当前位置: 首页 > 专利查询>重庆大学专利>正文

一种基于成本动态平衡的一维下料方法技术

技术编号:15763941 阅读:278 留言:0更新日期:2017-07-06 03:00
本发明专利技术涉及一种基于成本动态平衡的一维下料方法,能够动态适应原材料成本和排样成本之间的变化,以总成本最小的下料方案对原材料进行下料。包括以下步骤:初始化数据信息,包括当前零件需求量r=r

One dimensional blanking method based on dynamic cost balancing

The present invention relates to a one-dimensional cutting method based on cost dynamic balance, which can dynamically adapt to changes in raw material costs and layout costs, and feed raw material with minimal total cost. Include the following steps: initializing data information, including current part requirements r = R

【技术实现步骤摘要】
一种基于成本动态平衡的一维下料方法
本专利技术涉及一种一维下料方法,尤其是一种综合考虑原料成本和排样成本的优化下料方法。
技术介绍
一维下料是指仅在原材料(如钢管、钢筋)的一个方向上进行切割形成若干条材零件(以下简称零件)的下料方法。在实际生产加工过程中,往往会存在着包含大量不同尺寸的零件的下料订单,这种订单中的所有零件都需要同时在已有的原材料上进行排样设计(包括排样和排样次数即排样单元)和切割加工。其中排样设计是根据订单中零件的种类和每种零件的长度来确定的,一个满足零件需求量的下料方案往往由多种排样设计组合而成。目前,一维下料方案的优化设计主要着眼于通过排样组合的优化来尽可能提高原材料的利用率,这样虽能够保证原材料具有较高的利用率,降低原材料成本,但是这样的下料方案中往往会包含大量不同的排样设计,从而导致在后续的切割加工过程中,为了满足不同种类排样设计的切换,现场切割加工人员需要及时地调整刀具的位置、甚至更换其切割加工刀具,这些后续的操作都会增加整个下料过程的生产成本,此处产生的成本统称为排样成本,排样成本一般通过现场有经验的切割加工人员或该专业领域的专家直接给定。排样成本的增加往往会导致依据当前下料方案进行的切割加工所需加工总成本的增大。显然,单纯以原材料利用率为优化目的一维下料方法已无法满足降低总成本的需求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足,本专利技术的目的是提供一种基于成本动态平衡的一维下料方法,能够动态适应原材料成本和排样成本之间的变化,以总成本最小的下料方案对原材料进行下料。为实现上述目的,本专利技术采用了如下技术手段:一种基于成本动态平衡的一维下料方法,包括以下步骤:步骤101:初始化以下数据信息:原材料基本信息集合(m,L,S),其中m为原材料种类数量,L为原材料长度集合,L={L1,L2,...,Lm},Li∈L,i为原材料编号,i∈{1,2,...m},Li表示第i种原材料的长度;S为原材料供应量集合,原材料供应量充足;零件基本信息(n,l,ro),其中n为零件种类数量,l为零件长度集合:l={l1,l2,...,ln},ro为零件目标需求量:ro={r1,r2,...,rn},rj∈r,j∈{1,2,...,n},rj表示第j种零件的需求量;当前零件需求量r=ro;步骤102:遍历原材料基本信息集合(m,L,S),为每种原材料计算出满足当前零件需求量r的临时下料方案:从i=1开始以原材料利用率us最大为优化目标,采用贪心算法计算出第i种原材料所对应临时排样单元(i,pt-i,ft-i),得到以第i种原材料进行排样并满足当前零件需求量r的临时下料方案(i,PT-i,FT-i),直到i=m;其中,PT为由临时排样pt组合成的临时排样集合;ft为临时排样pt对应的临时排样次数;FT为临时排样次数ft组合成的临时排样次数集合;其中,pt={p1,p2,...,pn},pj∈pt,j∈{1,2,...,n},pj表示第j种零件在临时排样pt中能够切割出的个数;步骤103:计算每种临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中每个临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的成本平衡利用率UCB=USC+UPC,其中,USC为材料成本利用率,UPC为排样成本利用率;步骤104:挑选出每种临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中成本平衡利用率UCB最高的临时排样单元(i,pt-i,ft-i),并另存为优化排样单元(i,p,f),其中,p为优化排样,p=pt-i;f为优化排样次数,f=ft-i;步骤105:将每种原材料对应的优化排样单元(i,p,f)存入优选排样组合集(I,P,F)中,其中,I为优选原材料编号集合,P为优选排样集合,F为优选排样次数集合;步骤106:随机选取优选排样组合集(I,P,F)中的一个优化排样单元(i,p,f),计算选取该优化排样单元(i,p,f)后的循环变量rp,其中,rp=r-fp;步骤107:判断步骤106中的循环变量rp是否为零;若否,则令当前零件需求量r=rp,回到步骤102,直到满足rp=0,从而通过选取的优化排样单元(i,p,f),组合成一个满足零件目标需求量ro的下料方案,进入步骤108;若是,通过选取的优化排样单元(i,p,f),组合成一个满足零件目标需求量ro的下料方案,进入步骤108;步骤108:判断是否遍历所有可能,若否,则回到步骤1;若遍历完所有可能,则获得若干满足零件目标需求量ro的下料方案;步骤109:计算步骤108中每一个下料方案的总成本CT,CT=CP+CS,其中,CS为一个下料方案中材料成本总和,CP为一个下料方案中排样成本总和;步骤1010:选取步骤109中总成本CT最低的下料方案作为最优下料方案进行下料。进一步的,步骤102中每种临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的原材料利用率的计算公式如下:其中Li为第i种原材料长度,lj为第j种零件长度,pj表示第j种零件在临时排样pt中能够切割出的个数;步骤102中第i种原材料的临时下料方案(i,PT-i,FT-i)按如下步骤获取:步骤201:以maxus为优化目标,并以为约束条件获取一种临时排样pt,其中,rj为第j种零件的需求量;并根据当前零件需求量r计算临时排样次数ft,从而组成临时排样单元(i,pt-i,ft-i)并加入临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中;步骤202:设置循环变量rq=r-ftpt,判断循环变量rq是否为零;若否,则令当前零件需求量r=rq,回到步骤201,直到循环变量rq=0,从而获得由临时排样单元(i,pt-i,ft-i)组合成的一种临时下料方案(i,PT-i,FT-i),进入步骤103;若是,则获得由临时排样单元(i,pt-i,ft-i)组合成的一种临时下料方案(i,PT-i,FT-i),进入步骤103。进一步的,步骤103中每种临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的材料成本利用率USC均按如下步骤计算:步骤301:计算临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的原材料利用率us,按如下公式:其中Li为第i种原材料长度,lj为第j种零件长度,pj表示第j种零件在临时排样pt中能够切割出的个数;步骤302:计算临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的原材料成本权重WSC,原材料成本权重WSC为该临时排样单元的材料成本与该临时排样单元的总成本之比,按如下公式:其中,cS为单位长度的原材料成本,cp为临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的平均排样成本,ft为临时排样次数,Li为第i种原材料长度;步骤303:根据步骤301与步骤302中分别计算出的原材料利用率us、原材料成本权重WSC计算材料成本利用率USC,按如下公式:USC=uSWSC。进一步的,步骤103中每种临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的排样成本利用率UPC均按如下步骤计算:步骤401:计算排样利用率up,排样利用率up是指临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中的一个临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的临时排样次数ft-i与该临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中具有最大临时排样次数的另一个临时排样单元的最大临时排样次数ft-max的比值,即步骤402:计算临时排样单元(i,pt-i,f本文档来自技高网...
一种基于成本动态平衡的一维下料方法

