一种基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法

本发明属于自动编程，尤其涉及一种基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法。

背景技术：

1、桥壳，是安装主减速器、差速器、半轴、轮装配基体，其主要作用是支承并保护主减速器、差速器和半轴等。一般来说，普通非断开式驱动桥桥壳是一根支承在左、右驱动车轮上的刚性空心梁，主减速器、差速器、半轴等传动件均装在其中，桥壳经纵置钢板弹簧与车架或车厢相联。它是驱动桥的重要组成部分又是行驶系的主要组成件之一。驱动桥壳应有足够的强度和刚度，质量小，并便于主减速器的拆装和调整。驱动桥壳从结构上可分为整体式桥壳、可分式桥壳和组合式桥壳三类；然而，现有基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法对生产设备拓扑优化得到的结果不稳定；同时，对程序错误检测能力有限。

2、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

3、(1)现有基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法对生产设备拓扑优化得到的结果不稳定。

4、(2)对程序错误检测能力有限。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法。

2、本发明是这样实现的，一种基于数据智能识别技术的工程机械驱动桥桥壳生产的自动编程方法包括：

3、步骤一，确定各个桥桥壳生产设备的物理结构拓扑关系，并对物理结构拓扑进行优化；所述物理拓扑关系包括桥桥壳生产设备和模块化控制单元的对应关系以及由桥桥壳生产设备的负载类型拓扑得到的桥桥壳生产设备的运动规则；主控制器对与桥桥壳生产设备对应的模块化控制单元下发正确的指令，将各个负载的各个动作、桥桥壳生产设备、模块化控制单元和主控制器通过寻找目标地址方式对应；

4、步骤二，根据各个桥桥壳生产设备的物理拓扑关系，将桥桥壳工件作为标准桥桥壳工件，对需要生产加工的位置进行编程；使用定规使所述桥桥壳工件的顶点与所述工作台的顶点重合，所述桥桥壳工件的任意两边与所述工作台的两边相重合，按照所述桥桥壳工件在所述工作台上的摆放位置和摆放方向；

5、步骤三，对所述标准桥桥壳工件进行轴对称、中心对称或平移变换，所述轴对称变换以所述工作台的对称轴为对称轴，所述中心对称变换以所述工作台的中心为对称中心，从而得出所述工作台上所述桥桥壳工件的生产加工程序，并对生产加工程序进行优化。

6、进一步，所述对物理结构拓扑进行优化方法如下：

7、(1)划分有限元网格，建立生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型；设定多种群遗传算法的操作参数；

8、(2)求解生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型，绘制生产设备的物理结构拓扑优化结果。

9、进一步，所述多种群遗传算法的操作包括种群初始化、求解个体适应度函数、交叉操作、变异操作、移民操作和选择操作。

10、进一步，所述种群初始化具体为：

11、若初始设计区域为整个设计区域，每个单元个体赋予由字符‘0’和‘1’随机混合的字符串；

12、若初始设计区域只为整个设计区域中的某个猜想部分，则字符‘0’和‘1’随机混合的基因赋予实单元，全字符‘0’的基因赋予空单元。

13、进一步，所述个体适应度函数选取单元灵敏度，第i个单元的灵敏度αi由目标函数c(ρ)对单元i相对密度ρi的偏导数决定：

14、

15、其中，p为惩罚因子，ui为单元i的位移，为单元i满材料时的刚度。

16、进一步，所述交叉操作为：每个个体只进行一次配对与交叉操作，同阶级单元进行配对交叉的概率为pc，不同阶级间进行配对交叉的概率为(1-pc)，pc为一个预先给定的处于(0，1)区间的数值。

17、进一步，所述变异操作为：对于“高阶级”中的个体，只有‘0’到‘1’的突变；对于“低阶级”中的个体，只有‘1’到‘0’的突变。

18、进一步，所述移民操作为：对于“高阶级”个体，若某一种群中的相应个体基因含有更多的字符‘1’，则将个体基因移民到相邻种群中；对于“低阶级”个体，若某一种群中的相应个体基因含有更多的字符‘0’，则个体基因移民到相邻种群中。

19、进一步，所述选择操作为：在“高阶级”中，精华个体是基因中含有最多字符‘1’的个体，若精华个体基因字符全是‘1’且能至少保持gen代，则单元转变为实单元；在“低阶级”中，精华个体则是基因中含有最多字符‘0’的个体，若精华个体基因字符全是‘0’且能至少保持gen代，则单元转变为空单元；

