1999 IEEE國(guó)際機(jī)器人技術(shù)與自動(dòng)化國(guó)際研討會(huì)會(huì)議紀(jì)要
密歇根州底特律市.1999年5月

用最優(yōu)化觀點(diǎn)模型化工藝規(guī)程問題

新加坡國(guó)立大學(xué)機(jī)械與制造工程系
新加坡 119260

摘 要

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（ CAPP ）存在用線性方式處理多重計(jì)劃任務(wù)的問題，這造成了對(duì)整體解空間的過度約束，最后的解決辦法通常不是最佳的，甚至是非可行的。本文為包含顧客指定的機(jī)床和刀具的加工車間環(huán)境中的機(jī)器零件提出一個(gè)新穎的CAPP模式。該辦法通過考慮多重計(jì)劃任務(wù)，采用并行的方式來形成一個(gè)完整的解空間，即操作（機(jī)器，工具和工具接近方向）選擇與操作同時(shí)進(jìn)行。一個(gè)給定零件的所有操作的優(yōu)先權(quán)關(guān)系也被用作解空間的限制條件。實(shí)際順序和實(shí)現(xiàn)某個(gè)操作的可行性之間的關(guān)系也被考慮在內(nèi)。基于模擬調(diào)整方法 (SA)已經(jīng)被開發(fā)用來尋找最佳的解決辦法，因此可以預(yù)見這樣一種計(jì)劃工具能用來在不同的生產(chǎn)車間進(jìn)行最優(yōu)化工藝規(guī)程的編制。

1 簡(jiǎn) 介

工藝設(shè)計(jì)是為利用現(xiàn)有的加工資源，將原材料變成完工的零件而制定詳細(xì)的工步的一項(xiàng)任務(wù)。它與多決策活動(dòng)有關(guān)，例如工藝類型的選擇，操作(機(jī)器，刀具，和刀具軌跡)選擇和操作的排列。在過去的二十年里，為了協(xié)助規(guī)劃人員，人們?cè)诎l(fā)展CAPP系統(tǒng)方面做出了巨大的努力。這篇文章有以下觀察作為依據(jù)：
i)在傳統(tǒng)的CAPP系統(tǒng)里 ，多個(gè)決策任務(wù)一般是用線性的方式來處理。這導(dǎo)致很多可選方案在初期就被過早的放棄，而最終方案很可能遠(yuǎn)不是最優(yōu)選擇。例如在把工藝方法放到整個(gè)序列中之前，機(jī)器或者用來加工某種特性的刀具就被確定下來了。這就很容易造成最終方案里一臺(tái)或者多臺(tái)機(jī)床產(chǎn)生變化。
ii)在面向制造的設(shè)計(jì)環(huán)境中，CAPP系統(tǒng)必須能夠生成給定零件的最優(yōu)工藝規(guī)程，并且反饋給設(shè)計(jì)者以便評(píng)估。這就要求CAPP模型有效的涵蓋整個(gè)由所有供選方案（工藝類型、工藝方法、以及工藝順序），即同時(shí)處理全部決策工作。并且，還要有一種高效的搜索算法來尋找最優(yōu)解。
iii)為支持工藝規(guī)程和工序之間的整合，CAPP系統(tǒng)必須能夠生成工藝計(jì)劃和備選路線及工序。應(yīng)該做出多種可行優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)，而不僅僅是單一的標(biāo)準(zhǔn)。此外，它還應(yīng)該能夠處理機(jī)床和刀具的動(dòng)態(tài)變化。