基于集群优化蚁群算法的加工空行程优化方法

针对航天壁板结构件空行程优化的大规模非对称性,提出一种将最大最小蚁群系统与节点集优化算法和3-opt局部搜索算子结合的集群优化蚁群算法。在该算法中,以腔体特征为单位进行编码,通过节点集优化算法在多项式时间内计算当前腔体序列的最佳进/退刀点的选择方案;腔体间的启发式信息跟随当前蚂蚁已访问过的路径而变化,其值为当前腔体的所有进/退刀点组合相对于前一腔体的空走时间的增量期望值;提出一种非对称问题的3-opt局部搜索算子,在Hamilton回路的邻域重组中不倒转路径方向,进而通过复用相邻节点集间的最短路径计算结果降低算法复杂度。该算法将两阶段问题作为一个整体进行求解,使得每次迭代都能找到当前最优解的最佳邻域,保证了求解效率和精度。