【摘 要】
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随着制造业的不断发展,注塑成型在精密仪器、汽车工程、生物基因工程、医药工程、信息通讯、军事及航空航天等高端领域得到广泛应用,塑件质量要求进一步提升。注塑成型工艺是影响塑件质量的关键因素之一。然而,由于缺少具体可行的理论指导,且不同结构、材料的塑件差异巨大,工艺调整非常复杂、困难,尤其是针对微结构塑件。因此,开展基于代理模型的注塑工艺参数优化研究及自动化知识管理系统开发,对改善塑件质量、提升生产效率
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随着制造业的不断发展,注塑成型在精密仪器、汽车工程、生物基因工程、医药工程、信息通讯、军事及航空航天等高端领域得到广泛应用,塑件质量要求进一步提升。注塑成型工艺是影响塑件质量的关键因素之一。然而,由于缺少具体可行的理论指导,且不同结构、材料的塑件差异巨大,工艺调整非常复杂、困难,尤其是针对微结构塑件。因此,开展基于代理模型的注塑工艺参数优化研究及自动化知识管理系统开发,对改善塑件质量、提升生产效率有重要的实际意义。本文以典型的车灯导光条为研究对象,基于流体力学及Moldflow仿真模拟技术,分析其注塑成型过程。针对目前传统代理模型构建方法的局限性,引入高斯过程回归方法,分析主要工艺因素与指标间的映射关系,通过熵权法建立综合评价体系,利用遗传算法及自适应权重的粒子群算法实现多目标优化。进一步地,抽象出一套通用的工艺参数分析方法,实现面向所有注塑产品的工艺参数自动分析功能。在此基础上,拓展建立了涵盖工艺参数自动分析、标准件管理、订单管理、用户角色管理等全方位功能模块的注塑模具知识管理系统,实现了企业知识的高效运维。主要研究内容及成果如下:（1）通过预仿真试验确定导光条的主要因素与质量指标,利用正交设计方法设计试验,通过极差分析、方差分析确定因素对指标的影响规律。引入熵权法建立综合评价体系,将多目标问题转为单目标问题求解,得到初步的最佳工艺参数组合。（2）为提升分析的可靠性与准确性,采用高斯过程回归与人工神经网络方法,建立因素与指标的代理模型。将此模型作为适应度函数,利用基本遗传算法与自适应权重的粒子群算法实现多目标优化。从算法原理、算法表现、预测结果等多方面评价各代理模型与优化方法的优劣与适用范围,得到最终的工艺参数组合结果。（3）在对各代理模型及优化算法的深入分析基础上,总结出一套通用的注塑工艺参数分析方法,通过Web、数据库、Apache POI及Velocity等技术的运用,实现正交表的自动设计及基于GPR-SAPSO算法的工艺参数自动化分析。结合注塑模具企业的实际生产过程,拓展开发其他功能模块,形成高集成化的注塑模具知识管理系统。基于自动分析结果进行导光条注塑成型实验,验证该算法与管理系统在实际生产过程中的可行性。
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