李爱平 何 琪 刘雪梅

（同济大学机械与能源工程学院，上海 201804）

机床布局是生产线布局设计中急需解决的问题。性能最优与空间最小是机械系统布局的两个主要目标。在以满足性能要求为目的的机械系统布局方面，国外 Moon［1］和 Kota［2］等人提出了分解运动变换矩阵以实现机械结构自动重组。国内的张广鹏［3］以同样的思路研究机床布局，根据刀具位姿矩阵导出了运动级联矩阵，进而生成运动功能方案，最终实现机床的结构形态方案。韩泽光［4］研究了机械产品的运动方案设计与结构方案设计，对这两个设计进行了精确的数学描述与表达，为机床的结构与布局方案设计提供了一种理论设计方法。王德伦［5］提出运动构型、尺度与结构方案相融合的机械产品创新设计状态空间方法体系，并将其应用到机床的方案设计中。在以空间最小为目的进行的机械系统布局方面，冯恩民等［6－7］对布局中的图元作了精确的数学表示，并构建了数学模型，给出了一些理论上的算法，并将改进的遗传算法应用到卫星舱的布局问题中。徐义春［8］在研究了矩形布局优化问题时设计了一种构造式算法——定位法，即将一个矩形围绕另一个已经确定位置的矩形作为参照进行部署，结合遗传算法寻优，得到了较好的计算结果。Jacquenot［9］等在2009年的 ASME设计工程国际会议上提出了多目标自由布局问题的方法，对机械产品的二维和三维布局都有一定的借鉴意义。

国内外研究学者在考虑性能或空间两者之一单个因素的机床布局研究都已经较为成熟，但是对于如何在机床空间优化布局的同时保证机床的性能这一问题还有待研究。……