6)终止条件检测:若当前所有个体的Rank值均为1的前19次迭代均是所有个体的 Rank值为1，则终止迭代;若不满足，则查看是否达到迭代次数150:未达到，则转入步骤3)， 进入下一次迭代;达到则终止迭代；
[0072] 7)输出迭代结果；
[0073] 5-4)最优解确定：
[0074]由于ED-NSGA-II求解得到结果为最优解集，需要进行最优解的确定，因此采用基 于DEMATEL+ANP方法进行多个目标的权重确定，进行最优解确定；
[0075] 5-5)生产规划的生成：
[0076] 通过确定的最优解，得到相应的加工能耗，同时解码确定每道工序的加工机床和 各台机床上任务的加工顺序，并生成相应生产优化配置的结果。
[0077] 相对于现有技术，本发明具有的有益效果是：
[0078] 本发明提供的订单驱动的离散制造过程能耗优化方法，依据待加工零件的不同工 序的NC代码，获取计算加工该工序所需要的变量，代入能耗计算模型得到该工序在某台机 床上加工的能耗值，从而建立多个零件在不同机床上加工的能耗信息库，然后设计多目标 优化算法进行离散加工的生产规划，实现加工过程的能耗优化。该选配方法的步骤条理清 晰、层次明确，为订单驱动的离散制造过程进行系统层的能耗优化提供了借鉴。一方面，本 发明提出的基于加工过程参数、NC代码、机床特性和加工材料的能耗预测方法，与传统的多 次测量获得某道工序的能耗的经验知识的方法相比，能够有效地降低冗余度，从而简化了 零件加工工序能耗信息库的构建。另一方面，本发明提出了系统层面上的离散制造过程的 能耗优化方法，考虑了加工能耗、运输能耗、加工间隙能耗多个能耗指标，并构建了机床在 加工间隙的开关机决策模型以进一步降低能耗;改进了多目标优化算法NSGA-II进行生产 资源分配，保证了完工时间，降低了加工成本和加工能耗。
【附图说明】：
[0079]图1是NC代码解析器内部工作流程图；
[0080]图2是某铣削加工过程功率曲线；
[0081 ]图3是机床状态转化关系图；
[0082]图4是本发明设计的算法流程图；
[0083]图5是案例基因链解码甘特图；
[0084]图6是目标值分布图；
[0085] 图7是二元Ρ0Χ交叉示意图；
[0086] 图8是NSGA-II算法流程图；
[0087] 图9是本发明设计的改进的NSGA-II算法流程图；
[0088] 图10是加工实例零件信息图；其中，图10(a)是喷口座的零件图和工艺过程卡，图 10(b)是导体1的零件图和工艺过程卡，图10(c)是导体2的零件图和工艺过程卡，图10(d)是 FES壳体的零件图和工艺过程卡；
[0089] 图11是加工实例算法优化结果;其中，图11(a)是最优曲面个体数的收敛曲线图， 图11(b)是最优曲面图；
[0090] 图12是优化实例的甘特图。
【具体实施方式】：
[0091] 下面结合附图及具体实例对本发明作进一步的详细说明。
[0092] 本发明提供的订单驱动的离散制造过程能耗优化方法，包括以下步骤：
[0093] 1)根据待加工零件的某道工序的NC代码获取加工该工序的负载时间、空载时间、 换刀次数、待机总时间、启动总时间、负载时的进给量、主轴转速、刀具型号等；
[0094] 2)根据步骤1)中获得的负载时的进给量、主轴转速、刀具型号等，代入负载功率和 空载功率计算模型，获得负载功率和空载功率；
[0095] 3)根据步骤1)和步骤2)获得的变量和该道工序选定的机床固有的启动功率、待机 功率和换刀能耗，代入总工序能耗计算模型，计算得到该工序能耗值。
[0096] 4)根据步骤1)、步骤2)和步骤3)的工序能耗预测方法，获取一个生产批次内多个 不同零件的某道工序在不同机床上加工的能耗值，构建能耗信息库。
[0097] 5)根据步骤4)获得的能耗信息库，进行每道工序加工机床的确定和每台机床上加 工任务的确定，设计改进的NSGA-II算法，保证在完工时间、加工成本的约束下，使得加工能 耗低。
[0098] 所述的步骤1)的具体操作为：
[0099] 以铣削加工为例，构建NC代码解析器，通过C语言编程实现，内部工作流程如图1所 示：
[0100] 通过T指令获取换刀次数N。，同时获取此时使用的刀具的型号以获取铣削宽度B; 通过Μ指令获取机床的启动时间和关闭时间，从而获取计算运行总时间T;通过S指令获取机 床的主轴转速η;通过F指令获取进给量f;通过G指令获取坐标位置点，通过结合进给量计算 铣削时间!^和空铣削时间T ls，结合运行总时间计算得到待机时间。
[0101] 所述的步骤2)的具体操作为：
[0102] 首先是获取铣削功率公式:参考机械加工工艺手册，机床、刀具和材料一定的情况 下，铣削功率与铣削参数之间存在复杂的幂函数关系：
[0103]
(1)
[0104]式子中，K:与工件材料、刀具、机床性能相关的系数;η:主轴转速，单位为 进给量，单位mm/mi η; Pi设备铣削功率，aP:铣削深度，单位mm; B:铣削宽度，单位mm; λ!、λ2、 入3、山为舉指数。
