SpaceTeamSat1 立方衛星結構的 NC 優化：HiNC 的進給優化讓原程式回到主軸目標與撓曲上限、只多 3.8 % 的時間，並讓手調版少 9.9 %

SpaceTeamSat1 立方衛星結構是六片 Al 7075 板：一個 AI 代理 (agent) 用自己的 2.5 軸 CAM 產生 Fanuc 程式，分 24 次裝夾加工。X- 板的第一次裝夾（X- OP1）是這個案例第一次整支播放程式、看到小刀出問題的地方。照 CAM 第一次寫出的樣子播放，這支程式在 D16 粗加工向主軸要了 1.6 倍的短時額定（第 99 百分位），讓 D6 與 D2 的精修刀彎了 194 與 360 µm，而案例的上限是 D6 牆上 25 µm、D4 與 D2 角落 50 µm。代理一輪一輪手調它的 CAM，直到程式兩條都守住：進給依每一段刀路碰到的料縮放、牆分成半精修與一刀光刀、內凹圓弧放慢、光刀用 80 % 的進給。這次修改要付時間：823.6 秒的模擬時間，原程式是 635.6 秒。這一頁，同一個代理把兩支程式都交給 HiNC 的進給優化——它依每一步讀到的負荷重寫每一行的進給——並問兩個工廠會問的問題：優化器會怎麼處理原程式——哪些過載能靠進給拿掉、要付多少時間——以及在守住主軸與精修撓曲的前提下，手調修改花掉的時間它能收回多少？

在 HiNC 3.2.45、案例 0.125 mm 的網格寬度下，兩支優化後的程式在 HiNC 的模型裡都守住了主軸與精修撓曲。HiNC 對原程式的優化（變體 A）花 659.7 秒：比原程式長 3.8 %，比手調版短 19.9 %。D16 的主軸功率比第 99 百分位從 1.615 降到 0.663；由撓曲上限推得的目標切削力，讓一刀精修回到上限之內：D6 193.9 → 24.1 µm、D4 79.5 → 43.3 µm、D2 359.9 → 49.9 µm。HiNC 對手調版的優化（變體 B）——半精修照程式保留——花 741.8 秒，比手調版少 9.9 %，精修撓曲 25.0、46.2 與 49.1 µm。第三次播放是 Y+ 板第一次裝夾的 D2 段（變體 C），快 8.6 %，那把刀最大的撓曲從 55.8 降到 50.0 µm。每一支優化後的程式都重播到最後一行，沒有碰撞、行程或快移切料的警報，留下的零件也一樣：在代理自己 0.025 mm 的 z-map 上逐格點相同。

有兩件事左右這些數字。B 省下的時間有三分之二來自一個工廠可能不接受的改變：計畫沒有給粗加工的斜坡行另設上限，HiNC 就把 D16 的斜坡從程式的 F1800（半個切屑）拉到全切屑；斜坡若守住 F1800，B 只比手調版快約 3.3 %，A 則比原程式慢 12.5 %。另外，對那些有去料、卻讀不到任何力的步——在這裡是下到一層的下刀——HiNC 會把它們周圍的一段放慢到下限，這讓 B 的 D6 與 D4 光刀比手調版慢。A 的精修靠低到 0.001 mm 的切屑才回到上限之內，真實的刀在這種切屑下是擠壓而不是切削：這些撓曲只在 HiNC 的模型裡成立。這裡的一切都是模擬：沒有切過任何一片板，時間是 HiNC 的理想進給估計。

HiNC 優化原程式之後（變體 A）夾在虎鉗裡的 X- 板：D16 粗加工在第一個全深層 Z −4.35 結束時，D16 三刃端銑刀從熱縮刀把伸出 33 mm。切過的面依切出它的那一步的主軸功率比上色，0 到 1.2：處處是綠色，在 0.667 的目標上或之下。原程式的同一層——每一道全寬弧段都是紅色——在〈結果與效益〉。擷取自 HiNC 3.2.45。

在 HiNC 3.2.45 上量得	原程式	優化後重播	變化
X- OP1 模擬加工時間：原程式與變體 A	635.6 s	659.7 s	+3.8 %；比手調版短 19.9 %
X- OP1：手調版與變體 B	823.6 s	741.8 s	−9.9 %；D16 斜坡守住程式的 F1800 時約 −3.3 %（估計）
D16 粗加工主軸功率比，第 99 百分位／最大（目標：短時額定的 0.667）	原程式 1.615／2.632；手調版 0.666／2.632	A 0.663／1.576；B 0.663／1.576	原程式超過 1 的 5,844 步 → 1 步，是任何進給都壓不下來的一個斜坡折返
D6／D4／D2 光刀，最大 XY 刀尖撓曲（C2：25／50／50 µm）	原程式 193.9／79.5／359.9 µm；手調版 21.8／11.7／32.7 µm	A 24.1／43.3／49.9 µm；B 25.0／46.2／49.1 µm	在 HiNC 的模型裡守在 C2 內；A 的 D2 每刃 0.001 mm
D6 殘料粗加工，最大應力比（目標 0.333，降伏的三分之一）	原程式 0.758；手調版 0.703	A 0.332；B 0.332
Y+ OP1 的 D2 段（變體 C）：時間；光刀最大撓曲	360.5 s；55.8 µm	329.4 s；50.0 µm	−8.6 %；在 C2 的 2 % 餘裕內
形狀：代理的 z-map、HiNC 匯出的零件、優化後的檔	—	—	每個格點都相差在 1 µm 內；體積相差 4 × 10⁻⁶ 以內；A／B 的粗加工有 172／44 點偏離自己的行，最多 16.6 µm
重播訊息：碰撞／行程／快移切料	0	0	每一行都跑到
在共用的 32 執行緒伺服器上的成本，A／B：優化播放；重播	—	10.7／14.4 min、40.6／47.5 GiB；12.9／14.4 min、9.9／12.7 GiB	連同試跑約 1.5 小時的伺服器時間

案例

案例本身的頁面講代理怎麼規劃六片板的 24 次裝夾、寫它的 CAM、依零件的高度圖決定每支刀把的伸出量，並讓整批播放通過驗收；這一頁從 X- 板的第一次裝夾 CS_Xminus 開始——一個方框，靠底下留的 8 mm 夾持料夾在虎鉗上。代理拿到的是：

• X- OP1 的兩支程式（讀取自案例）：原程式，31,111 行，是代理的 CAM 第一次寫出的樣子；以及手調版，31,661 行，是案例驗收的那一支。原程式有五道銑削工序，手調版八道，兩支都用同樣的四支鑽頭，依序是：

工序	刀	原程式	手調版
rough1	T1，D16	依層的偏置輪廓粗加工，以螺旋與之字形斜坡進刀：切削 F3600（每刃 0.08 mm），斜坡 F1800	同一條刀路，進給依每一段刀路碰到的料縮放，最低到 30 %
rough2	T2，D6	殘料粗加工 F2400（每刃 0.04 mm）	同上，縮放
semi2	T2，D6	—	每面牆半精修，留 0.1 mm
fin2	T2，D6	先平面，再每面牆一刀吃掉 0.3 mm 的留量，F2400	光刀吃 0.1 mm，80 % 進給（F1920），內凹圓弧放慢（ρ / (ρ + r)），最低到 5 %
semi3、fin3	T3，D4 長頸	R2 角一刀，F1800	半精修，再一刀光刀，同樣縮放
semi4、fin4	T4，D2 長頸	R1 角與窄槽一刀，F576	半精修，再一刀光刀，同樣縮放
holes	T11–T14，鑽頭 D1.0–D2.5	啄鑽（G83）	同左

• 刀具（讀取自案例的刀表；切屑是代理給 7075 用的一般碳化鎢值，不是刀具廠的表）：

T	刀具	刀把、伸出	轉速	切屑（每刃進給）	該切屑下的進給
T1	D16 三刃端銑刀，刃長 32 mm	SF16 熱縮刀把，33 mm	15,000 min⁻¹	0.08 mm	3,600 mm/min
T2	D6 三刃端銑刀，刃長 20 mm	SF6，21 mm	20,000 min⁻¹	0.04 mm	2,400 mm/min
T3	D4 三刃，刃長 8 mm，D3.6 刀頸	SF4；原程式：頸 22、伸出 23 mm；手調版：頸 18、伸出 19 mm	24,000 min⁻¹	0.025 mm	1,800 mm/min
T4	D2 兩刃，刃長 4 mm，D1.8 刀頸	SF4；原程式：頸 20、伸出 21 mm；手調版：頸 16、伸出 17 mm	24,000 min⁻¹	0.012 mm	576 mm/min
T11–T14	碳化鎢鑽頭 D1.0、D1.6、D2.4、D2.5	SF3，9–15 mm	12,000–24,000 min⁻¹	依直徑	480–600 mm/min

