當(dāng)前國際船舶市場低迷,我國船舶工業(yè)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。推動船舶建造技術(shù)的升級轉(zhuǎn)型,向數(shù)字化與智能化方向發(fā)展,提高企業(yè)核心競爭力,是船舶工業(yè)發(fā)展的方向。船舶板材下料是船舶企業(yè)生產(chǎn)建造的核心問題,一方面它直接決定了原材料的利用率與成本,體現(xiàn)了船舶企業(yè)的核心競爭力;另一方面,零件下料的先后次序也決定了后續(xù)的船舶建造過程,直接影響工藝流程和生產(chǎn)管控。由于船舶板材下料問題屬于NP-C問題,不適用精確求解的算法進(jìn)行求解。而啟發(fā)式算法以及智能優(yōu)化算法具有良好的尋優(yōu)能力,被用來求解優(yōu)化排樣問題。由于船舶板材下料過程具有復(fù)雜的約束條件,必須建立符合實際加工情況的問題模型,才能設(shè)計出合適的優(yōu)化算法。本文的主要研究工作和成果如下:1)研究了船舶板材下料的詳細(xì)過程,了解船舶板材加工特點以及工藝約束�？偨Y(jié)了矩形件優(yōu)化排樣問題的基本概念以及數(shù)學(xué)模型,并且結(jié)合船舶企業(yè)板材加工的實際情況,建立了符合船舶工業(yè)實際的矩形件排樣模型。研究并分析了啟發(fā)式算法和智能優(yōu)化算法的特點,提出應(yīng)將兩者結(jié)合得到混合式算法,才能更好的求解矩形件優(yōu)化排樣問題。2)研究了幾種常見啟發(fā)式算法,并將各種算法進(jìn)行了對比分析,選出了排樣效果更好的最低水... 

【文章來源】：武漢理工大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

二維矩形件優(yōu)化排樣圖

(a) (b)圖 3-1 BL 算法排樣過程如圖 3-1 所示：將 6 個矩形件按照 BL 算法規(guī)則排入母板，可以看出矩形件的排放順序為(1,6,2,5,4,3)。當(dāng)最后一個待排樣 3 號矩形件排將被排放入母板時，其排樣方式如圖 3-1(a)所示，最終的排樣結(jié)果如圖 3-1(b)所示。BL 排樣算法它的優(yōu)點在于算法較為簡單，可以快速得到排樣方案圖。該算法的時間復(fù)雜度僅有2O ( N )，其中 N 為本次排樣過程中矩形件的數(shù)量。然而在圖 3-1 中可以看出，該算法在排樣過程中可能會出現(xiàn)先排入的較大的矩形件阻擋了后邊待排入矩形件向左下運(yùn)動，從而形成一些在 BL 規(guī)則下不能排樣的區(qū)域，如圖 3-1 中的 1 號、2 號、4 號以及 6 號矩形件所圍成的區(qū)域。導(dǎo)致本來可以排入該區(qū)域的 3 號矩形件被排放到其他位置，造成板材空間的浪費。雖然可以通過調(diào)整排樣順序來避免該問題的產(chǎn)生，然而相應(yīng)的計算復(fù)雜程度將會急劇增加。3.2.2 BLF 算法為了彌補(bǔ) BL 排樣算法可能會產(chǎn)生無法排樣區(qū)域的缺陷，Chazelle 等人在 BL

BLF 算法排樣過程如圖 3-2 所示：圖 3-2(a)表示在即將排放 3 號矩形件的時候已經(jīng)將 1 號、2 號、4 號以及 6 號矩形件排放入母板之中，而且在 1 號、2 號、4 號以及 6 號矩形件之間產(chǎn)生了一個未排樣區(qū)域。在排放 3 號矩形件時，將其與之前已排樣的矩形件之間形成的未排樣區(qū)域作對比，如果未排樣區(qū)域的大小適合則將 3 號矩形件排入，最終排樣結(jié)果如圖 3-2(b)所示。通過研究可以得知，相比于 BL 算法，BLF 算法能夠避免 BL 算法可能產(chǎn)生的在以排入矩形件之間出現(xiàn)的未排樣區(qū)域，從而減少了板材浪費。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于遺傳模擬退火算法的矩形件優(yōu)化排樣[J]. 楊衛(wèi)波,王萬良,張景玲,趙燕偉.  計算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(07)
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博士論文
[1]板構(gòu)產(chǎn)品制造過程中的智能排樣優(yōu)化方法研究[D]. 王磊.廣東工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于Memetic算法的套料與切割優(yōu)化方法研究[D]. 周玉宇.華中科技大學(xué) 2012
[3]船體建造板材套料系統(tǒng)中排樣優(yōu)化算法與碰靠技術(shù)研究[D]. 梅穎.華南理工大學(xué) 2010
[4]基于臨界多邊形的二維排樣算法研究[D]. 劉胡瑤.上海交通大學(xué) 2007

碩士論文
[1]信息集成環(huán)境下船舶制造企業(yè)材料成本控制研究[D]. 余曉云.江蘇科技大學(xué) 2014
[2]船舶制造的全過程成本控制[D]. 唐詩淵.復(fù)旦大學(xué) 2013



本文編號：3411988