用最优化观点模型化工艺规程问题[外文翻译].rar

1999 IEEE国际机器人技术与自动化国际研讨会会议纪要
密歇根州底特律市.1999年5月

用最优化观点模型化工艺规程问题

新加坡国立大学机械与制造工程系
新加坡 119260

摘 要

传统的计算机辅助工艺设计（ CAPP ）存在用线性方式处理多重计划任务的问题，这造成了对整体解空间的过度约束，最后的解决办法通常不是最佳的，甚至是非可行的。本文为包含顾客指定的机床和刀具的加工车间环境中的机器零件提出一个新颖的CAPP模式。该办法通过考虑多重计划任务，采用并行的方式来形成一个完整的解空间，即操作（机器，工具和工具接近方向）选择与操作同时进行。一个给定零件的所有操作的优先权关系也被用作解空间的限制条件。实际顺序和实现某个操作的可行性之间的关系也被考虑在内。基于模拟调整方法 (SA)已经被开发用来寻找最佳的解决办法，因此可以预见这样一种计划工具能用来在不同的生产车间进行最优化工艺规程的编制。

1 简 介

工艺设计是为利用现有的加工资源，将原材料变成完工的零件而制定详细的工步的一项任务。它与多决策活动有关，例如工艺类型的选择，操作(机器，刀具，和刀具轨迹)选择和操作的排列。在过去的二十年里，为了协助规划人员，人们在发展CAPP系统方面做出了巨大的努力。这篇文章有以下观察作为依据：
i)在传统的CAPP系统里 ，多个决策任务一般是用线性的方式来处理。这导致很多可选方案在初期就被过早的放弃，而最终方案很可能远不是最优选择。例如在把工艺方法放到整个序列中之前，机器或者用来加工某种特性的刀具就被确定下来了。这就很容易造成最终方案里一台或者多台机床产生变化。
ii)在面向制造的设计环境中，CAPP系统必须能够生成给定零件的最优工艺规程，并且反馈给设计者以便评估。这就要求CAPP模型有效的涵盖整个由所有供选方案（工艺类型、工艺方法、以及工艺顺序），即同时处理全部决策工作。并且，还要有一种高效的搜索算法来寻找最优解。
iii)为支持工艺规程和工序之间的整合，CAPP系统必须能够生成工艺计划和备选路线及工序。应该做出多种可行优化标准，而不仅仅是单一的标准。此外，它还应该能够处理机床和刀具的动态变化。