• 案例給這些刀的標準：C1，D4 以下刀具的應力比低於 0.5、所有刀具低於 0.8；C2，光刀的 XY 刀尖撓曲在 D6 與 D16 的牆上不超過 25 µm、在 D4 與 D2 的角落不超過 50 µm；C5，主軸功率與扭矩低於額定。在這次研究的播放裡，原程式三條都沒過（功率比第 99 百分位 1.615；撓曲 193.9、79.5 與 359.9 µm；D6 光刀的應力比 0.910、D2 光刀 0.821）；手調版的銑刀守住 C1 與 C2，C5 也守住，只有斜坡折返的一步是 2.632。
• 案例的設置：通用三軸機台，快移 30 m/min；Showcase 的通用主軸，連續 7.5 kW、短時 10 kW、24,000 min⁻¹、效率 0.4；Al 7075，用 HiNC 程式庫的切削資料；G54 在毛胚頂面的中心。
• 要求：HiNC 的產品負責人要從舊案例往上加的 NC 優化實作案例。

沒有人告訴它的：

• 每把刀的切屑可以到多大。 刀表的切屑是代理自己選的；手調版在它的規則預期會重切的地方都切得比這更小，而沒有任何東西說需要小多少。
• 怎麼守住撓曲上限。 HiNC 的優化器守主軸功率、主軸扭矩、刀具應力、開啟時的熱降伏、目標切削力、腳本註冊的任何準則，以及進給上下限；它沒有內建的撓曲準則，所以 C2 必須由別的準則承載。
• 手調規則還需不需要。 手調版的進給規則放慢的，正是優化器也會放慢的地方；進給優化器能不能在原刀路上完成這次修改的工作，就是變體 A 要回答的問題。

本頁的每個數字都來自這次研究在 HiNC 3.2.45、案例 0.125 mm 網格寬度上的播放：每支原程式的優化播放同時就是它的基準，所以每一個「優化前」都和它的「優化後」並排量得。

代理建了什麼

每個值都標明：讀取（讀自程式或案例）、推得（由它們或某次播放算出）、自選（代理的選擇）、預設（HiNC 的預設，照留）或量測（在 HiNC 3.2.45 的播放中量得）。

一個變體＝一次優化播放——HiNC 播放原程式，程式前放一個「NC 優化設定」命令，播完寫出優化後的檔——加上一次在同一專案、同一毛胚、同一網格寬度下重播優化後的檔。每次播放前都關掉專案、從檔案重新載入，而且從不存回。

播放	程式	回答什麼
角落試跑	兩支程式都整支播放，毛胚削到只剩板的一角：裝夾座標的 X 25 到 51.9、Y 25 到 51.9 mm（一個腳座、一個帶凹口的內角、框架的角）；每支程式其餘的部分都在空中播	每把刀的柔度與空切進給（一般播放）；嵌入的設定能不能完整留進優化後的檔；整支播放要多少記憶體與時間
A	原程式，用原刀表（在記憶體裡設定）	原程式的過載有哪些能靠進給拿掉、要付多少時間
B	手調版，用驗收的刀表，半精修照程式保留	在守住 C5 與 C2 之下，優化器能收回手調修改的多少時間
C	Y+ 板第一次裝夾的 D2 段（手調版用長頸 D2 的半精修與光刀），從這支程式前面幾段之後記錄的工件開始	同樣的問題，放在整批最重的小刀段上

每把刀的優化限制，每次優化播放前透過 PUT api/Cutter/{id}/opt-limit 整個送出、再讀回：T1–T4 開啟優化，每刃進給上限等於刀表的切屑（0.08、0.04、0.025、0.012 mm，讀取），降伏安全係數 3（應力守在降伏的三分之一），最小切屑厚與後角限制開啟，不設每刃最小進給（都是預設）；鑽頭 T11–T14 關閉優化（自選：優化器本來就不改固定循環）。A 與 B 的上限相同，所以兩個變體比的是誰決定哪裡要慢，而不是誰的切屑比較大。

每支程式前的「NC 優化設定」，每個鍵都寫出、讀回：

設定	值	出處
進給優化、重新插值	開	預設
原始進給率下限（以原程式進給的比例）	關（開啟時 0.8）	預設
進給率指派比率	0.01	預設
延伸前／後距離	2 mm 與 2 mm	預設
主軸功率與扭矩安全係數	1.5：目標是短時額定的 67 %	預設
命令的降伏安全係數；熱降伏安全係數	0（刀具自己的係數 3 生效）；0（不當準則）	預設
命令的每刃最小／最大進給	0／不設	自選：上限由刀具限制帶著，下限與行上限由嵌入的設定帶著
最小進給率	25 mm/min	自選：低於嵌入的最低下限（D2 的 5 %，28.8 mm/min），只當安全網；預設的 1 mm/min 會讓一個幻影讀值把一段壓到幾乎停住
最大進給率	10,000 mm/min	自選：快移 30 m/min 的通用機台，切削進給上限取保守值
最大加速度	1,000 mm/s²	自選：預設的 10 mm/s² 會把每一次變速攤到幾百毫米
快速進給率（空切進給）	10,000 mm/min，每段再由嵌入的設定改	自選（見下）
優先力（目標切削力）	不設（Infinity）；由嵌入的設定設在每一條光刀行上	自選（見下）
前進、側向與深度補償；深度分割	關	自選：補償不在本研究內；深度分割關閉時，被壓在下限的步，日誌寫的就是下限
省略前導零	關	自選：代理的檢查要讀懂輸出的每一個數字

嵌在程式裡的設定。 工作流程：NC 優化說明，程式自己註解裡的腳本，可以從它所在的那一行起改一個優化設定。代理把每一次改動寫成獨立的一行、只放這個註解，插在它要套用的移動之前，而且只在設定改變的地方寫；每一行屬於哪一道工序，取自程式自己的工序註解：

(@@OptMaxFeedPerTooth_mm=0.04; OptMinFeedPerTooth_mm=0.002; OptRapidFeed_mmdmin=2400; OptPreferedForce_N=36.29;)

類別	工序	嵌入的設定	理由
粗加工	rough1、rough2	上限：不設（刀具自己的生效）；下限：刀表切屑的 30 %（T1 0.024、T2 0.012 mm）；空切進給依下面的殘料切屑規則；不設目標切削力	30 % 是手調規則自己的粗加工下限，所以兩支程式共用它
半精修（只有 B 與 C）	semi2、semi3、semi4	整段保留在 (@@BeginPreserve();) 與 (@@^EndPreserve();) 之間	半精修決定光刀遇到的料；HiNC 的去料不含刀的彎曲，所以加快半精修，可能讓光刀吃到比 HiNC 看到的更多（為什麼是區段而不是逐行，見難題 1）
精修	fin2、fin3、fin4	沒有 Z 移動的 G01 行：上限是刀表切屑；有 Z 移動的 G01 行（下刀、斜坡）：上限是這一行自己的程式切屑；下限：刀表切屑的 5 %（T2 0.002、T3 0.00125、T4 0.0006 mm）；空切進給：刀表進給；目標切削力：C2 上限 ÷ 刀的柔度	5 % 是手調規則的精修下限；目標切削力在高度有變的步上不起作用，所以那些行守住自己的切屑
鑽孔	T11–T14 G83	無	刀具的優化關閉

目標切削力（推得）：C2 上限 ÷ 刀的柔度。柔度取同一支程式在角落試跑一般播放中，光刀切削步（有接觸、去料超過 0.01 mm³/s、力超過 1 N）的「XY 刀尖撓曲 ÷ 最大切削力」的第 95 百分位。這裡的撓曲是 HiNC 的刀具樑模型，所以目標守的是模型裡的撓曲，不是量到的。

刀	變體 A：柔度，第 95 百分位	A 的目標切削力	變體 B：柔度	B 與 C 的目標切削力
D6，C2 25 µm	0.689 µm/N	36.29 N	0.665 µm/N	37.57 N
D4，C2 50 µm（A 是伸出 23 mm）	0.931 µm/N	53.68 N	0.526 µm/N	95.02 N
D2，C2 50 µm（A 是伸出 21 mm）	8.721 µm/N	5.73 N	4.871 µm/N	10.27 N

空切進給（推得）：延伸距離內沒有任何切削的行，優化器給它空切進給，所以模型讀成空中的一層薄料，就以這個進給被切。粗加工時，代理取一層厚度等於那把刀在角落試跑一般播放中 XY 刀尖撓曲第 99 百分位的料——刀彎曲時留在機台上的料，而 HiNC 的去料忽略彎曲、看不到它——再選一個空切進給，讓切這層料的切屑不比刀表切屑在程式切寬 0.4 D 下的切屑厚：F = h ÷ sin φ × 刃數 × 轉速，h 是 0.4 D 下的切屑，φ 是那層薄料的接觸角，夾在刀表進給與 10,000 mm/min 之間。D16 算出 34,600 與 37,800 mm/min，所以兩個變體都是 10,000；D6 的殘料粗加工在 A 是 7,290 mm/min（撓曲 160.4 µm）、在 B 是 8,570 mm/min（115.0 µm）。半精修與精修用刀表進給，從不更快。

網格寬度：0.125 mm，案例驗收的網格寬度，每一次優化播放與重播都用它（讀取）；半精修留 0.1 mm，比一格還薄，而代理自己的 z-map 獨立於 HiNC 的網格檢查空切進給（O6）。每支程式整支播放，所有刀具一輪；HiNC 的撓曲變換關閉，和案例相同。

