合理的布局方案设计对于锻造自动化生产线的生产效率提升具有至关重要的作用。传统的设计方法根据工艺要求进行设备布局,大多依靠工程师的经验来进行布局优化,部分工程师辅以专用软件进行可行性评估与验证。这种设计方法缺乏理论指导,无法衡量布局方案的优劣,很难得到一个较优的方案,从而导致生产线的工作效率降低,产生较高的生产成本。因此需要在生产线布局设计阶段采用合理、高效的方法对设备的布局方案进行设计与优化。本课题以某企业热模锻压力机曲轴锻造自动化生产线效率提升的需求为背景,以该生产线中的瓶颈单元为研究对象,以求得锻造单元布局方案的相对最优解为目标,对机器人锻造单元布局优化方法进行探索。本课题在对机器人及锻造单元进行数学建模的基础上,提出了设备及工作空间分层描述方法与机器人轨迹过渡点的预估方法,并充分考虑高温热锻件对布局优化的影响因素,确定了机器人运行时间、机器人可操作性作为单元布局的评价指标。在满足干涉检验与布局约束的条件下,通过设计改进精英策略的快速非支配排序遗传算法对单元内布局问题进行编程与求解,得到多目标布局优化问题的帕累托前沿解。通过对前沿解中的布局方案进行比较与分析,确定出本文讨论的布局问题的相对最优方案。通过对优化后的布局方案进行仿真模拟和实际应用,验证了本课题提出的机器人锻造单元布局优化方法及布局方案的可靠性与合理性。与优化前的布局方案相比,优化后的方案在运行时间与可操作性两个指标上的性能均有所改善,显著地提升了生产效率。