本文關(guān)鍵詞：滿足“一刀切”約束的卷型材矩形件排樣方法研究

  更多相關(guān)文章： 卷型材排樣 一刀切 啟發(fā)式算法 交互式排樣 切割線

【摘要】：卷型材矩形件排樣問題是一類經(jīng)典的NP完全問題,主要研究如何將矩形工件排放在長度可變的矩形原材料上,以獲得高的材料利用率。受某些制造過程和工藝的影響,卷型材矩形件排樣方案必須滿足“一刀切”約束——“從矩形板材的一端,沿直線方向切割到另一端,將其分割成兩個獨立的矩形件”；受生產(chǎn)過程的約束,某些工件之間有配對要求,需要盡可能排放在一起。這些工藝約束和生產(chǎn)約束給卷型材矩形件排樣問題的求解帶來新的要求。卷型材矩形件排樣問題在制造業(yè)中廣泛存在,諸如造紙、薄鋼板的加工或切割。對這一問題的有效求解方法直接影響企業(yè)的原料成本。 本文重點研究工件可旋轉(zhuǎn)的“一刀切”卷型材矩形件排樣問題。提出了一種基于組塊策略的啟發(fā)式排樣搜索算法GBHSA(Group-Based Heuristic Search Approach)。算法將二維矩形件排樣問題分解成工件定位問題和工件組合問題,將多個工件的組合工件組當(dāng)成一個整體作為排樣的基本單元；進而,提出一種構(gòu)造性的排樣遞歸搜索方法：利用“左下優(yōu)先”原則解決工件的定位問題,將排樣過程轉(zhuǎn)化為“排放→切割”基本步驟的組合,并以利用率閾值作為回溯條件進行回溯。算法同時在切割方案的選擇、排放工件的選擇上運用了一系列的啟發(fā)式規(guī)則。組塊策略、啟發(fā)式規(guī)則的使用有效縮減了搜索的解空間,提升了算法的速度,構(gòu)造性的遞歸搜索在一定程度上保證了算法的全局尋優(yōu)能力。通過使用國際上通用的一批標(biāo)準(zhǔn)測試案例進行測試,算法具有一定的先進性。 同時,論文還研究了滿足“一刀切”約束的矩形件交互式排樣系統(tǒng),開發(fā)了具有矩形件增、刪、旋轉(zhuǎn)和移動功能的交互式排樣組件；定義了原材料有效利用率這一核心概念,提出了一種以切割線總路徑為優(yōu)化目標(biāo)的切割線生成算法；以自動生成排樣方案的切割線,并保證切割方案的“一刀切”約束。 最后,論文依據(jù)上述研究內(nèi)容,開發(fā)了二維排樣軟件。
【關(guān)鍵詞】：卷型材排樣 一刀切 啟發(fā)式算法 交互式排樣 切割線
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TH162
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 緒論12-22
• 1.1 研究背景12
• 1.2 排樣問題的分類12-15
• 1.2.1 一維排樣問題12-13
• 1.2.2 二維排樣問題13-14
• 1.2.3 三維排樣問題14-15
• 1.3 二維排樣問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-20
• 1.3.1 排樣方法16-17
• 1.3.2 優(yōu)化算法17-19
• 1.3.3 一刀切矩形件排樣算法19-20
• 1.4 研究內(nèi)容與意義20-22
• 第二章 2DSPP-RG問題的模型及求解思路22-28
• 2.1 引言22
• 2.2 問題模型22-25
• 2.2.1 二維矩形件排樣問題的數(shù)學(xué)模型23-24
• 2.2.2 二維矩形件排樣問題的幾何模型24-25
• 2.3 求解思路25-26
• 2.4 小結(jié)26-28
• 第三章 基于組塊策略的啟發(fā)式排樣算法28-51
• 3.1 引言28
• 3.2 算法設(shè)計思路28-29
• 3.3 啟發(fā)式算法設(shè)計29-37
• 3.3.1 預(yù)處理形成切片組30-31
• 3.3.2 切片組Group相對原片的適應(yīng)度值31-32
• 3.3.3 定位遞歸結(jié)構(gòu)32-33
• 3.3.4 水平垂直切割33-34
• 3.3.5 解空間限制34-35
• 3.3.6 Group快速推薦策略35-36
• 3.3.7 算法流程36-37
• 3.4 算法測試與對比37-50
• 3.4.1 測試案例及效果38-45
• 3.4.2 與其他算法對比45-50
• 3.5 小結(jié)50-51
• 第四章 交互式排樣方法51-57
• 4.1 引言51
• 4.2 交互式排樣功能的必要性51-52
• 4.3 交互式排樣方法52-54
• 4.3.1 矩形件碰撞檢測算法52-53
• 4.3.2 交互式排樣功能53-54
• 4.4 交互式排樣案例演示和說明54-56
• 4.5 小結(jié)56-57
• 第五章 切割線生成算法57-66
• 5.1 引言57
• 5.2 切割線描述57-59
• 5.3 切割線生成算法59-65
• 5.3.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理61
• 5.3.2 切割線生成算法61-65
• 5.4 切割線切割順序生成方法65
• 5.5 小結(jié)65-66
• 第六章 系統(tǒng)架構(gòu)與研發(fā)66-73
• 6.1 引言66
• 6.2 開發(fā)工具選擇66-67
• 6.3 系統(tǒng)功能模塊67-69
• 6.4 系統(tǒng)簡介69-72
• 6.5 小結(jié)72-73
• 結(jié)論73-75
• 參考文獻75-80
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文80-82
• 致謝82

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張帆;劉強;張浩;王磊;;面向多規(guī)格板材的矩形工件排樣優(yōu)化方法[J];計算機集成制造系統(tǒng);2015年11期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張帆;面向多規(guī)格板材件的矩形工件排樣方法的研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2015年

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本文編號：990675