基于遗传算法的加工中心工步排序优化方法

在加工中心加工复杂零件时，工步多，其顺序直接影响加工质量和生产效率。在分析工步排序原则和典型工艺路线的基础上，建立了一个加工中心工步排序优化模型；将遗传算法应用到工步排序优化中，对算法的应用机理进行了详细讨论，提出了一种启发式基因重组方法；并示例验证了工步排序优化方法。     

遗传算法在机械零件加工工艺决策中的应用和实现

通过对箱体类零件典型加工路线的分析，结合遗传算法的特点，建立了机械零件加工工艺决策的数学模型，提出了基于遗传算法的工步排序优化方法。并以箱体类零件为例，阐述遗传算法在零件加工工艺决策过程中的应用和实现。     

箱体零件工艺路线分层决策方法

箱体零件特征面多，加工方法多，工艺路线决策的规模大，决策算法复杂。文章将工艺路线决策过程分解成特征工艺决策、加工路线排序、工序决策、工步决策四个层次。决策过程中，将决策算法与零件的具体形状特征、加工方法相分离，简化了算法，提高了决策算法的实用性和灵活性。     

基于遗传算法的零件工步优化研究

对于复杂零件的加工,其工步顺序直接影响加工质量和生产效率.研究了工步排序原则和典型的工艺路线,以辅助加工时间最短为优化目标,建立了加工中心中零件加工工步排序数需模型.采用遗传算法对工步顺序进行优化,并在隔代映射遗传算法基础上引入自适应策略,使IP_GA中的交叉、变异概率根据适应度大小自动调节,提高了收敛速度及解的质量.实际应用表明,该方法可有效提高工艺规划系统中工步的优化排序能力.     

基于遗传算法的工步优化排序方法

针对数控加工中心上零件加工工步的排序问题,以辅助加工时间最短为优化目标,使用遗传算法对零件在一次装夹情况下的加工工步进行优化排序。提出了使用特征关系图和特征高度描述待加工特征之间加工的优先顺序、采用工步优先关系矩阵校验工步序列合理性的方法。论述了初始群体的生成、遗传算子以及工步优化排序的过程和算法。实际应用表明,该方法可有效提高工艺规划系统中工步的优化排序能力。     

低碳低成本约束下箱体零件加工路线优化方法

针对箱体零件工艺设计过程中工艺路线的低碳低成本优化问题,分析了复杂箱体零件的加工特征。在加工工步排序原则和机械加工工艺路线的基础上,根据多色集理论构建了工步排序问题的“特征-工步”和“特征-面孔”围道布尔矩阵,提出了以最低总碳排放（低碳）和最低加工成本（低成本）为优化目标的机械加工工艺路线多目标优化方法,并将改进的遗传算法应用到求解工步排序的问题中,从而得到最优解。以某型号箱体零件为例,验证了所提优化方法的有效性和可行性。     

机械零件加工路线的影响因素研究

针对机械零件的特点,分析了机械零件不同特征的加工方法,实现了零件特征要素加工方法,研究了零件一次装夹的优化、决策和工步排序,最终得到了机械零件在加工中心上的最优工艺路线。     

创成式 CAPP 中的工步排序与工艺决策

在若干特征构成的零件工艺过程设计中,工步顺序不能有效地确定。本文通过对工艺设计过程的分析,结合杭州叉车总厂创成式ＣＡＰＰ系统（ＨＣ－ＣＡＰＰ）的开发,提出特征排序、工步排序与工艺决策等优化、决策方法确定符合车间作业资源能力的零件工艺加工路线。     

基于遗传算法的加工工艺决策与排序优化

针对箱体类零件的工艺路线排序问题,以总生产时间最短为优化目标,建立了加工中心零件的工步排序数学模型。考虑加工中心多次装夹下零件特征有多种加工方案的情形,通过引入特征约束矩阵和加工优先级系数,保证了工艺规划中约束的合理性。设计了相应的初始种群生成、染色体的选择、交叉和变异策略,利用遗传算法对加工方案进行选择与排序。最后通过多个实例分析验证了该方法可以有效提高工艺规划中加工工艺的排序优化能力。     

箱体零件数控加工路线研究

针对箱体类零件的特点,探讨了箱体零件加工工艺路线的确定原则和程序;阐述了箱体类零件的特征型面描述方法;建立了不同特征的加工方法匹配规则库,实现了零件特征要素加工方法的决策;同时研究了零件一次装夹的优化问题,建立了数学模型.实现箱体零件特征要素加工方法的决策和工步排序,最终得到了箱体零件在加工中心上的最优工艺路线.对传统工艺过程进行优化具有非常重要的工程实用价值.     