不優化的部分：快移、換刀與刀長補正行、G91 G28、M 碼與 G83 循環，優化器本來就不改；B 與 C 的半精修，保留。

代理怎麼管理這件工作

• 先寫計畫與標準。 計畫——變體、每個設定與出處、各類別的規則，以及十一條帶預測的標準——在第一次優化播放（含角落試跑）之前提交。播放改變了什麼，寫在它旁邊兩次：角落試跑之後、第一次整支播放之前（修正 1），以及和結果一起（修正 2）；計畫原文與它的預測從未改寫。
• 先小後大。 角落試跑把每支程式整支播在一個削到只剩一角的毛胚上，一次 1.3 到 4.2 分鐘，在任何整塊毛胚的播放之前回答四個問題：柔度與空切進給、嵌入的設定能不能完整通過優化後的檔、重播乾不乾淨，以及整支播放要多少成本。它們也找到了難題 1 的記憶體問題。在這一角上，每一行設定都留在優化後的檔裡、自成一行，後面沒有接來源註記；重播沒有出現一般播放沒有的訊息；逐步日誌在光刀步列出目標切削力、在守住的行列出行上限；A 的檔有 10 點偏離自己的行、最多 1.8 µm，B 沒有；代理的 z-map 沒有找到切到料的空切進給移動，完工的毛胚也相同。
• 重的一次一個。 一份 HiNC 3.2.45 的私有副本跑在一台和線上服務及其他代理的研究共用的 32 執行緒伺服器上。每一次試跑、優化播放與重播，都排在和那些研究共用的鎖上，只在伺服器有 40 GB 記憶體可用時開始，每三分鐘唯讀巡看一次（警報、跑到的刀與行、有接觸的步的比例、負荷），並在「伺服器可用記憶體低於 6 GB 就停掉這個實例」的防護下執行。防護從沒有觸發。畫面播放在第二個實例上和它們並行（見較小難題的表）。
• 設定都讀回。 每把刀的限制與每個選項鍵，在每次播放後讀回，和它的結果一起保存，旁邊是訊息、伺服器時間與記憶體峰值。
• 預測照寫下的保留。 計畫預測了每個變體的時間、什麼會決定進給，以及原程式的一刀精修即使在下限也仍會超過 C2。預測沒中的地方，判定照實說（難題 2）。
• 人在哪裡介入。 HiNC 的產品負責人要從舊案例往上加的 NC 優化實作案例；變體、設定與標準是代理的。

第一次優化播放之前寫下的標準。切削步是有接觸、去料超過 0.01 mm³/s 的步；在下限的步是在它那一段下限的 1 % 以內；目標是功率與扭矩比 0.667、應力比 0.333：

#	標準
O1	每一行都跑到、沒有新警報：每次重播執行的行數等於檔案的行數；沒有碰撞或行程警報；快移切料不多於優化播放（基準）；沒有基準沒有的警告或錯誤。每次優化播放都走到「進給建好」與「檔案已優化」的訊息，沒有授權拒絕、沒有失敗的步
O2	主導負荷在目標內：每把被優化的刀，重播的切削步至少 99 % 的功率與扭矩比不超過 0.667 × 1.02、應力比不超過 0.333 × 1.02；精修至少 99 % 的力不超過目標 × 1.02。在下限的步與守住自己切屑的行（B 的半精修、精修的 Z 行）可以在目標之上，另列
O3	形狀不變：(a) 優化檔的每一個終點落在它的原程式行上，1 µm 以內，偏離的列出；(b) 代理 0.025 mm 的 z-map 在優化程式之後與原程式之後相同，至少 99.9 % 的格點在 1 µm 內；(c) HiNC 匯出的重播零件與基準的體積相差 0.1 % 以內
O4	時間，預測：A 比原程式 +40 至 +130 %，比手調版 −10 至 +75 %（粗加工 +10 至 +35 %；精修在目標切削力與下限下慢 2 到 6 倍）；B 比手調版 −3 至 −15 %（粗加工 −10 至 +5 %、殘料粗加工 −5 至 −20 %、精修 −10 至 −50 %、半精修 0 至 −3 %）。實測照記；沒中就從日誌說明
O5	精修撓曲：A 每道光刀的第 99 百分位與最大值不高於原程式 × 1.02，並報它和 C2 的距離（預測：D6 與 D2 在下限仍超過 C2）；B 不在下限的光刀步，最大不超過 C2 × 1.02（D6 25.5 µm、D4 與 D2 51 µm）
O6	空切進給從不落在料上：代理的 z-map（0.025 mm）依播放順序走過每支優化程式；沒有一個會切到料（超過 0.01 mm³，或每 mm 路徑超過 0.001 mm²）的移動，跑得比它那一行的上限 × 1.02 快；每一個違反都列出
O7	輸出真的被優化：每支優化檔都和原檔不同；程式寫出器沒有錯誤；優化器的訊息逐條計數；行數、F 字、來源註記與嵌入的行都計數
O8	每把刀、每道工序都還在切：z-map 說一道工序有切的地方，HiNC 都有接觸的步；每道工序在重播中的接觸路徑和基準相差 3 % 以內
O9	什麼決定了進給，取自優化器的逐步日誌：預測 A 的粗加工在上限 50–80 %、功率 20–50 %；A 的 D6 與 D2 光刀在目標切削力或下限 50 % 以上；B 的粗加工在上限 50 % 以上、功率 10–40 %；B 的 D6 光刀在直牆上頂上限、在角落由目標切削力決定
O10	2 × 2 對照，照報、不判：原程式、A、手調版與 B 的 D16 功率比、每把小刀的光刀撓曲與每道工序的時間。預測：A 讓 D16 回到 0.667 × 1.02 以內，只剩被下限撐住的步，而 D6 與 D2 的一刀精修在下限仍超過 C2；B 守住 C2 與 C5，而且比手調版快
O11	變體 C，同 O1、O2、O5、O6 與 O7；預測：光刀快 20 到 50 %，最大撓曲不超過 51 µm

難題

每一個都照它的情況、若沒發現的風險、怎麼發現、怎麼解，以及證明這個解法站得住的證據來寫。

1. 幾千行上的設定要花幾十 GB

• 情況。 計畫原本逐行守住 B 的半精修：半精修的每一條 G01 各有自己嵌入的上限，也就是它自己的程式切屑，讓優化器只能把它變慢。這在程式裡寫了 3,936 行設定。在角落試跑上，優化播放的峰值是 28.42 GiB、重播是 38.45 GiB；同一支程式的一般播放只要 1.85 GiB。
• 風險。 B 的整支播放——接觸步大約是角落的六倍——會讓共用伺服器的記憶體耗盡。
• 怎麼發現。 試跑的記憶體峰值。
• 怎麼解。 在 HiNC 裡，一次播放的記憶體會隨它執行的嵌入腳本行增加。兩支只差 200 行 (@@OptMaxFeedPerTooth_mm=…;)、放在 200 個空中移動之前的程式，在 1 mm 網格寬度下有同樣的 14,562 步與 43.0 秒模擬時間，峰值卻是 0.52 與 6.71 GiB。試跑的優化後程式帶著它的 3,936 行設定重播要 38.45 GiB；拿掉這些行是 1.68 GiB，步數同樣是 168,672，結束時間也相同。大致上是一次幾 GB，再加每執行一行設定約 9 MB。所以 B 的半精修改成三段保留的區段：每道工序前一行 (@@BeginPreserve();)、後一行 (@@^EndPreserve();)，總共 156 行設定。每段的第一行都寫著自己的進給，所以被保留的行用的是它們的程式進給，而不是優化器寫在前一行的進給。代價：半精修完全照程式，所以其中高於目標的負荷也不會被放慢。
• 證據。 B 帶保留區段的角落試跑：11.69 GiB 與 8.05 GiB；整支程式的 B 播放 47.52 GiB、它的重播 12.69 GiB（成本表）。被保留的半精修重播出來和程式逐位相同：D2 的半精修留著 36 步超過 O2 的 0.34，應力比最高 0.383，另列。

角落試跑	嵌入的設定行	步數	伺服器時間	記憶體峰值	模擬時間
原程式，一般播放	0	207,946	80 s	1.71 GiB	635.6 s
A 的優化播放／重播	122	207,946／138,287	110／80 s	11.62／7.15 GiB	635.6／371.6 s
手調版，一般播放	0	273,221	100 s	1.85 GiB	823.6 s
B，半精修逐行守住：優化播放／重播	3,936	273,221／168,672	250／210 s	28.42／38.45 GiB	823.6／462.4 s
同一支優化後程式拿掉設定行，一般播放	0	168,672	80 s	1.68 GiB	462.4 s
B，半精修保留：優化播放／重播	156	273,221／181,201	120／80 s	11.69／8.05 GiB	823.6／494.8 s
空中移動上的 200 行設定，1 mm 網格寬度：沒有／有	0／200	14,562／14,562	10／20 s	0.52／6.71 GiB	43.0／43.0 s

