Un Método de Optimización de la Asignación de Fiabilidad del Sistema de Fabricación Flexible Basado en Dos Estrategias de Reducción de Dimensiones
Autores: Xu, Jingjing; Tao, Long; Pei, Yanhu; Liu, Zhifeng; Yan, Qiaobin; Cheng, Qiang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un Método de Optimización de la Asignación de Fiabilidad del Sistema de Fabricación Flexible Basado en Dos Estrategias de Reducción de Dimensiones
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Aplicaciones
Sistemas de fabricación flexible
Asignación de fiabilidad
Optimización
Estrategias
Optimización por enjambre de partículas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
A medida que surgen aplicaciones cada vez más extensas de sistemas de fabricación flexible (FMS), la asignación de su fiabilidad se ha convertido en un tema de investigación candente. Sin embargo, dado que los FMS siempre están compuestos por dispositivos de transferencia y almacenamiento, máquinas de producción y sistemas de control complejos, el gran número de elementos básicos hace que el número de variables y restricciones de la optimización de la asignación de fiabilidad aumente considerablemente, lo que conduce a la dificultad y la ineficiencia de la optimización. Para resolver el problema anterior, se proponen dos estrategias de reducción de dimensiones para la optimización de la fiabilidad de los FMS con bajo costo y un alto nivel de fiabilidad como objetivos, que son la estrategia de calificación de doble umbral de peso de fiabilidad (RWTS) y la estrategia de optimización de dos niveles (BLOS), respectivamente. Basado en estas dos estrategias, se establece un modelo general de optimización de la asignación de fiabilidad y un modelo de optimización de la asignación de fiabilidad de dos niveles basado en la evaluación de fiabilidad de los FMS presentada en nuestro trabajo anterior, y se presentan sus algoritmos basados en la optimización por enjambre de partículas (PSO). En términos de sus contribuciones, para la RWTS, se establecen umbrales de fiabilidad y el índice de peso de cada elemento básico para reducir dinámicamente el número de variables en cada iteración de la optimización; para la BLOS, el problema general de optimización de la asignación de fiabilidad para la transición de los FMS a los elementos básicos se puede transformar en optimizaciones de asignación más simples de los FMS a subsistemas y de subsistemas a elementos básicos, que tienen menos variables, y esto puede mejorar en gran medida el rendimiento de convergencia de la optimización. Al aplicar esto a un FMS de acabado de piezas de caja, en comparación con el método de optimización tradicional, se verifican mediante los resultados de simulación la alta eficiencia y el buen efecto de asignación de la optimización basada en estas dos estrategias para mejorar la velocidad de convergencia. El método propuesto tiene una gran importancia para el diseño de FMS debido a su costo limitado pero a su alta exigencia de fiabilidad.
Descripción
A medida que surgen aplicaciones cada vez más extensas de sistemas de fabricación flexible (FMS), la asignación de su fiabilidad se ha convertido en un tema de investigación candente. Sin embargo, dado que los FMS siempre están compuestos por dispositivos de transferencia y almacenamiento, máquinas de producción y sistemas de control complejos, el gran número de elementos básicos hace que el número de variables y restricciones de la optimización de la asignación de fiabilidad aumente considerablemente, lo que conduce a la dificultad y la ineficiencia de la optimización. Para resolver el problema anterior, se proponen dos estrategias de reducción de dimensiones para la optimización de la fiabilidad de los FMS con bajo costo y un alto nivel de fiabilidad como objetivos, que son la estrategia de calificación de doble umbral de peso de fiabilidad (RWTS) y la estrategia de optimización de dos niveles (BLOS), respectivamente. Basado en estas dos estrategias, se establece un modelo general de optimización de la asignación de fiabilidad y un modelo de optimización de la asignación de fiabilidad de dos niveles basado en la evaluación de fiabilidad de los FMS presentada en nuestro trabajo anterior, y se presentan sus algoritmos basados en la optimización por enjambre de partículas (PSO). En términos de sus contribuciones, para la RWTS, se establecen umbrales de fiabilidad y el índice de peso de cada elemento básico para reducir dinámicamente el número de variables en cada iteración de la optimización; para la BLOS, el problema general de optimización de la asignación de fiabilidad para la transición de los FMS a los elementos básicos se puede transformar en optimizaciones de asignación más simples de los FMS a subsistemas y de subsistemas a elementos básicos, que tienen menos variables, y esto puede mejorar en gran medida el rendimiento de convergencia de la optimización. Al aplicar esto a un FMS de acabado de piezas de caja, en comparación con el método de optimización tradicional, se verifican mediante los resultados de simulación la alta eficiencia y el buen efecto de asignación de la optimización basada en estas dos estrategias para mejorar la velocidad de convergencia. El método propuesto tiene una gran importancia para el diseño de FMS debido a su costo limitado pero a su alta exigencia de fiabilidad.