基于改进遗传算法的工艺过程优化设计

提出一种工艺过程优化设计方法。该方法通过同时考虑操作的选择和工序的排序是多种任务来并发地产生整个求解空间，从而实现整个工艺过程的全局动态变化。采用改进遗传算法搜索最优方案，改进遗传算法采用新的交叉和变异方法，使交叉和变异分工合作，交叉进行操作排序优化，变异进行操作选择，二者同时进行实现整个工艺过程的全局优化。     

基于多色集合理论的冲压工艺规划建模研究

在研究冲压工艺加工需求和加工工序的基础上,应用多色集合理论建立了冲压工艺规划的数学模型。该模型包括围道矩阵和多色图等两个部分,多色图描述冲压工序的相互作用。应用此模型研究了一种冲压工艺路径求解算法,能根据加工要求搜索工序路线,求解出零件的冲压工艺路线。开发了一个冲压工艺规划原型系统,并以一个圆筒类零件为例,对所提出的模型与算法进行了验证。     

基于智能水滴算法的装夹规划方法

针对计算机辅助工艺设计中的装夹规划问题,提出一种基于智能水滴算法的装夹规划方法。通过对加工特征进行分析来定义零件的操作单元及其约束关系,构建装夹规划的模型。将零件的各个操作单元与智能水滴算法中流动路径的各个节点相关联,利用水滴所携带的泥土量来表征操作单元之间的相似度,以此来构建智能水滴算法的适应度函数。在经过操作单元顺序约束矩阵所筛选出的可行解空间内进行迭代求解,通过水滴多次冲刷路径中的泥土量来筛选最优解,解码后获得了最优的装夹规划方案。以典型零件的装夹规划为例,验证了该方法的有效性和可行性。     

基于三维的定量化CAPP及其关键技术研究

根据人机一体化智能系统理论，研制出一个实用的基于三维的定量化CAPP系统。提出一种基于3D的参数化工艺模型，在该模型的基础上，系统通过工艺变形设计能迅速地设计零件的加工工艺。系统使用基于基因组的多层次并行遗传算法对工艺进行优化。     

Algorithms for computer-aided generative process planning

Process planning is the function within a manufacturing facility that establishes the machining processes and parameters to be used so as to convert a piece-part from its initial form to the final form predetermined on an engineering drawing. Computer-aided process planning (CAPP) has become a major focus of manufacturing automation as it forms the interface between computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM). Issues in CAPP include part representation, process selection, alternative process-plan generation, intermediate surface and tolerance determination, and operation sequencing. This paper focuses on quantitative models for determining cutting dimensions and tolerances for intermediate surfaces, and on a heuristic for sequencing cutting operations.     

基于Pareto解集蚁群算法的拆卸序列规划

为提高产品拆卸序列规划的效率,分析拆卸序列规划问题中的多个优化目标平衡问题,提出一种基于Pareto解集的多目标蚁群优化算法求解此类拆卸规划问题,并给出拆卸序列的构建过程。通过利用拆卸矩阵推导拆卸可行条件,获得可以执行拆卸操作的零件及其可行的拆卸方向。通过利用零件的轴向包围盒(Axis aligned bounding boxes,AABB)计算零件的拆卸行程。考虑拆卸方向改变次数、拆卸总行程、拆卸零件数量为优化目标,通过利用蚁群算法搜索可行解并计算各个解之间的支配关系,得到Pareto解集,实现求解优化的拆卸序列,给出算法的具体步骤。最后以单杠发动机为拆卸实例,利用所提方法进行拆卸序列规划求解,通过分析试验结果,并对比典型的单目标蚁群规划算法,证明了该方法的高效性和可行性。     

基于改进A*算法的线缆路径规划方法

针对复杂布线空间环境下虚拟线缆的路径规划问题，改进了传统A*算法的估价函数，引入附加值因子来选择合适的路径节点，使用刚性因子评估连续弯折时的线缆路径，将线缆的位置纳入算法来调整线缆路径到最优。二维网格地图中的路径规划和三维模型中的布线结果均表明，改进A*算法能产生合理的布线路径。     

并行工程下CAPP工艺决策加工元模型研究

提出了面向并行工程下产品设计的ＣＡＰＰ工艺决策加工元模型,并讨论了基于该模型的零件加工工艺性分析问题。应用该模型、可以将工艺决策与产品设计有机结合且符合工艺设计分阶段、分层次,从局部到全局,从主要到次要的渐进循环规律。