[发明专利]一种考虑刀具寿命的刀具配置方法

权利要求书

1.一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、根据历史数据，整理出刀具配置所需的基本信息，将停机时间和换刀时间折算成成本；

步骤2、随机生成任务顺序和任务加工工时，初始化刀库状态为空；

步骤3、确定求解问题的约束，并构建求解模型；

步骤4、采用贪心策略进行刀具配置，从第0个任务开始，判断任务所需刀具类型并添加进刀库中，直至刀库刀位均被装满；

步骤5、启动加工，至刀库中刀具无法满足下个加工任务时，停机，进行换刀决策；

步骤6、依据单个任务平均加工成本的决策指标，确定本次停机换刀所覆盖的待加工任务序列长度，求解换刀的具体信息并进行换刀决策；

步骤7、再次启动加工，至刀库中刀具无法满足下个任务加工时，进行步骤6，直至任务序列中任务加工完毕；

步骤8、计算停机、使用新刀和换刀的总成本，输出刀具配置结果。

2.根据权利要求1所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述步骤1中刀具配置所需的基本信息包括刀具类型、刀具初始使用寿命、刀库容量、停机时间、新刀成本、换刀时间。

3.根据权利要求1所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述步骤3中求解问题的约束至少包括：

(1)刀位刀具装载数量约束，一个刀位最多只能装载一把刀具；

(2)加工任务前后刀具寿命约束，停机换刀前，加工后刀具寿命不能大于加工前的刀具寿命；

(3)加工任务的刀具寿命约束，加工任务刀具的剩余寿命要大于等于任务所需寿命；

(4)任务需求刀具数量约束，一个任务只需要一把刀具进行加工。

4.根据权利要求1所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特种在于，所述步骤6的具体方法为：

(1)获取刀库中的刀具信息、暂存区刀架上已使用过的刀具信息，采用贪心策略，求解此次换刀可加工的最大任务数，确定搜索范围；

(2)遍历搜索范围内任务的加工需求，以本次换刀的最优单个任务平均成本最优为决策目标，求解换刀的具体信息；

(3)根据步骤(2)的求解结果作为换刀依据，停机，进行换刀决策。

5.根据权利要求4所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述步骤(2)求解换刀的具体信息的方法为：

①在本次换刀过程中，求解刀库中刀具的移除优先级，需要装载进刀库中刀具的优先级；

②根据移除优先级，装载优先级求解换刀信息，计算在本次搜索中的换刀成本；

③对比搜索范围中单个任务平均加工成本，取最优的决策目标作为此次换刀依据。

6.根据权利要求5所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述步骤①中求解刀库中刀具的移除优先级的具体方法为：获取刀库中达到报废状态的刀具信息，将此类刀具列入移除列表，并将移除优先级设定为1；获取刀库中未报废的但后续任务不需用到的刀具信息，将此类刀具列入移除列表，并将移除优先级设定为2；获取刀库中未报废的后续任务需用到的刀具信息，将此类刀具列入移除列表，计算此类刀具的移除优先级。

7.根据权利要求5所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述步骤①中求解本次换刀过程中需要装载进刀库中刀具的优先级的具体方法为：根据刀架的刀具信息，确认本次换刀可插入的已使用过刀具信息，并将此类刀具列入插入列表；确认剩下任务所需使用的新刀具，并将此类刀具列入插入列表。

8.根据权利要求6所述的一种考虑刀具寿命的刀具配置方法，其特征在于，所述计算刀库中未报废的后续任务需用到的刀具的移除优先级的具体方法为：

优先级＝3+下一个用到此刀具序号/任务数。