工藝方案動(dòng)態(tài)并行全局優(yōu)化方法研究.pdf

1、工藝優(yōu)化是合理安排產(chǎn)品制造工藝、優(yōu)化和節(jié)約制造資源、縮短產(chǎn)品制造周期、降低制造成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的重要手段，是目前CAPP乃至數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造中一個(gè)公認(rèn)的難題。論文設(shè)計(jì)了一種工藝方案動(dòng)態(tài)并行全局優(yōu)化方法，作為解決工藝優(yōu)化問題的一種有益的探索和實(shí)踐。
　　 介紹了課題的背景、來源及目的，對(duì)工藝方案優(yōu)化方法進(jìn)行了綜述，介紹了論文的主要工作。
　　 分析了工藝約束包括的內(nèi)容，根據(jù)加工方法之間的優(yōu)先關(guān)系約束、加

2、工資源約束、切削參數(shù)約束的各自特點(diǎn)和應(yīng)用范圍，設(shè)計(jì)了三種不同的約束處理方法。
　　 分析了影響工藝路線和工藝參數(shù)的因素，確定了選擇概率最大、加工方法種類最少和加工鏈最短的加工方案優(yōu)化原則，建立了加工方案局部優(yōu)化數(shù)學(xué)模型。針對(duì)工藝優(yōu)化的全局性特點(diǎn)，采用基于多叉數(shù)結(jié)構(gòu)的實(shí)數(shù)編碼方法表達(dá)工藝方案，并采用隨機(jī)的深度優(yōu)先搜索算法實(shí)現(xiàn)多工藝方案種群的初始化。分析了加工方法之間的優(yōu)先關(guān)系約束，把最優(yōu)性約束作為工藝路線局部優(yōu)化的目標(biāo)，由此建立了

3、工藝路線目標(biāo)數(shù)學(xué)模型和工藝路線優(yōu)化的適應(yīng)度函數(shù)。為了保證加工方法的優(yōu)先關(guān)系，滿足零件加工序列的完整性約束，構(gòu)造了特殊的工藝路線的優(yōu)化算子?？紤]車間的狀態(tài)以及資源加工能力，建立加工資源的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)造了相應(yīng)的加工資源優(yōu)化的選擇算子、交叉算子和變異算子。針對(duì)加工參數(shù)變量的連續(xù)性特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的交叉算子和變異算子。
　　 分析了影響多種工藝方案選優(yōu)的因素，建立了工藝方案評(píng)價(jià)體系，并通過定性分析與定量分析相結(jié)合的方法，構(gòu)造由生產(chǎn)效

4、率、生產(chǎn)成本、生產(chǎn)利潤和加工質(zhì)量組成的工藝方案全局優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)。采用多目標(biāo)遺傳算法來直接尋找工藝方案多目標(biāo)優(yōu)化的Pareto前沿，采用并行處理多個(gè)目標(biāo)的方法實(shí)現(xiàn)了工藝方案進(jìn)行全局優(yōu)化。根據(jù)“分解——簡化——綜合——再綜合”的思路和策略，建立企業(yè)按需的工藝方案決策體系，得到了可供企業(yè)按需選擇的多目標(biāo)綜合決策矩陣。
　　 給出了實(shí)現(xiàn)上述研究內(nèi)容的原型系統(tǒng)和一個(gè)工藝設(shè)計(jì)實(shí)例，驗(yàn)證了該研究的有效性。對(duì)全文進(jìn)行了總結(jié)，展望了進(jìn)一步研究的方