[0105] 设计正交试验，采用杰尼查UMG-604配置能耗采集系统，利用软件GridVis进行加 工能耗信息的统计，通过利用多元线性回归方法(SPSS)处理可得到铣削功率公式：
[0106]
(2)
[0107]机床、刀具和材料一定的情况下，空铣削功率仅与进给量和转速相关，铣削空载功 率公式如式(3)所示：
[0108]
(3)
[0109] 式中，KiA空载功率系数，与工件材料、刀具、机床性能相关;cha为幂指数。
[0110] 利用多元线性回归方法(SPSS)处理可得到幂指数和空载功率系数，如式(4)所示。
[0111] Pis = 6.143X10-16n0.982f0. 124 (4)
[0112] 将步骤1得到的主轴转速、进给量、铣削深度、铣削宽度代入式(2)得到铣削功率。 将主轴转速、进给量代入式(4)得到空铣削功率。
[0113] 所述的步骤3)的具体操作为：
[0114] -次实际加工过程的铣床功率曲线如图2所示，可分为启动阶段、待机阶段、主轴 启动阶段、空载阶段和负载阶段。在各个阶段机床的功率不同，总能耗可通过式(5)进行计 算：
[0115] E = PsTs+PiTidt+PisTis+PiTi+NcEc (5)
[0116] 式子中：ps :设备启动功率，Pi:设备待机功率，pis:空铣削功率，备铣削功率， Ec:换刀能耗，Ts:启动总时间，Ti:待机总时间，Tis:空铣削总时间，Τι:铣削功率，N c:换刀次 数。
[0117] 将仅与设备相关的设备启动功率、设备待机功率、换刀能耗和前两个步骤得到的 空铣削功率、切削功率、换刀次数、启动总时间、待机总时间、总负载时间、空铣削总时间代 入式(5)获得该工序在某台机床上加工的能耗。
[0118] 所述的步骤4)的具体操作为：
[0119] 获取某个批次内多个零件的加工工艺过程，并根据车间实际情况，确定代加工零 件的某道工序的可选机床，根据NC代码、零件材料和机床性能，采用前3个步骤所确定的工 序能耗预测方法，计算零件某道工序在不同机床加工的能耗预测值，构建该批次多个零件 在其可选机床上加工的能耗信息库。
[0120] 所述的步骤5)的具体操作为：
[0121] -、规划问题描述：
[0122] l、n个加工任务，Ji，i = l，2,3...n;
[0123] 2、m台加工机床，第k台机床为Mk，k=l，2,3. · .m;
[0124] 3、每个加工任务有多道工序，Oij表示第i个任务的第j道工序。
[0125] 4、某道工序可在多台的机床上加工，在不同机床上加工的时间、成本不同、能耗量 不同。
[0126] 包括两个子问题：
[0127] 每道工序选择合适的机床，即机器分配问题；
[0128] 每台机床上多个任务的加工工序进行合理的排序。
[0129] 假设：
[0130] l、t = 0时刻，所有机器均可用，所有工件均可被加工；
[0131] 2、所有工序在可用机器上的加工的时间、成本不同、能耗值已知，且忽略运输时 间；
[0132] 3、同一工件的工序间具有先后工艺约束，其加工顺序已预先确定；
[0133] 约束条件：
[0134] 同一时刻同一台机器只能加工一个零件；
[0135] 每个工件在某一时刻只能在一台机器上加工，不能中途中断每一个操作；
[0136] 同一工件的工序之间有先后约束，不同工件的工序之间没有先后约束
[0137] 不同工件具有相同的优先级
[0138] 目标:完工时间最短，加工能耗最低，成本最低
[0139] 二、开关机决策模型构建：
[0140] 在加工过程中，机床在等待下一道加工工序时，往往采取空载等待的方式，这会造 成大量的电能消耗。为减少加工过程的能耗，有必要构建机床在加工间隙的开关机决策模 型。
[0141]机床存在正常运行(P)、空载（I)、关闭（S)三个状态，状态之间转化需要一定的时 间和消耗一定的能源，转化关系如图3所示：
[0142] 图3中参数说明：C^Cp分别为机床在空转和正常运行状态下的功率，Exy代表状态 之间转化的能耗，例E IP为空转到正常运行间转化的能耗，Txy代表状态之间转化的时间，例 TIP为空转到正常运行转化的消耗的时间。
[0143] 决策模型为：
[0144] if Tsp+Tps>Tin
[0145] then:保持机床空载；
[0146] else if Esp+Eps>CiTin
[0147] then保持机床空载
[0148] else关闭机床
[0149] 1、如果关闭到运行的转化时间和运行到关闭的时间之和大于机床等待的间隙时 间，则保持机床空载，保证机床开关机不影响完工时间。
[0150] 2、在关闭到运行的转化时间和运行到关闭的时间之和不大于机床等待的间隙时 间的前提下，如果关闭到运行的转化能耗和运行到关闭的能耗之和大于机床空载能耗，则 则保持机床空载，保证能耗最低。
[0151] 3、其它情况则关闭机床。（说明：该模型主要考虑能耗因素，其它因素不予考虑。例 如频繁开