角落試跑的重播時間不能拿來預測整片板：角落以外，每支程式多半在空中跑，優化後的程式以空切進給穿過那些地方。

2. 比預測更有效的目標切削力

• 情況。 計畫預測 A 的一刀精修即使在下限也仍會超過 C2：在另一個案例的精修上，HiNC 的力幾乎不隨進給變。在角落試跑上，目標切削力讓三道光刀都回到 C2 之內，整支程式也一樣：D6 193.9 → 24.1 µm、D4 79.5 → 43.3 µm、D2 359.9 → 49.9 µm。
• 風險。 結果出來之後悄悄改寫預測；或把結果讀成工廠能跑的一刀。
• 怎麼發現。 角落試跑，在任何整支播放之前。
• 怎麼解。 在這把刀上，力隨進給變化：D2 的最大力從 42.0 降到 5.69 N 時，切屑從 0.012 降到約 0.001 mm（F49），幾乎成比例（約切屑的 0.8 次方）。預測照寫下的保留，判定說它錯了。代價是時間：A 的 D2 光刀花 78.6 秒而不是 30.4 秒，D6 光刀 149.1 秒而不是 119.5 秒，D6 有 3,902 個切削步在 0.002 mm 的下限。而 0.001 到 0.002 mm 的切屑，真實的刀是擠壓而不是切削；HiNC 不模擬擠壓，所以「一刀精修守住 C2」只在 HiNC 的模型裡成立。
• 證據。 標準表的撓曲列；下面兩張軌跡圖，以及〈結果與效益〉裡 D6 的畫面。

D6 光刀，優化前（原程式）與優化後（A），每秒一點。原程式在一刀吃掉整個 0.3 mm 留量的地方，牆上的撓曲到 194 µm；目標切削力把 A 守在 25 µm 線上，代價是 30 秒。

D2 光刀，每半秒一點；前後半秒都沒有切削的半秒畫成圓點，原程式在角落的 330 到 360 µm 就是這樣的點。A 的 D2 以約每刃 0.001 mm（F49）切削，最大讀到 49.9 µm。

3. 被拉到全切屑的斜坡

• 情況。 計畫除了刀具自己的切屑之外，沒有給粗加工的行另設上限；它給精修的 Z 行以自己的切屑為上限，粗加工卻沒有。兩支程式都以 F1800——半個切屑——讓 D16 以斜坡進入每一層，斜坡總長約 3,000 mm。在重播裡，95.8 %（A）與 95.7 %（B）的斜坡路徑寫在 3,500 mm/min 以上。
• 風險。 B 省下的時間大半來自一個工廠不會接受的改變：斜坡用端刃切削，端刃的排屑與進刀角不在 HiNC 的準則裡，所以 CAM 程式設計者會為了優化器看不到的理由放慢它。讀者會把工廠會加回去的時間算成 HiNC 的功勞。
• 怎麼發現。 拆 D16 的時間：在代理的 z-map 上，D16 的切削移動在 A 比原程式少 44 秒，在 B 比手調版少 72 秒。
• 怎麼解。 照計畫的結果報，旁邊附一個估計，不改規則重跑。每次重播的斜坡步花 46 秒；守在 F1800 要約 101 秒（這些步在較低進給下自己的時間，不含加減速與延伸距離）。所以斜坡守住的話，A 約 715 秒，比原程式多 12.5 %；B 約 797 秒，比手調版少 3.3 %：B 的 −9.9 % 有三分之二是斜坡。程式寫 F1800 的平面行，每次重播另省約 12 秒。
• 證據。 下面的 D16 畫面：原程式在這一層中央的螺旋進刀是綠色，半個切屑；優化後的是紅色，全切屑。進給軌跡也顯示同樣的事。

D16 粗加工，重播	斜坡路徑在 ≤ 1,850／1,850–3,500／≥ 3,500 mm/min	斜坡路徑有接觸的比例	斜坡時間	斜坡守在 F1800 的時間（估計）
變體 A	0.4／3.9／95.8 %	79.3 %	46.2 s	101.4 s
變體 B	0.4／3.9／95.7 %	79.6 %	45.9 s	100.7 s

原程式在 Z −4.35 那一層結束時，依每刃進給上色，0 到 0.08 mm：整層在程式的 0.08 mm，中央的螺旋進刀是它的一半，綠色。

HiNC 優化之後（A），同樣的上色：全寬弧段被主軸功率目標放慢到每刃 0.03–0.04 mm，其餘在 0.08 mm 的上限——中央的螺旋進刀也一樣。

D16 在第一個全深層的進給，優化前後。尖峰是空中的移動：四支程式都有快移，兩支優化程式另有以空切進給送出的連接。

4. 有去料卻沒有力的步，被壓到下限

• 情況。 B 的 D6 光刀比手調版慢 16.3 秒、D4 光刀慢 6.7 秒，而預測是 −10 至 −50 %。
• 風險。 把目標切削力讀成太保守，或把 HiNC 的精修讀成不如手調規則。
• 怎麼發現。 沿 D6 光刀的一圈看進給：第一圈花 8.97 秒，手調版 4.04 秒，其中 11.0 mm 在 F120、也就是下限，花了 5.51 秒。那一圈開頭的逐步日誌追到下刀行 G01 Z-3.333 F1200.（手調版第 23,734 行）。
• 怎麼解。 在這些下刀步上，HiNC 讀到有去料（0.40–0.51 mm³/s），力卻是 6 × 10⁻¹⁴ 到 2 × 10⁻¹³ N，等於沒有；日誌給出的刀具應力準則答案是這一段的下限（FrtByYieldingStressRatio_mm[OverIteration]: 0.002），延伸距離再把下限帶到前後各 2 mm。D4 上的下刀 G01 Z-11. F900.（第 29,800 行）讀到 0.00016 mm³/s、9.5 × 10⁻¹⁴ N，被寫成 G01 Z-10.14 F90.，也就是 D4 的下限。讀得到力的步從來沒有得到下限答案；有去料而沒有力的步，有一部分會：A 的殘料粗加工 3,079 步中的 254 步、B 的 3,117 步中的 253 步，兩道 D6 光刀是 821 步中 11 步、533 步中 16 步。這是 HiNC 對這種步的行為，研究量測它而不繞過它（把下刀的下限提高或關掉應力準則，就不再呈現 HiNC 的預設）。重播在下限上花了 51.6 秒（A）與 59.6 秒（B）；照鄰近的進給，這些段大約可少 35 與 43 秒。
• 證據。 下面的等高線圖：第一圈的 F120 段；第十三圈沒有讀成零力的下刀，HiNC 花 20.5 秒、手調版 21.5 秒。B 的 D6 與 D4 光刀輸給手調版的每一秒，都落在這些下限段裡。

重播	在下限：殘料粗加工	D6 光刀	D4 光刀	合計	以鄰近進給可省（估計）
變體 A	79 段、32.3 s	4 段、13.0 s	2 段、6.2 s	51.6 s	約 35 s
變體 B	77 段、31.7 s	8 段、18.6 s	3 段、9.3 s	59.6 s	約 43 s

有去料而沒有力的切削步	步數	應力準則回答下限	回答高於下限	沒有回答
A，D6 殘料粗加工	3,079	254	1,522	1,303
B，D6 殘料粗加工	3,117	253	1,563	1,301
A，D6 光刀	821	11	188	622
B，D6 光刀	533	16	266	251
A 與 B，D16 粗加工	687／696	0／0	1／1	686／695

D6 光刀的第一圈（原程式第 23,734–23,982 行）：HiNC 的版本開頭有 11 mm 在 F120，是從下刀帶過來的下限。

第十三圈（第 26,770–27,539 行）：沒有下限段；牆上是上限，角落是目標切削力。HiNC 寫在上限以下、有接觸的 89 mm 裡，42 mm 落在手調規則本來就放慢的轉角行上。

整道 D6 光刀，每秒一點：掉到下限的地方就是下刀段。

5. 任何進給都壓不下來、超過額定的一步

• 情況。 在手調版、A 與 B 裡，D16 粗加工都有一步讀到超過 1 的主軸功率比：同一步，在一個斜坡折返上，也是原程式那 5,844 步之一。
• 風險。 把優化器讀成忽略自己的目標，或為了一步放慢整層。
• 怎麼發現。 O2 對「在下限仍高於目標的步」的清單。
• 怎麼解。 它就是案例頁列為幾何解釋不了的讀值之一的那個斜坡折返：HiNC 在那裡讀到的去除率是鄰近步的好幾倍。在粗加工的下限、也就是切屑的 30 %，它仍讀到 1.576，程式進給下是 2.632；延伸距離在它周圍約半秒寫成下限。照 O2 的規定另列。
• 證據。 手調版與兩次重播都只有一步超過 1，而第 99 百分位是 0.663。

6. 偏離原程式行的點

• 情況。 O3 (a) 把優化檔的每一個終點對回它的原程式行：A 有 172 點偏離超過 1 µm，最多 16.6 µm；B 44 點，最多 11.5 µm；C 沒有。
• 風險。 機台要跑的檔案裡，有一段和程式不同的路徑。
• 怎麼發現。 O3 (a)。
• 怎麼解。 全都在 D16 粗加工。優化器切開一行時，在一個片段裡幾乎不動的軸沿用原程式行的終點值，所以這個片段偏離原線，最多就是那一行自己在那個軸上的小變化。照 O3 (a) 的要求逐點列出。
• 證據。 代理的 z-map 讀到，優化程式之後完工毛胚的每一個格點都和原程式之後相同（形狀表）。

