.2）公开了装配序列分析方法、装置、设备及可读存储介质，装配序列分析方法包括：获取零件的所有可行装配序列；获取零件的所有可行装配序列；对所述零件的所有可行装配序列进行筛选，得到筛选后的装配序列；将所述筛选后的装配序列，按照可视化图形的规则进行呈现，得到装配序列的可视化图形。虽然能够对装配序列进行实时跟踪展示，但是从根本上并没有对装配序列的优化进行改进，导致整个过程繁琐，装配序列的完善度不够。

技术实现思路

1、鉴于以上现有技术的不足，本发明提供了一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法、系统及介质，不仅能够得到装配序列的全局最优解，而且进一步加快了任务的装配速度，提高了生产的效率。

2、为了实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案如下：

3、一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，所述方法包括：

4、u1.获取零件的所有可行装配序列数据信息、待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息；

5、u2.基于所述零件的所有可行装配序列数据信息，采用混合鲸鱼优化算法进行装配序列的优化，得到优化后的装配序列数据信息；

6、u3.基于所述优化后的装配序列数据信息，根据所述待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息判断该装配序列是否可行，如果不行则返回步骤u2，如果可行则进入步骤u4；

7、u4.确定装配序列定性约束矩阵数据信息和装配序列的定量矩阵数据信息，构建装配序列优化评估函数g，输出装配序列优化的数据信息。

8、进一步的，在步骤u4中，所述构建装配序列优化评估函数g为，

9、，

10、其中，x为优化后的装配序列数据信息，p为装配序列定性约束矩阵数据信息，r为装配序列的定量矩阵数据信息。

11、进一步的，所述装配序列约束矩阵数据信息p和所述装配序列的定量矩阵数据信息r满足以下约束条件，

12、，，

13、，

14、其中，n为装配序列数量，pi为第i个装配序列定性约束矩阵，ɑi为第i个装配序列定性约束矩阵的权重系数，rj为第j个装配序列定量约束矩阵，βj为第j个装配序列定量约束矩阵的权重系数。

15、进一步的，所述采用混合鲸鱼优化算法进行装配序列的优化包括：

16、u21.基于所述零件的所有可行装配序列数据信息，初始化鲸鱼群体和粒子群体，确定相应的算法参数；

17、u22.基于所述相应的算法参数，构建装配序列的适应度函数s(x)，

18、s(x)=λ5x5+λ4x4+λ3x3+λ2x2+λ1x+λ0,

19、其中，λ0、λ1、λ2、λ3、λ4和λ5为参量系数，x为自变量，计算鲸鱼群体的适应值，并更新群体最优解和最优个体，输出更新后的装配序列数据信息；

20、u23.基于所述更新的装配序列数据信息，采用自适应因子和策略控制，调节算法参数，适应不同场景的装配序列优化，从而更新鲸鱼群体的位置；

21、u24.采用pso算法进行局部装配序列优化，更新鲸鱼群体的位置；

22、u25.重复步骤u22-u24，直到达到预设的停止条件。

23、进一步的，在步骤u25中，所述预设的停止条件为设置预设装配序列m，建立停止条件函数h，

24、，

25、其中，mt为第t次更新的装配序列，n为正整数。

26、进一步的，设置预设阈值γ，若所述停止条件的函数h小于γ则停止，若大于γ则不停止。

27、为了实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供了一种用于实现任一项所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法的系统，所述系统包括：

28、数据获取模块，用于获取零件的所有可行装配序列数据信息、待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息；

29、算法优化模块，与所述数据获取模块连接，用于采用混合鲸鱼优化算法对装配序列进行优化；

30、条件约束模块，与算法优化模块连接，用于对装配序列的优化进行约束；

31、评估模块，与所述算法优化模块连接，用于对优化后的装配序列进行评估。

32、进一步的，所述系统还包括人机交互模块，与所述评估模块连接，用于实时显示装配序列优化的数据信息并进行数据参数调整。

33、进一步的，所述系统还包括语音提醒模块，与所述评估模块连接，用于实时进行语音提醒或预警任务完成。

34、为了实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行任意一项所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法的计算机程序。

35、本发明具有以下积极效果：

36、1.本发明采用混合鲸鱼优化算法进行装配序列的优化，得到优化后的装配序列数据信息，并根据所述待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息判断该装配序列是否可行，得到装配序列的最优值，不仅能够避免局部最优值的出现，而且解决了随着零件数量增大，求解装配序列时会增加很大的难度的问题。

37、2.本发明通过构建装配序列优化评估函数对优化后的装配序列进行进一步的评估，保证序列能够正常完成装配任务，不仅保证装配任务的快速完成，而且进一步提高了生产效率。

技术特征：

1.一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于，在步骤u4中，所述构建装配序列优化评估函数g为，

3.根据权利要求2所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于：所述装配序列约束矩阵数据信息p和所述装配序列的定量矩阵数据信息r满足以下约束条件，

4.根据权利要求1所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于，所述采用混合鲸鱼优化算法进行装配序列的优化包括：

5.根据权利要求4所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于，在步骤u25中，所述预设的停止条件为设置预设装配序列m，建立停止条件函数h，

6.根据权利要求4所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法，其特征在于：设置预设阈值γ，若所述停止条件的函数h小于γ则停止，若大于γ则不停止。

7.一种用于实现权利要求1-6任一项所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法的系统，其特征在于，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述系统还包括人机交互模块，与所述评估模块连接，用于实时显示装配序列优化的数据信息并进行数据参数调整。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于：所述系统还包括语音提醒模块，与所述评估模块连接，用于实时进行语音提醒或预警任务完成。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，该计算机可读存储介质上存储有被编程或配置以执行权利要求1～6中任意一项所述的基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法的计算机程序。

技术总结
本发明涉及一种基于混合鲸鱼优化算法的装配序列优化方法、系统及介质，所述方法包括：U1.获取零件的所有可行装配序列数据信息、待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息；U2.基于所述零件的所有可行装配序列数据信息，采用混合鲸鱼优化算法进行装配序列的优化，得到优化后的装配序列数据信息；U3.基于所述优化后的装配序列数据信息，根据所述待优化装配体的关系矩阵和装配用具矩阵数据信息判断该装配序列是否可行，如果不行则返回步骤U2，如果可行则进入步骤U4。本发明不仅能够得到装配序列的全局最优解，而且进一步加快了任务的装配速度，提高了生产的效率。

技术研发人员：刘西,徐子晶,杨超,石英剑,郭铮,王月,黄少文
受保护的技术使用者：东风悦享科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11