可重构机床多目标优选方法

王太勇，孙熙冉，田松龄，张 雷，马明珠

可重构机床多目标优选方法

王太勇1, 2，孙熙冉1，田松龄3, 4，张 雷5，马明珠1

(1. 天津大学机械工程学院，天津 300350；2. 天津大学仁爱学院，天津 301636；3. 天津城建大学控制与机械工程学院，天津 300384；4. 天津市泰森数控科技有限公司，天津 300392；5. 天津商业大学机械工程学院，天津 300134)

模块化的可重构机床使可重构制造系统具备高效生产零件族的能力，对可重构制造系统的可重构能力和响应能力有着显著影响．为设计一个低成本、高可重构能力的可重构制造系统，提出了一种基于布谷鸟搜索算法的可重构机床多目标优选方法．首先，通过加工方向建立加工工序与可重构机床的映射关系．其次，考虑到制造系统生产零件族中不同零件时需进行重构，对可重构机床进行标识以清晰地表述可重构制造系统重构过程中可重构机床的变化．再次，从设备级和系统级两个层级分别量化了重构过程中的重构成本和重构指数，并基于此提出了两个目标函数：最小化可重构制造系统设计总成本和最大化总重构指数．最后，通过工程实例来验证该方法的有效性和高效性．案例结果表明：得到的设计成本最低的方案值为316.7，最佳的重构指数方案的值为27.4．此外，与解决此类问题常用的多目标优化算法NSGA-Ⅱ比较，多目标布谷鸟搜索(MOCS)算法能快速收敛并在200次迭代后取得全局的Pareto最优解，证明了提出的方法能够高效地筛选出更经济、更高重构指数的可重构机床选择方案．所提出的多目标优选方法可为后续的相关研究和生产实践提供指导．