7. z-map 看不到、以空切進給的擦邊

• 情況。 O6 在代理的 z-map 上走過每支優化程式：沒有一個切到料的移動快過它那一行的上限。但 HiNC 自己的重播步顯示有以空切進給的接觸：A 59 步（D16 在 F10000 的 53 步、D6 在 F7290 的 6 步），B 52 步，C 沒有。
• 風險。 一刀 10,000 mm/min 的切削沒被報出來。
• 怎麼發現。 計畫的 z-map 檢查之後，另加的一次 HiNC 重播步檢查。
• 怎麼解。 它們是擦邊，比一格還窄：A 合計 0.051 mm³、B 0.219 mm³，最大 6.9 N、最寬 0.112 mm；z-map 0.01 mm³ 的門檻看不到。O6 照寫下的用 z-map 判，HiNC 這一側另列（空切進給表）。
• 證據。 〈結果與效益〉裡的空切進給表。

8. 用在很短刀路上的 3 % 規則

• 情況。 O8 要求每道工序的接觸路徑和基準相差 3 % 以內。A 的 D2 光刀（34 mm）是 −13.0 %，B 的 D4 光刀（19 mm）是 −42.9 %。
• 風險。 讀成漏切，而其實沒有；或乾脆把這條標準揮掉。
• 怎麼發現。 O8。
• 怎麼解。 照文字判不過。在代理的 z-map 上，這兩道工序的切削移動與去料前後相同（29.7 mm 與 5.21 mm³；3.1 mm 與 3.56 mm³）：差別是比 0.125 mm 網格還細的擦邊接觸（B 的 D4 吃的是 0.1 mm 留量），重新插值後的進給在別的地方取樣到它。
• 證據。 〈結果與效益〉裡的接觸表。

9. 依步數還是依路徑的第 99 百分位

• 情況。 O5 要求 A 每道光刀撓曲的第 99 百分位不高於原程式 × 1.02。在 D4 上，依步數是 15.2 → 20.1 µm，依路徑加權是 15.2 → 10.5 µm；計畫沒有說用哪一種。
• 風險。 挑會過的那一種讀法。
• 怎麼發現。 判 O5 的時候。
• 怎麼解。 兩種都報；判定照較嚴的依步數：D4 不過。每一道光刀的最大撓曲都下降。
• 證據。 標準表。

10. 比案例標準更緊的應力目標

• 情況。 案例的 C1 允許 D6 的應力比到 0.8；HiNC 預設的降伏安全係數 3 以 0.333 為目標。兩支程式的殘料粗加工讀到 0.70–0.76。
• 風險。 殘料粗加工比案例要求的慢，卻算成優化器的謹慎；或在結果之後放寬目標。
• 怎麼發現。 角落試跑：殘料粗加工的切削步有 35–36 % 由應力決定。
• 怎麼解。 照計畫保留預設，照實報結果：殘料粗加工的中位切屑從 0.04 降到 0.0247 mm（F1481），應力比從 0.758 與 0.703 降到 0.332，這道工序卻仍短了 6 與 9 %，因為它的空中移動用空切進給。
• 證據。 〈結果與效益〉的逐工序表。

11. 較小的幾件

發生了什麼	風險	怎麼出現	怎麼解	站得住的證據
兩次畫面播放在第二個實例上、在共用鎖之外跑了 10 與 14 分鐘，用到 3.51 與 4.18 GiB，和鎖裡的重播放同時；看著它們的是每 10 秒一次的記憶體取樣，而不是每 3 分鐘的巡看	搶走其他研究播放的記憶體	結算執行成本時	伺服器始終保有至少 83 GB 可用；記成對規則的偏離，下一次這種畫面排鎖播	成本表
研究的結果有 11.7 MB，畫面程式與 C 的前段程式另有 3.7 MB	案例的 repo 被衍生檔撐大	提交的大小	超過 100 kB 的 JSON 改寫成緊湊格式（6.3 MB，每個檔讀回內容相同）；畫面程式與 C 的前段程式不進 repo，由研究的工具逐位元組重建	五支程式重建後比對相同
O7 的計數漏了自帶括號的腳本行 (@@BeginPreserve();)，報成 156 中 150、126 中 124	把一行嵌入的設定讀成丟了	計數對照程式	重新計數：156 中 156、126 中 126	優化檔表
C 從 Y+ OP1 前面六段之後開始	C 的前後讀自不同的毛胚	計畫	一次一般播放跑第 1–50,211 行，寫出一份工件紀錄，C 與它的重播都讀同一份；z-map 也先走同樣的行	C 兩次播放的毛胚相同
從另一個研究複製來的播放腳本帶著 Windows 的換行字元	一次拿到鎖之後就失敗的播放	第一次角落試跑一拿到鎖就失敗	每支腳本去掉 CR，重新排隊	代價：一個鎖的時段
優化器把每支程式的逐步日誌（17–40 MB）寫在優化後的檔旁邊	案例資料夾裡的大檔	資料夾的大小	日誌移到伺服器的資料資料夾，播放紀錄改指新位置	播放紀錄
B 保留的 D2 半精修彎到 101.6 µm，有 36 步超過 O2 的應力目標，最高 0.383	把優化後的程式讀成處處在目標內	O2	以保留的行另列；半精修不以 C2 判，C2 只管光刀	O2 表

結果與效益

在 HiNC 3.2.45、0.125 mm 網格寬度上量得：X- OP1 整支、每支程式一輪，原程式與手調版各自優化並重播；變體 C 是 Y+ OP1 的 D2 段，從記錄的工件開始。時間是 HiNC 的理想進給估計；見加工時間估算。

標準，每個變體：

#	A（原程式）	B（手調版）	C（Y+ OP1 的 D2 段）
O1	過：38,270 行中 38,270 行；沒有碰撞、行程或快移切料訊息，沒有新的警告或錯誤；優化播放報出進給建好、檔案已優化，只有四支鑽頭的「優化關閉」警告	過：38,419 行	過：6,424 行
O2	過：除了 D6 光刀的 99.933 %（21 步超過它的 36.29 N），每道工序的自由切削步 100 % 在目標內；另列：1 步在下限仍高於目標（難題 5），24 步在守住的 Z 行上高於目標	過：每道工序 100 %；另列：同一個下限步，保留的 D2 半精修有 36 步超過應力目標，最高 0.383	過：100 %
O3	(a) 172 點，最多 16.6 µm，已列出；(b) 過：1,720 萬個格點 100 % 在 1 µm 內；(c) 過：−3.7 × 10⁻⁶	(a) 44 點，最多 11.5 µm；(b) 過：100 %；(c) 過：+9 × 10⁻⁷	(a) 無；(b) 過：1,500 萬個格點 100 %；(c) 過：0
O4	沒中：比原程式 +3.8 %（預測 +40 至 +130 %），比手調版 −19.9 %（−10 至 +75 %）；粗加工 −13.4 %，精修 × 1.44	總時間中：−9.9 %（−3 至 −15 %）；粗加工（−23.3 %）與精修（+4.8 %）在預測之外，殘料粗加工（−9.4 %）與半精修（0 %）在內（難題 3、4）	沒中：光刀 −17.3 %（−20 至 −50 %）
O5	最大值：三道都過（24.1、43.3、49.9 µm，全都更低）；第 99 百分位：D6 74.0 → 22.1 與 D2 359.9 → 49.9 µm 過，D4 依步數 15.2 → 20.1 不過（依路徑 10.5，難題 9）；「D6 與 D2 仍超過 C2」的預測錯了	過：25.0、46.2、49.1 µm（≤ 25.5／51／51）；半精修照程式	過：50.04 µm（≤ 51）
O6	過：沒有切削移動超過它的上限，沒有快移切料；HiNC 這一側 59 個擦邊步，已列出	過；HiNC 這一側 52	過；HiNC 這一側 0
O7	過：檔案不同；122 行嵌入的設定，122 行都在自己的行上；寫出器沒有錯誤	過：156 中 156	過：126 中 126
O8	z-map 有切的每道工序都有接觸；接觸路徑除了 D2 光刀的 −13.0 % 都在 3 % 以內——照文字不過（難題 8）	D4 光刀 −42.9 %——照文字不過	過：−0.3 %
O9	粗加工在上限 80.7 %、功率 19.2 %（預測 50–80／20–50：差一點）；D6 光刀在目標切削力 27.0 %（≥ 50 %：沒中）；D2 在目標切削力 60.2 %（中）	粗加工 72.0／27.9 %（中）；D6 光刀在上限 87.4 %、目標切削力 8.0 %（大致中）	上限 77.3 %、目標切削力 21.4 %
O10	見 2 × 2 表：A 讓 D16 回到 0.667 × 1.02 以內，只剩下限的那一步（預測中）；D6 與 D2 的一刀精修在 C2 內（預測超過：錯）	B 守住 C2 與 C5，而且比手調版快（預測中）	—

2 × 2 對照，X- OP1：兩條刀路，各在自己的進給與 HiNC 的進給下：

	原刀路（一刀精修）	兩刀刀路（手調版）
程式自己的進給	原程式 635.6 s；D16 功率比超過 1 的 5,844 步，第 99 百分位 1.615，最大 2.632；D6 殘料粗加工應力比 0.758；光刀撓曲 D6 193.9、D4 79.5、D2 359.9 µm	手調版 823.6 s；功率比超過 1 的 1 步，第 99 百分位 0.666，最大 2.632；應力比 0.703；撓曲 21.8、11.7、32.7 µm
HiNC 的進給	變體 A 659.7 s（+3.8 %）；功率比超過 1 的 1 步，第 99 百分位 0.663，最大 1.576；應力比 0.332；撓曲 24.1、43.3、49.9 µm	變體 B 741.8 s（−9.9 %）；1 步、0.663、1.576；0.332；25.0、46.2、49.1 µm