20、所述求解生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型时，以每个单元中心点为圆心、半径为rmin范围内的所有单元灵敏度的加权平均值作为该单元的灵敏度；当前迭代步k最终的单元灵敏度取当前迭代步k与上一迭代步(k-1)单元灵敏度的算术平均值。

21、进一步，所述对生产加工程序进行优化方法如下：

22、1)当监控到待测生产加工程序的关键指令被执行时，在路径约束条件中输入错误约束；根据外部函数的地址，利用插桩工具提供的api获得外部函数名；

23、2)对路径进行遍历搜索，求解新的路径约束条件，产生触发软件错误的用例；监控外部函数导致的符号传递，通过符号传递定位代码错误；

24、在路径遍历搜索过程中，首先接受初始用例作为其参数，初始用例的边界设置为0，表明执行初始用例产生的路径约束条件从深度0开始都被否定，以产生新的路径约束条件；将初始用例加入到一个工作列表中；实际执行待测生产加工程序，其输入为初始用例，检测初始用例能否触发错误；当工作列表不为空时，则进入顶层循环的动态符号执行；依据是用例的分值，从工作列表中选择一个用例作为当前动态符号执行的输入，分值越高代表优先级越高；对待测生产加工程序进行动态符号执行，并生成新的用例集合；对集合中每一个用例进行实际执行，检测是否能够触发待测生产加工程序的错误，并对每个新用例进行评分；在检测内存函数错误时，将所有的输入标记为可疑点，表示所有的输入都是不可信的，然后追踪可疑点传递，当可疑点数据作为源操作数的时候，将指令的目的操作数也标记为可疑点，当可疑点数据传递到内存函数时，即可疑点数据作为内存函数的参数时，则找到内存函数错误；

25、在可疑点的数据结构上，采用一个连续的内存空间；给定一个虚拟地址addr，使用这个地址addr，找到可疑点数据结构的字节位置，再找到字节中的位偏移；如果这1位为1，表示对应的地址addr是可疑点数据，如果是0则表示该地址不是可疑点数据；

26、然后对可疑点传递进行追踪，具体包括：注册一个初始化回调函数，对追踪可疑点传递所需要的临时数据结构进行初始化，该临时数据结构存储内存地址和宽度信息、寄存器、指令操作码、指令类型，判断是否是内存读取操作，如果是则根据读取的内存地址和内存操作数的大小，而将这些信息存储到临时数据结构中；判断是否是内存修改操作，如果是则根据修改的内存地址和内存操作数的大小而将这些信息存储到临时数据结构中；获得读取的寄存器，将该寄存器信息存储到临时数据结构中；将该寄存器信息存储到临时数据结构中，将指令类型和指令操作码信息存储到临时数据结构中；到临时数据结构中查找所有被读取的寄存器和内存地址，然后利用上述可疑点数据结构中查询是否是可疑点，如果不是，则将记录在临时数据结构中的那些被修改的寄存器和内存地址的可疑点信息全部删除；如果有任何一个寄存器或者内存地址是可疑点，则将记录在临时数据结构里的那些被修改的寄存器和内存地址全都标记为可疑点。

27、结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

28、第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

29、本发明通过对物理结构拓扑进行优化方法建立生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型，再设定多种群遗传算法的操作参数，最后求解生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型，绘制生产设备的物理结构拓扑优化结果；将mpga与beso法相结合，能实现体积约束条件下最小化结构柔度的生产设备的物理结构拓扑优化设计；同时，通过对生产加工程序进行优化方法在不降低代码覆盖率的前提下，提高了错误定位效率，优化了代码错误搜索过程。

30、第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

31、本发明通过对物理结构拓扑进行优化方法建立生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型，再设定多种群遗传算法的操作参数，最后求解生产设备的物理结构拓扑优化问题的优化模型，绘制生产设备的物理结构拓扑优化结果；将mpga与beso法相结合，能实现体积约束条件下最小化结构柔度的生产设备的物理结构拓扑优化设计；同时，通过对生产加工程序进行优化方法在不降低代码覆盖率的前提下，提高了错误定位效率，优化了代码错误搜索过程。