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基于遗传算法的维修性分配方法及其应用

作　者: 刘国强
导　师: 徐永成
学　校: 国防科学技术大学
专　业: 机械工程
关键词: 维修性分配柴油机多目标遗传算法
分类号: TP18
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 63次
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内容摘要

维修性工程着力解决装备维修基本问题中设计属性方面的维修性问题,赋予装备良好的维修性,使装备易于维修,从而提高装备的系统效能,降低全寿命费用。维修性分配是维修性工程中一项必不可少、费效比高的工作。合理的维修性分配方案,可以使系统经济而有效地达到规定的维修性目标,避免系统设计的盲目性。而传统的维修性分配方法,由于未考虑系统的全寿命费用,很难适用于维修费用高昂的复杂机械系统。为了满足复杂武器系统的维修性设计要求,急需对维修性分配方法与技术进行深入研究。本文通过对维修性分配技术广泛调研,分析传统维修分配方法的优缺点,提出一种基于多目标遗传算法的维修性分配方法,开发了维修性分配软件模块,并在TBD234柴油机维修性设计中进行了具体应用。论文研究的主要内容如下:1、在综合分析传统维修性分配方法的基础上,提出一种基于产品全寿命周期维修性相关费用和平均修复时间的维修性综合权衡分配模型,并选用多目标遗传算法NSGA-II,结合伪权向量决策法,求解模型。该方法克服了传统维修性分配方法未考虑维修费用的缺陷。2、以柴油机冷却系统为例,通过构建维修性分配模型,设计遗传算子,选择有界精英保留策略,采用Matlab遗传算法工具箱编程仿真计算,利用决策分析方法,最终确定维修性分配方案。结果证明本文提出的维修性分配方法能很好地解决全寿命费用与维修时间的权衡问题。3、在设计维修性数据库的基础上,利用Visual Studio2005软件平台,采用C#.net语言进行编程,开发集传统维修性分配方法和基于多目标遗传算法的维修性分配方法于一体的维修性分配软件模块,并集成到维修性并行设计集成平台(MDIP),用于产品维修性并行设计工作。4、基于对TBD234柴油机设计特性和维修性分配指标需求的分析,以燃油供给系统为例,对燃油供给系统LRU进行划分,应用本文开发的维修性分配软件模块计算分析,讨论了各种分配方法在柴油机维修性分配中的具体应用。

全文目录

摘要  8-9
ABSTRACT  9-10
第一章绪论  10-18
  1.1 课题概述  10-11
    1.1.1 课题来源  10
    1.1.2 课题背景及意义  10-11
  1.2 维修性分配技术概述  11-13
  1.3 维修性分配技术的国内外研究现状  13-15
    1.3.1 国内外维修性分配方法的研究现状  13-14
    1.3.2 国内外维修性分配软件的研究现状  14-15
    1.3.3 维修性分配技术的国内外研究现状总结  15
  1.4 论文研究思路及内容安排  15-18
    1.4.1 论文研究内容及思路  15-17
    1.4.2 论文的组织安排  17-18
第二章基于遗传算法的维修性分配方法研究与实现  18-38
  2.1 维修性分配综合权衡模型的建立  19-23
    2.1.1 维修性分配的数学模型  19-20
    2.1.2 维修性分配模型的目标函数  20-22
    2.1.3 维修性分配模型的约束条件  22-23
    2.1.4 维修性分配模型  23
  2.2 多目标非线性规划理论及求解方法  23-30
    2.2.1 多目标优化的基本概念  24-25
    2.2.2 多目标优化的进化数学方法  25-27
    2.2.3 综合权衡模型的求解方法  27-30
  2.3 实例分析  30-36
    2.3.1 柴油机冷却系统维修性分配模型的构建  30-31
    2.3.2 遗传算法的编程  31-32
    2.3.3 多目标遗传算法算子设计  32-34
    2.3.4 仿真计算  34-35
    2.3.5 多目标决策分析  35-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章维修性分配软件工具开发  38-52
  3.1 维修性并行设计集成平台介绍  38-40
    3.1.1 系统总体技术架构分析  38
    3.1.2 系统框架及模块划分  38-40
  3.2 维修性分配软件模块开发  40-48
    3.2.1 维修性分配软件模块结构  40-41
    3.2.2 维修性分配数据库设计  41-47
    3.2.3 维修性分配模块的功能实现  47-48
  3.3 维修性分配方法模块介绍  48-50
  3.4 本章小结  50-52
第四章 TBD234 柴油机设计的维修性分配  52-60
  4.1 TBD234 柴油机介绍  52-54
    4.1.1 TBD234 柴油机的基本结构及特点  52-53
    4.1.2 TBD234 柴油机的工作原理  53-54
  4.2 柴油机的维修性设计特性分析  54-56
  4.3 柴油机燃油供给系统维修性指标分配  56-59
    4.3.1 柴油机燃油供给系统LRU 的划分  56-58
    4.3.2 分配结果与讨论  58-59
  4.4 本章小结  59-60
第五章总结与展望  60-62
  5.1 全文总结  60-61
  5.2 研究展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
作者在学期间取得的学术成果  66

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