HiNC 決定進給之後，兩條刀路在模型裡都守住 C5 與 C2。A 比手調版快 19.9 %；B 比 A 慢 12.5 %（82.2 秒）。光是它的半精修——照程式保留的 189.8 秒——就比這個差距還多：兩刀刀路把這段時間花在讓光刀遇到 0.1 mm、而不是 0.3 mm 的料。

X- OP1 逐工序。手調版與 B 的 D4 與 D2 長條包含它們的半精修。

工序	刀	原程式	A	手調版	B
rough1	T1 D16	308.2 s	258.6 s	335.8 s	257.6 s
rough2	T2 D6	108.9 s	102.7 s	113.9 s	103.2 s
semi2	T2 D6	—	—	96.7 s	96.7 s（保留）
fin2	T2 D6	119.5 s	149.1 s	65.1 s	81.5 s
semi3	T3 D4	—	—	27.0 s	27.0 s（保留）
fin3	T3 D4	32.7 s	34.6 s	6.2 s	13.0 s
semi4	T4 D2	—	—	66.2 s	66.2 s（保留）
fin4	T4 D2	30.4 s	78.6 s	75.9 s	60.0 s
鑽孔	T11–T14	35.9 s	35.9 s	36.8 s	36.8 s
合計		635.6 s	659.7 s	823.6 s	741.8 s

HiNC 把每支程式的時間分成和毛胚接觸的步與在空中的步（進給移動與快移）：A 切得比原程式久、空中的時間較少；B 兩邊都省。

時間從哪裡來。 優化器對每支程式時間做了什麼，依大小排列：

來源	變體 A	變體 B
D16 的斜坡從 F1800 拉到全切屑（難題 3）	約 −55 s	約 −55 s
空中的進給移動用空切進給（D16 10,000；D6 7,290／8,570 mm/min）；HiNC 在粗加工的空中時間	77.7 → 33.8 s（D16）、67.7 → 46.0 s（D6）	76.7 → 33.1 s、71.5 → 45.9 s
D16 全寬切削上的主軸功率目標（它 19.2／27.9 % 的切削步）	原程式的全寬弧段從 F3600 放慢到約 F2000–3000	手調規則本來就已放慢
D6 殘料粗加工的應力目標	中位切屑 0.04 → 0.0247 mm	同左
精修的目標切削力	D6 +29.6 s、D2 +48.2 s（切屑低到 0.001 mm）	D2 −15.9 s（中位進給 F144 → F283）；D6 +16.3 s、D4 +6.7 s，全落在下限段
讀不到力的步造成的下限段（難題 4）	51.6 s 在下限（比鄰近進給多約 35 s）	59.6 s（約 43 s）
精修的空中時間增加：延伸距離把慢的進給帶進進刀與退刀	D2 光刀空中 28.4 → 61.5 s	D4 光刀空中 5.3 → 12.2 s

D16 粗加工：全寬切削的限制是主軸。 在原程式裡，D16 在全深下碰到超過約 0.6 倍直徑的料，功率比就超過 1；HiNC 把每一刀這種切削守在目標上，而手調版自己的規則本來就已把它帶到那裡。

原程式在頁首那張畫面的同一點，依主軸功率比上色，0 到 1.2：每一道全寬弧段都是紅色，超過額定。HiNC 優化之後（頁首），同一層是綠色。

第一個全深層上每半秒最大的主軸功率比：原程式 52 秒、最高 1.8，A 50 秒、在 0.667 的目標上；手調版 60 秒，B 50 秒，兩者都在目標上。

主軸功率比對切寬（以 D16 直徑的比例），全深步。

粗加工步的主導負載比：切削步高於每個值的比例；1 就是目標。HiNC 之後，兩把刀的曲線都在 1 落下。

精修。 目標切削力讓每一道光刀在 HiNC 的模型裡都守在 C2 內：

光刀最大（長條）與第 99 百分位（橫線）的 XY 刀尖撓曲，對 C2（虛線）。

原程式在 D6 光刀結束時（原程式第 30,361 行），D6 從熱縮刀把伸出 21 mm、在凸台旁的凹口裡，依切出每個面的那一步的最大切削力上色，0 到 120 N：框架的牆在一刀吃掉整個留量的地方出現綠、黃、紅的帶。窗口的底面與側壁最後由粗加工切出，在兩張畫面裡都超出色階。

HiNC 優化之後（A），同樣的上色：牆是藍與青，在 36.29 N 的目標之下。

優化前，依每刃進給上色，0 到 0.04 mm：牆在程式的 0.04 mm。

優化後，同樣的上色：長牆約每刃 0.025 mm，凹口的角落幾乎放慢到下限。

B 的 D2 光刀：比手調版快（60 對 76 秒），角落到 50 µm 的上限。

變體 C，Y+ OP1 的 D2 段，從記錄的工件開始：

Y+ OP1，D2 段	手調版	變體 C，重播
模擬時間，這一段	360.5 s	329.4 s（−8.6 %）
半精修（保留）／光刀	180.3／179.3 s	180.3／148.3 s（−17.3 %）
光刀：最大／第 99 百分位 XY 刀尖撓曲（C2 50 µm）	55.8／37.1 µm	50.0／47.4 µm
光刀：最大力（目標 10.27 N）	11.7 N	10.5 N
什麼決定了光刀的進給	—	上限 77.3 %、目標切削力 21.4 %、應力 1.3 %
優化後的檔	6,202 行、2,585 個 F 字	6,424 行、1,644 個 F 字，F86.4 到 F576

手調版的 D2 在直牆上本來就跑在刀表切屑（F576），所以 HiNC 只能在角落贏；光刀最大的彎曲降到上限，典型的彎曲則隨進給升高。

變體 C：半精修照程式保留，接著是光刀。

什麼決定了進給，取自每次優化播放的優化器逐步日誌：對原程式的每一個切削步，取在這一步自己的求解中允許最低每刃進給的準則，在延伸距離與加速度上限再把部分進給壓低之前：

播放、工序	切削步	刀具的切屑上限	守住自己切屑的行	主軸功率	主軸扭矩	刀具應力	目標切削力	下限
A，D16 粗加工	62,829	50,725（80.7 %）	—	12,053（19.2 %）	47	3	—	1
A，D6 殘料粗加工	16,624	12,436（74.8 %）	—	17	5	3,910（23.5 %）	—	256（1.5 %）
A，D6 光刀	24,662	14,939（60.6 %）	2,976（12.1 %）	5	1	64	6,666（27.0 %）	11
A，D4 光刀	4,227	3,822（90.4 %）	382（9.0 %）	—	—	—	23	—
A，D2 光刀	638	250（39.2 %）	4	—	—	—	384（60.2 %）	—
B，D16 粗加工	68,159	49,107（72.0 %）	—	19,000（27.9 %）	48	3	—	1
B，D6 殘料粗加工	15,549	11,536（74.2 %）	—	21	5	3,731（24.0 %）	—	256（1.6 %）
B，D6 光刀	20,887	18,248（87.4 %）	888（4.3 %）	4	1	49	1,681（8.0 %）	16
B，D4 光刀	295	280（94.9 %）	4（1.4 %）	—	—	7（2.4 %）	4（1.4 %）	—
B，D2 光刀	4,863	2,911（59.9 %）	4	—	—	49（1.0 %）	1,899（39.0 %）	—
C，D2 光刀	46,731	36,125（77.3 %）	1	—	—	611（1.3 %）	9,994（21.4 %）	—

決定每個切削步進給的準則，取自優化器的逐步日誌。

切削時間落在哪個每刃進給上，依刀具。

逐工序，原程式與 A：

工序	程式	時間 (s)	接觸／空中 (s)	切削步	功率比，最大／p99	應力比，最大／p99	力，最大／p99 (N)	XY 刀尖撓曲，最大／p99／中位數 (µm)	每刃進給，中位數 (mm)	進給，中位數 (mm/min)
D16 粗加工	原程式	308.2	230.5／77.7	62,829	2.632／1.615	0.213／0.209	1,168.6／823.1	42.7／41.7／10.7	0.08	3,600
	HiNC（A）	258.6	224.8／33.8	64,386	1.576／0.663	0.206／0.182	809.5／718.3	41.0／36.4／16.4	0.08	3,600
D6 殘料粗加工	原程式	108.9	41.2／67.7	16,624	0.213／0.172	0.758／0.741	261.2／255.9	164.4／160.5／3.5	0.04	2,400
	HiNC（A）	102.7	56.8／46.0	22,032	0.101／0.081	0.332／0.332	126.1／114.2	75.8／71.9／5.4	0.0247	1,481
D6 光刀	原程式	119.5	62.5／57.0	24,662	0.281／0.067	0.910／0.347	333.6／123.5	193.9／74.0／12.3	0.04	2,400
	HiNC（A）	149.1	103.4／45.7	38,301	0.131／0.037	0.109／0.106	116.5／36.2	24.1／22.1／10.3	0.04	2,400
D4 光刀	原程式	32.7	10.7／22.0	4,227	0.054／0.010	0.339／0.069	98.6／18.6	79.5／15.2／10.5	0.025	1,800
	HiNC（A）	34.6	9.3／25.3	3,754	0.031／0.013	0.196／0.089	53.4／24.6	43.3／20.1／10.5	0.025	1,800
D2 光刀	原程式	30.4	1.9／28.4	638	0.008／0.008	0.821／0.821	42.0／42.0	359.9／359.9／80.6	0.012	576
	HiNC（A）	78.6	17.1／61.5	5,513	0.001／0.001	0.113／0.113	5.7／5.7	49.9／49.9／18.4	0.001	49

