基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115841081A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202310113961.2(22)申请日2023.02.15(71)申请人苏芯物联技术（南京）有限公司地址210042江苏省南京市玄武区板仓街9号(72)发明人李波姚志豪(51)Int.Cl.G06F30/27(2020.01)B23K37/00(2006.01)G06N3/0499(2023.01)G06F111/04(2020.01)G06F111/06(2020.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法(57)摘要本发明公开了一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，首先选取与焊接质量、成本及碳排放强相关的各项焊接工艺参数，接着分别构造焊接质量、焊接成本和焊接碳排放量与焊接工艺参数间的关系，并建立优化目标函数；在设置参数约束和质量、成本约束的基础上，通过优化算法求解最优焊接工艺参数；本发明综合复杂焊接工艺参数及成本、质量和碳排放量三方要求，提供的参数优化方法不仅满足了焊接过程中基础的焊接成本和焊接质量要求，进一步公开焊接碳排放量最低时如何设置焊接工艺参数；依据本发明提供的方法，不仅可以获取焊接工艺参数推荐，同时可以实时统计焊接过程中的碳排放量，为用户提供实时信息。CN115841081ACN115841081A权利要求书1/2页1.一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、选取与焊接质量、成本及碳排放相关的焊接工艺参数，包括焊丝直径、焊接电流、焊接电压、送气速度、焊接速度、焊接电感和焊丝干伸长；步骤S2、基于步骤S1中选取的焊接工艺参数，分别构造焊接质量、焊接成本和焊接碳排放量与焊接工艺参数间的关系，并建立优化目标函数；步骤S3、基于步骤S2中建立的优化目标函数，设置参数约束，给定焊接质量及焊接成本的约束范围，并通过优化算法求解最优焊接工艺参数及最优碳排放量。2.根据权利要求1所述的一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤S2中建立优化目标函数的具体步骤包括：步骤S2.1、构建焊接质量与焊接工艺参数间的关系；基于MLP模型拟合焊接质量与焊接工艺参数间的关系；其中焊接质量采用焊接合格率作为评价标准；所述MLP模型采用多层线性层，第一层线性层的输入维度为焊接工艺参数的种类数，最后一层线性层的输出维度为1；将各项焊接工艺参数按比例划分为训练集和测试集，并处理为MLP模型的入模数据集，并对MLP模型进行训练，训练好的MLP模型即可代表焊接质量与焊接工艺参数间的关系；步骤S2.2、构建焊接碳排放量与焊接工艺参数间的关系；基于MLP模型拟合焊接碳排放量与焊接工艺参数间的关系，MLP模型的训练步骤如步骤S2.1所述；步骤S2.3、构建焊接成本与焊接工艺参数间的关系；采用多元线性回归函数拟合焊接成本和焊接工艺参数间的函数关系；步骤S2.4、构造优化目标函数MIN如下：MIN=焊接碳排放量*焊接成本/焊接质量。3.根据权利要求1所述的一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤S3中求解最优焊接工艺参数方法具体包括：步骤S3.1、根据实际焊接情况，设定各焊接工艺参数的约束范围；步骤S3.2、分别设定焊接质量和焊接成本约束；其中焊接质量采用焊接合格率作为约束标准；步骤S3.3、基于建立的优化目标函数MIN、设定的参数约束以及焊接质量和焊接成本约束，通过CSA算法进行焊接工艺参数的优化求解，最终获得约束条件下焊接碳排放最低时对应的焊接工艺参数。4.根据权利要求3所述的一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，其特征在于，所述步骤S3.3中采用CSA算法进行焊接工艺参数的优化求解，具体步骤包括：步骤L1、在约束好的焊接工艺参数范围内，随机生成一个解作为初始解，初始解即为一组焊接工艺参数；步骤L2、以初始解作为圆心，r1为解圆半径，生成第一解圆空间；步骤L3、随机选取第一解圆空间内任一点，作为新解，遍历所有第一解圆空间内的点，计算优化目标函数MIN，选取第一解圆空间内MIN最小值对应的解作为第一解圆空间内的最优解，并作为新的初始解；2CN115841081A权利要求书2/2页步骤L4、以新的初始解为圆心，生成第二解圆空间，第二解圆空间的半径r2小于第一解圆半径r1，进一步计算第二解圆空间内的最优解；依次迭代，第i个解圆空间的半径均小于第i‑1个解圆空间半径；步骤L5、当迭代次数超过预定的次数或者达到全局最优解时，输出找到的全局最优解。5.根据权利要求4所述的一种基于焊接质量、成本及碳排放的焊接工艺参数优化方法，其特征