刘厚才， 廖艳春



基于Pareto最优解的零件制作方向优化研究

刘厚才， 廖艳春

（湖南科技大学机电工程学院，湖南湘潭 411201）

分析了快速成型工艺中零件制作方向对制件表面质量、所需支撑面积和零件制造时间的影响，分别建立了它们的优化数学模型。采用了基于Pareto最优解的多目标优化遗传算法NSGA－II进行优化计算，通过与单目标优化方法求得最优结果的对比，表明用多目标优化方法进行零件制作方向的优化计算，不仅可以求出比单目标方法更优的解，而且通过一次优化计算就可得到多个较优的零件制作方向。

计算机应用；快速成型；多目标优化；零件制作方向；Pareto最优解

在快速成型技术的制造过程中，零件的制作方向是一个非常重要的工艺参数，它直接影响制件的表面质量、支撑结构、制作时间等指标，并最终影响着零件的制作成本。在当前许多商品化的快速成型系统中，零件的制作方向仍然靠用户人工选择，这样，零件制作方向的选择在很大程度上取决于用户的经验和主观技巧。对于形状和结构较简单的零件一般凭直觉或经验比较容易确定一个较好的零件制作方向，但是对于形状和结构较复杂的零件就很难凭直觉或经验选出一个较优的零件制作方向，而且大多数用户不具备这种能力。为了解决这个问题，国内外研究人员通过采用不同的方法对零件制作方向与这些指标的关系进行过理论分析与研究，建立零件制作方向的优化数学模型，并对优化模型进行数值求解，以实现对任意形状和结构零件制作方向的自动优化方法。……