對連續額定，D16 粗加工最大的功率比（在斜坡折返那一步）從 3.509 降到 2.101。

逐工序，手調版與 B：

工序	程式	時間 (s)	接觸／空中 (s)	切削步	功率比，最大／p99	應力比，最大／p99	力，最大／p99 (N)	XY 刀尖撓曲，最大／p99／中位數 (µm)	每刃進給，中位數 (mm)	進給，中位數 (mm/min)
D16 粗加工	手調版	335.8	259.1／76.7	68,159	2.632／0.666	0.209／0.182	1,168.6／718.3	41.7／36.4／11.2	0.08	3,600
	HiNC（B）	257.6	224.5／33.1	62,571	1.576／0.663	0.206／0.182	809.5／718.3	41.0／36.4／16.6	0.08	3,600
D6 殘料粗加工	手調版	113.9	42.4／71.5	15,549	0.142／0.127	0.703／0.599	242.9／206.1	152.6／129.5／3.5	0.04	2,400
	HiNC（B）	103.2	57.3／45.9	20,943	0.094／0.081	0.332／0.332	114.8／114.2	75.9／71.9／5.5	0.0247	1,481
D6 半精修（保留）	兩者	96.7	72.1／24.6	27,764	0.035／0.022	0.217／0.125	76.1／43.1	46.6／26.9／12.3	0.04	2,400
D6 光刀	手調版	65.1	53.7／11.5	20,887	0.016／0.009	0.099／0.060	32.8／21.3	21.8／13.3／8.3	0.032	1,920
	HiNC（B）	81.5	64.2／17.3	24,298	0.021／0.013	0.113／0.092	37.9／31.5	25.0／20.1／4.0	0.0398	2,387
D4 半精修（保留）	兩者	27.0	10.3／16.6	4,141	0.004／0.003	0.048／0.048	11.3／11.3	6.8／6.8／6.8	0.025	1,800
D4 光刀	手調版	6.2	1.0／5.3	295	0.013／0.013	0.083／0.083	22.9／22.9	11.7／11.7／3.6	0.0063	450
	HiNC（B）	13.0	0.7／12.2	238	0.051／0.051	0.317／0.317	92.2／92.2	46.2／46.2／1.4	0.0233	1,680
D2 半精修（保留）	兩者	66.2	0.6／65.6	260	0.003／0.003	0.383／0.383	21.5／21.5	101.6／101.6／75.2	0.012	576
D2 光刀	手調版	75.9	12.3／63.6	4,863	0.001／0.001	0.123／0.119	6.9／6.6	32.7／31.7／13.9	0.003	144
	HiNC（B）	60.0	8.3／51.7	3,232	0.002／0.002	0.187／0.187	10.3／10.3	49.1／49.1／15.4	0.0059	283

D16 粗加工超過 0.667 × 1.02 的切削步從 106 步降到 1 步。B 的 D4 光刀最大讀到 92.2 N，目標是 95.02 N，中位進給 F1680，手調版是 F450。

逐工序，變體 C：

工序	程式	時間 (s)	接觸／空中 (s)	切削步	功率比，最大／p99	應力比，最大／p99	力，最大／p99 (N)	XY 刀尖撓曲，最大／p99／中位數 (µm)	每刃進給，中位數 (mm)	進給，中位數 (mm/min)
D2 半精修（保留）	兩者	180.3	92.5／87.8	37,580	0.002／0.001	0.243／0.185	13.5／10.3	64.2／49.1／39.3	0.012	576
D2 光刀	手調版	179.3	115.1／64.2	46,731	0.001／0.001	0.216／0.140	11.7／7.8	55.8／37.1／21.6	0.012	576
	HiNC（C）	148.3	91.6／56.7	37,496	0.003／0.002	0.191／0.184	10.5／10.1	50.0／47.4／27.3	0.012	576

這裡的功率比是對短時額定；切削步是有接觸、去料超過 0.01 mm³/s 的步；進給與每刃進給的中位數依路徑加權。重播在進給較低的地方切削步較多：較慢的進給在同一段路徑上取更多步。

負荷對目標（O2、O5），每道重播的工序。自由步是既不在下限、也不在守住自己切屑的行上的步：

重播、工序	切削步	在下限	在守住或保留的行上	自由	自由步在目標內	高於目標：在下限／守住	目標切削力	最大 XY 撓曲
A，D16 粗加工	64,386	61	0	64,325	100 %	1／0	—	41.0 µm
A，D6 殘料粗加工	22,032	7,147	0	14,885	100 %	0／0	—	75.8 µm
A，D6 光刀	38,301	3,902	3,203	31,196	99.933 %	0／24	36.29 N	24.1 µm
A，D4 光刀	3,754	0	379	3,375	100 %	0／0	53.68 N	43.3 µm
A，D2 光刀	5,513	0	3	5,510	100 %	0／0	5.73 N	49.9 µm
B，D16 粗加工	62,571	61	0	62,510	100 %	1／0	—	41.0 µm
B，D6 殘料粗加工	20,943	7,196	0	13,747	100 %	0／0	—	75.9 µm
B，D6 半精修（保留）	27,764	1,367	27,764	0	—	0／0	—	46.6 µm
B，D6 光刀	24,298	3,720	844	19,734	100 %	0／0	37.57 N	25.0 µm
B，D4 半精修（保留）	4,141	0	4,141	0	—	0／0	—	6.8 µm
B，D4 光刀	238	136	0	102	100 %	0／0	95.02 N	46.2 µm
B，D2 半精修（保留）	260	0	260	0	—	0／36	—	101.6 µm
B，D2 光刀	3,232	0	2	3,230	100 %	0／0	10.27 N	49.1 µm
C，D2 半精修（保留）	37,580	0	37,580	0	—	0／0	—	64.2 µm
C，D2 光刀	37,496	0	1	37,495	100 %	0／0	10.27 N	50.0 µm

優化後的檔（O7），逐行讀回：

程式	行數，原 → 優化	F 字，原 → 優化	寫出的進給	帶來源註記的行	嵌入的設定行留在自己的行上	空切進給的行
A	31,233 → 38,270	364 → 9,439	49–10,000 mm/min	30,318	122 中 122	F7290 129 行、F10000 123 行
B	31,817 → 38,419	10,639 → 13,668	90–10,000 mm/min	21,679	156 中 156	F8570 133 行、F10000 110 行
C	6,202 → 6,424	2,585 → 1,644	86.4–576 mm/min	2,630	126 中 126	無

原程式的計數包含嵌入的設定行；優化器照原樣抄寫每一條這樣的行，後面不接來源註記，而且每次優化播放只報出四支鑽頭的「優化關閉」警告。

形狀（O3）：

檢查	變體 A	變體 B	變體 C
(a) 偏離原程式行超過 1 µm 的終點	38,033 中 172，最多 16.6 µm，全在 D16 粗加工	38,152 中 44，最多 11.5 µm，全在 D16 粗加工	6,282 中 0
(b) 代理 0.025 mm 的 z-map，優化程式之後對原程式之後	17,247,409 個格點，100 % 在 1 µm 內，最大差 0	17,247,409 個格點，100 %，0	14,966,457 個格點，100 %，0
(c) HiNC 匯出的零件，重播對基準	105,610.709 對 105,611.098 mm³（−3.7 × 10⁻⁶）	105,617.154 對 105,617.060 mm³（+9 × 10⁻⁷）	82,651.405 對 82,651.406 mm³（0）

空切進給防護（O6）：在代理的 z-map 上，沒有一支優化程式有切削移動高於它那一行的上限 × 1.02，也沒有一支在快移上切料。HiNC 自己的重播步中，以空切進給碰到毛胚的：

重播	步數	其中 D16 在 F10000／D6 在它的空切進給	合計去料	最大力	最寬	來源行（例）
變體 A	59	53／6（F7290）	0.051 mm³	6.9 N	0.112 mm	粗加工第 6,005、8,043、9,049、10,065、11,034… 行；殘料粗加工第 16,950、18,499、20,048 行
變體 B	52	44／8（F8570）	0.219 mm³	6.9 N	0.109 mm	粗加工第 4,990、5,439、6,439… 行；殘料粗加工第 11,923、12,916、13,910、14,904 行
變體 C	0	—	—	—	—	—

