D题论文 ,2012年深圳杯数学建模.doc

Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse封一答卷编号(参赛学校填写):答卷编号(竞赛组委会填写):论文题目:(标明A、B、C、D之一)D组别:(填写研究生、本科生、专科生或中学生)本科生参赛队员信息(必填):姓名学号联系电话参赛队员1参赛队员2参赛队员3 参赛学校:黑龙江工程学院封二答卷编号(参赛学校填写):答卷编号(竞赛组委会填写):评阅情况(学校评阅专家填写):(联赛评阅专家填写):,是集成各种电子元器件的信息载体,在各个领域得到了广泛的应用。近年来,随着电子、信息、通讯等产业的蓬勃发展,使得对印刷电路板的需求快速增加,更带动了印刷电路板产业的加速成长。然而,印刷电路板制造过程相当繁琐、耗时,并且制造过程中常会出现不确定性的变异,进而影响制造时间,制作成本及产品质量,甚至延误交货期。而现有的打孔机的操作系统虽然具有自动生成钻孔NC程序的功能,但是其生成的走刀路径并没有足够优化,这样会影响打孔机的生产效率,对于大批量生产的厂商来说,其影响相当明显从而造成制造商的损失。鉴于钻孔作业在印制电路板的制造过程中耗费时间最长、制造过程变异最多。因此,钻孔作业常常成为整个印制电路板的生产瓶颈。本次研究以印刷电路板制作过程中的生产效能即打孔机钻孔的作业线路作为研究对象,经过对本问题的深入研究,利用遗传算法可以快速得出最优方案。但鉴于求解过程中涉及大量计算,而遗传算法在大规模计算中很容易陷入“早熟”,即遗传算法在计算过程中会过早的收敛于局部最优解,从而使得结果的误差偏大。鉴于遗传算法可扩展性强,容易与其他算法结合利用的优点,并采用1stOpt软件及其所开发的最大继承法最终得出多目标并行的打孔机钻头的最优作业线路(包括***转换方案),进而提高打孔机的生产效能,达到生产线平衡、提升整体产量和质量。(针对问题一,针对问题二,写具体的解决方案,不要泛泛的说!把你以上说的东西拿到模型的优缺点中去!)关键字:遗传算法、1stOpt、最大继承法(再加两个)一、问题重述1、问题背景在现代电子设备中印刷电路板占有重要的地位,是集成各种电子元器件的信息载体,在各个领域得到了广泛的应用。随着技术的不断发展和工业的持续进步,使得对印刷电路板的需求快速增加。打孔机主要用于在制造印刷线路板流程中的打孔作业。所以提高某类打孔机的生产效能成为生产厂商增加利润的主要途径。根据打孔机打孔作业原理,通过改善钻头的作业线路(包括***转换方案)可以提高印刷线路板的生产效能。附件1和表1提供了该块线路板的各孔的分布和十种孔型所需的加工***和加工次序。2、问题提出(1)在单钻头作业条件下,根据该块线路板的各孔的分布和十种孔型所需的加工***和加工次序,给出最优作业线路(包括道具转换方案),并且求出单钻头在最优作业线路下的行进时间和作业成本。(2)在两个钻头同时作业时(各自的作业孤立),两钻头间距不小于3cm的条件下给出双钻头作业时的最优作业线路、行进时间和作业成本,并与传统单钻头打孔机进行比较,其生产效能提高多少,并研究打孔机的两钻头合作间距对作业路线和生产效能产生的影响。二、问题的分析问题一针对打孔机单钻头作业,其最优作业线路是由印刷线路板上各孔型的分布及其所需加工***和加工次序所决定。1stOpt软件在基于遗传算法上开发的最大继承法可以更好的应用于组合优化问题,综合钻头的作业线路,为了简化模型,将该块印刷电路板上的所有孔划分为若干个区域,这样就可以针对每一个区域,都是相同孔的点,这样就可以在钻头作业时只需考虑路径最短,进而可归结为旅行商问题(TSP问题),最终可得出各区域的最优作业线路,然后对各个区域间的路径进行分析并结合***转换方案,最终可以得到单孔作业的最优作业线路。而在印刷线路板上的孔共有n个,每个孔都可以用l,2,3…n中唯一的编号表示。假设钻头按照2,5,7。4,3,6,8,9,1顺序进行加工,则这条走刀路径就可以被表示为(2,5,7。4,3,6,8,9,1)。最终的钻头作业线路就可以用孔的编号进行表示。问题二鉴于两个钻头单独工作并且钻头间距离不得小于3cm的条件,应利用用直线划分的方案,将整块的印刷电路板分为三个区域,中间区域宽度略大于合作间距。两个钻头分别负责左右两个区域,中间区域最后加工。进而求解最优作业线路、行进时间和作业成本。(这一块整体东西少,再加东西)n:各区域内孔的个数Xi:第i个孔的横坐标Yi:第i个孔的纵坐标Xj:第j个孔的横坐标Yj:第j个孔的横坐标根据附件1中给定的孔的坐标顺序,把所有的孔从先至后按从1到2124的顺序依次进行编