低碳低成本约束下箱体零件加工路线优化方法

张 雷 赵希坤 蒋诗新 宋豪达

, ,２３０００９

合肥工业大学机械工程学院 合肥

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摘要 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

０ 引言

,

目前 我国制造业的高速发展主要依靠能源

, .和资源的高投入 并以牺牲生态环境为代价 随,着经济社会的进一步发展 上述发展模式导致人

,与生态环境之间的矛盾日趋严重 很大程度上影

,响了我国经济的可持续发展 减少制造过程中产

.生的环境污染已迫在眉睫 低碳制造强调从原材、 、、、料及能源获取 产品设计 制造 使用 拆解回收全[ １],过程中实施碳排放的减量化与控制 是解决制

.造业环境问题的主要途径之一 在零件加工过程

,中 进行面向低碳的工艺路线优化是实施低碳制

,造的重要手段之一 工艺路线规定了将毛坯变为,产品零件的整个加工过程 很大程度影响产品零、 、件的加工效率 环境影响 加工质量和加工成本等 [ ２].企业经营目标

近年来国内外学者对机械加工过程中的工艺

. [２]优化问题进行了大量研究 李聪波等 建立了低

,碳高效的零件机加工工艺路线多目标优化模型

; [３]并应用改进遗传算法进行优化求解 尹瑞雪 通过对制造工艺及工艺链碳排放评估方法进行研

, ;究 提出了一种低碳机械制造工艺规划决策方法[４] ,程海琴等 提出碳效益评价指标 建立以碳效益

;极大化为目标的多工艺低碳制造决策模型 刘雪

[５] ,梅等 基于多色集理论与遗传算法 以辅助时间

; [６]最短为目标进行了加工中心工步优化 扈晓燕针对轴类零件应用多色集理论与遗传算法进行其

.工艺决策推理 但上述研究均存在一定的局限

, [１] , ,性 文献 运用遗传算法求解 求解效率较低 且

; [２Ｇ４] 、未考虑加工成本 文献 仅以加工成本 质量

, ; [５Ｇ６]等为优化目标 并未考虑环境影响 文献 运