接觸（O8）：z-map 說有切的每道工序，在 HiNC 裡都有接觸的步。接觸路徑依 HiNC 的步紀錄加總，基準 → 重播：

工序	變體 A	變體 B
D16 粗加工	21,728 → 21,931 mm（+0.9 %）	21,725 → 21,843 mm（+0.5 %）
D6 殘料粗加工	2,559 → 2,544 mm（−0.6 %）	2,589 → 2,579 mm（−0.4 %）
D6 半精修	—	5,000 → 5,000 mm（0 %）
D6 光刀	4,539 → 4,552 mm（+0.3 %）	2,993 → 2,988 mm（−0.2 %）
D4 半精修	—	490 → 490 mm（0 %）
D4 光刀	499.4 → 487.6 mm（−2.4 %）	19.2 → 11.0 mm（−42.9 %）
D2 半精修	—	11.0 → 11.0 mm（0 %）
D2 光刀	34.1 → 29.7 mm（−13.0 %）	76.7 → 74.8 mm（−2.5 %）
鑽頭	不變	不變

變體 C：半精修 1,286.7 mm 不變，光刀 1,450.0 → 1,446.3 mm（−0.3 %）。

執行成本，在共用的 32 執行緒伺服器上：

播放	步數	模擬時間	伺服器時間	記憶體峰值
角落試跑，九次播放（難題 1 的表）	每次 138,287–273,221	—	每次 80–250 s，合計 18.5 min	1.68–38.45 GiB
A：優化播放／重播	207,946／227,096	635.6／659.7 s	641／771 s	40.57／9.86 GiB
B：優化播放／重播	273,221／255,403	823.6／741.8 s	861／861 s	47.52／12.69 GiB
Y+ OP1 第 1–50,211 行，一般播放，寫出 C 的工件紀錄	389,490	1,089.8 s	821 s	4.15 GiB
C：優化播放／重播	146,979／134,925	360.5／329.4 s	100／80 s	7.02／7.02 GiB
記憶體重現（難題 1），兩次播放	每次 14,562	每次 43.0 s	10／20 s	0.52／6.71 GiB
第二個實例上的五次畫面播放	22,579–172,125	—	70–841 s，合計 32 min	1.39–4.18 GiB

重的播放一個接一個拿共用鎖：依伺服器的時鐘，角落試跑從 03:52 到 04:35，整支程式與 C 從 04:35 到 05:46，每一次開始時伺服器有 65 到 96 GB 記憶體可用；伺服器的可用記憶體從沒低於 48 GB。一次優化播放大約要它重播的四倍記憶體（40.6／9.9 與 47.5／12.7 GiB）。

對加工工程師。 在一片原程式讓主軸過載、讓小刀彎得遠超過上限的板上，HiNC 的進給優化一次播放就做到代理手調好幾輪才做到的事：在 HiNC 的模型裡，每一刀全寬切削都守在主軸的目標上、每一道光刀都在它的撓曲上限內，時間只比原程式多 3.8 %、比手調版少 19.9 %。這支程式上機之前，有兩件事要工廠看一眼：它的精修切屑低到 0.001 mm，真實的刀會擠壓；它以全切屑走斜坡，工廠可能不接受。對手調版，優化器在同樣的上限內少了 9.9 %，三分之二來自斜坡；斜坡照程式的話約 3 %，所以手調規則已經很接近優化器會做的。一步讀到有料卻沒有力，HiNC 就把它周圍那一段放慢到下限；在這片板上，每支程式要多約 35 到 45 秒。

對老師或學生。 一片板就說明了進給優化器能取代什麼、不能取代什麼：由撓曲上限與刀的柔度推得的目標切削力，能在一刀精修上取代手寫的進給規則，只要模型的力會隨進給變；半精修與刀路仍是程式設計者的；優化器贏到的時間，要先追到它從哪裡來——這裡是斜坡與空中的移動——再算成它的功勞。

對評估這種做法的人。 從兩支現成的程式，到兩支都優化好、再加第三個變體，在共用伺服器上花了一個約兩小時的工作時段：1.5 小時的播放，重的一次一個、最多 47.5 GiB，旁邊再半小時的畫面播放。代理先寫下標準與預測，每一條規則都先在修剪過的一角上試過才上整片板，找到並繞過嵌入設定的記憶體成本，照實報出沒中的預測，並以自己的模型檢查每一個寫出的點、每一個空切進給的移動與最後的毛胚。

誠實的限制

• 時間是理想進給的估計，不含控制器的加減速與前瞻：程式之間的比例可信，絕對時間不是現場時間——見加工時間估算。
• 撓曲只在 HiNC 的模型裡成立。 它們是 HiNC 刀具樑的讀值，可能把刃部的柔度高估三到五倍；A 的精修靠 0.001–0.002 mm 的切屑才到上限，真實的刀在那裡會擠壓，而 HiNC 不模擬擠壓。HiNC 的撓曲變換關閉，所以形狀檢查讀的是程式路徑。
• 優化器沒有內建的撓曲準則。 C2 由每把刀的柔度推得的目標切削力承載；目標切削力不作用在高度有變的步上，所以那些行守住自己的切屑。
• 斜坡被拉高是計畫的規則，不是工廠的。 斜坡的排屑與進刀角不在 HiNC 的準則裡；斜坡守在程式進給的話，A 與 B 各要多約 55 秒。
• 有去料卻讀不到力的步，可能把一段拉到下限：刀具應力準則在其中一些步上回答下限，延伸距離再把它帶到前後各 2 mm（這裡是 51.6 與 59.6 秒）。
• 斜坡折返讀到的去除率是鄰近步的好幾倍，所以 D16 有一步在下限仍超過額定。
• 切開的行可能偏離原程式行，最多是那一行自己在某軸上的小變化（這裡 16.6 µm，在粗加工）。
• 嵌入的設定要花記憶體：一次播放每執行一行設定約 9 MB，所以幾千行上的設定要幾十 GB。
• 主軸功率讀得偏高：HiNC 的 AA7075 資料與 0.4 的主軸效率，讓功率比約是一般工廠估算的五倍（見案例頁），所以粗加工以功率為限的進給偏保守。
• 只優化了 X- OP1 與一段 D2。 通用的機台與主軸、代理的刀具與刀把、虎鉗都是案例的；顫振、排屑、刀具磨耗、表面粗糙度與板自己的剛性都沒有模擬，也沒有在機台上量過任何東西。

讀者可以帶到自己案例的

• 把原程式交給優化器，不只是調好的那支。 這裡它從 CAM 第一次的輸出就達到手調修改的上限，而且比修改後的快。
• 把撓曲上限換成刀的柔度推得的目標切削力，並檢查切屑壓到多低：幾微米以下的切屑守住的是模型的上限，不是刀的。
• 給斜坡與下刀自己的上限。 只看功率、應力與力的優化器，會把斜坡拉到全切屑。
• 把省下的時間依來源拆開——斜坡、空中移動、切削——再算成優化器的功勞。
• 保留區段，不要逐行：設定行依執行的行數吃記憶體。
• 在重播裡找停在下限的段，並讀它們開頭的逐步日誌：一個讀不到力的下刀可能拖慢鄰近的步。
• 在播放之前寫下預測並保留；照實報出沒中的。
• 拿毛胚的精確模型檢查重播，找出會切到料的空切進給移動，以及離開自己行的點。

來源與授權

• 來源： Tim Munhowen（TU Wien Space Team，維也納），SpaceTeamSat1 Mechanical Design，Zenodo，版本 1.0，2025-05-21 發佈，doi:10.5281/zenodo.15482346。本案例使用檔案 Sts1MechanicalDesign_1.0.zip（2,533,985 bytes）：組立 CS_STS1.STEP、六片板的 STEP 檔，以及 13 張的圖面 CS_STS1.pdf。連結失效時可搜尋：SpaceTeamSat1 Mechanical Design、zenodo 15482346、CS_Xminus.STEP。
• 授權： CC BY 4.0，依 Zenodo 紀錄所載（2026-09-30 讀取）。授權依原樣提供素材，不附任何保證。圖面帶有「SOLIDWORKS Educational Product. For Instructional Use Only.」（SOLIDWORKS 教育版產品，僅供教學使用）的浮水印，這關係到作者的軟體授權，而不是資料的授權；本頁只放 HiNC 的畫布與代理的圖表。
• 姓名標示： 「SpaceTeamSat1 mechanical design by Tim Munhowen, TU Wien Space Team (Zenodo, doi:10.5281/zenodo.15482346), CC BY 4.0. Machining set-up by Tech Coordinate's agent.」（SpaceTeamSat1 機構設計：Tim Munhowen，TU Wien Space Team，Zenodo，doi:10.5281/zenodo.15482346，CC BY 4.0；加工設定由 Tech Coordinate 的代理完成。）
• 與原作的差異： 零件幾何原樣使用；毛胚、裝夾、夾具、刀具與刀把、程式、程式的優化與機台都是代理的。畫面是 HiNC 對代理設置的模擬，圖表畫的是 HiNC 的逐步結果、優化器的逐步日誌與代理自己的 z-map。
• 備份： 公司網站保留一份原始檔的備份。

另見

• SpaceTeamSat1 立方衛星結構：六片 Al 7075 板、二十四次裝夾——這裡優化的板、裝夾、刀具與兩支程式是怎麼做出來的
• NC 優化原理——優化器守什麼、延伸距離，以及重播為什麼可能讀高於目標
• 工作流程：NC 優化——設定、嵌在 NC 碼裡的設定、保留的行與逐步日誌
• 優化結果——其他零件量得的優化前後比較
• 加工時間估算——為什麼兩個模擬時間的比例才可信
• 實作案例——其他案例，以及案例頁怎麼讀