基于改进遗传算法的车削加工中心工步排序与优化

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1、２０１０年８月农业机械学报第４１卷第８期ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１０．０８．０４４基于改进遗传算法的车削加工中心工步排序与优化苏於梁褚学宁孙习武汤岑书（上海交通大学机械与动力工程学院，上海２００２４０）【摘要】多主轴多动力刀架车削加工中心工步排序问题是同时涉及资源调度和工步排序的复杂问题。提出一种改进遗传算法以解决结合工艺资源调度的车削加工中心工步排序问题。通过建立０１混合整数规划模型，为算法提供目标函数及约束，并根据此模型中多参数多约束的特点，设计了一种基于结构体的编码方法。为改善算法性能，根据相邻基因间的相似程度，构造了多概率交叉算

2、子与多概率变异算子，从而提高由相邻基因组成优秀基因段遗传至下一代的概率。实例表明该遗传算法具有可行性与有效性，并且较传统遗传算法在解决该类问题方面具有更好的收敛性。关键词：车削加工中心工步排序改进遗传算法中图分类号：ＴＨ１６２文献标识码：Ａ文章编号：１０００１２９８（２０１０）０８０２１６０７ＷｏｒｋｓｔｅｐｓＳｅｑｕｅｎｃｉｎｇａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＭｉｌｌ／ｔｕｒｎＭａｃｈｉｎｉｎｇＣｅｎｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＩｍｐｒｏｖｅｄＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍＳｕＹｕｌｉａｎｇＣｈｕＸｕｅｎｉｎｇＳｕｎＸｉｗｕＴａｎｇＣｅｎｓｈｕ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａ

3、ｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＭｉｌｌ／ｔｕｒｎｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒｃａｎｐｅｒｆｏｒｍｓｅｖｅｒａｌｏｐｅｒａｔｉｏｎｓｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｗｉｔｈｍｕｌｔｉｐｌｅｓｐｉｎｄｌｅｓａｎｄｐｏｗｅｒｔｕｒｒｅｔｓ，ｗｈｉｃｈｍｅａｎｓｗｏｒｋｓｔｅｐｓｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｓｈｏｕｌｄｂｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｗｉｔｈｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｍｉｌｌ／ｔｕｒｎｍａｃｈｉｎｉ

4、ｎｇｃｅｎｔｅｒ，ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｗｏｒｋｓｔｅｐｓｓｅｑｕｅｎｃｅｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａ０１ｍｉｘｅｄｉｎｔｅｇｅｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅｌｗａｓｓｅｔｕｐｔｏｓｕｐｐｏｒｔｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｗｉｔｈｏｂｊｅｃｔｆｕｎｃｔｉｏｎａｎｄｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｓｅｎｔｓｏｍａｎｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅ０１ｍｉｘｅｄｉｎｔｅｇｅｒｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇｍｏｄｅｌ，ｃｏｄｉｎｇｓｔｒａｔｅｇｙｗａｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｄａｔａｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎｓｔｅａｄｏｆｉ

5、ｎｔｅｇｅｒｏｒｓｙｍｂｏｌ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｏｆｇｅｎｅｓ，ｔｗｏｎｏｖｅｌｇｅｎｅｔｉｃｏｐｅｒａｔｏｒｓｎａｍｅｄｍｕｌｔｉｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｃｒｏｓｓｏｖｅｒｏｐｅｒａｔｏｒａｎｄｍｕｌｔｉｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｍｕｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｏｒｗｅｒｅａｌｓｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｓｅｇｅｎｅｔｉｃｏｐｅｒａｔｏｒｓｉｎｓｕｒｅｔｈａｔｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅｓｃｏｎｓｉｓｔｅｄｏｆｇｅｎｅｓｗｉｔｈｍｏｒｅｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｃｏｕｌｄｔｒａｎｓｍｉｔｔｈｅｉｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｔｏｎｅ

6、ｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｗａｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙａｒｅａｌｃａｓｅｕｓｉｎｇｄｕａｌｓｐｉｎｄｌｅｓａｎｄｔｗｉｎｐｏｗｅｒｔｕｒｒｅｔｓｍｉｌｌ／ｔｕｒｎｍａｃｈｉｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｌｓｏｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍｇａｉｎｅｄａｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｔｈｅｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＭｉｌｌ／ｔｕｒｎｍａｃｈｉ

7、ｎｉｎｇｃｅｎｔｅｒ，Ｗｏｒｋｓｔｅｐｓｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇ，Ｉｍｐｒｏｖｅｄｇｅｎｅｔｉｃａｌｇｏｒｉｔｈｍ床增加了铣削、钻孔等多种综合加工能力，并可以使引言用多把动力刀架同时加工不同的工步，是一种具有［１］多主轴多动力刀架车削加工中心比传统车削机并行加工能力的新型复合数控加工中心。该类收稿日期：２００９０７２４修回日期：２００９０９０７国家“８６３”高技术研究发展计划资助项目（２００７ＡＡ０４Ｚ１４０）、高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２００７０２４８０２０）和上海市重点学科建设资助项目（