【技术保护点】
一种基于成本动态平衡的一维下料方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤101:初始化以下数据信息:原材料基本信息集合(m,L,S),其中m为原材料种类数量,L为原材料长度集合,L={L

【技术特征摘要】
1.一种基于成本动态平衡的一维下料方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤101:初始化以下数据信息:原材料基本信息集合(m,L,S),其中m为原材料种类数量,L为原材料长度集合,L={L1,L2,...,Lm},Li∈L,i为原材料编号,i∈{1,2,...m},Li表示第i种原材料的长度;S为原材料供应量集合,原材料供应量充足;零件基本信息(n,l,ro),其中n为零件种类数量,l为零件长度集合:l={l1,l2,...,ln},ro为零件目标需求量:ro={r1,r2,...,rn},rj∈r,j∈{1,2,...,n},rj表示第j种零件的需求量;当前零件需求量r=ro;步骤102:遍历原材料基本信息集合(m,L,S),为每种原材料计算出满足当前零件需求量r的临时下料方案:从i=1开始以原材料利用率us最大为优化目标,采用贪心算法计算出第i种原材料所对应临时排样单元(i,pt-i,ft-i),得到以第i种原材料进行排样并满足当前零件需求量r的临时下料方案(i,PT-i,FT-i),直到i=m;其中,PT为由临时排样pt组合成的临时排样集合;ft为临时排样pt对应的临时排样次数;FT为临时排样次数ft组合成的临时排样次数集合;其中,pt={p1,p2,...,pn},pj∈pt,j∈{1,2,...,n},pj表示第j种零件在临时排样pt中能够切割出的个数;步骤103:计算每种临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中每个临时排样单元(i,pt-i,ft-i)的成本平衡利用率UCB=USC+UPC,其中,USC为材料成本利用率,UPC为排样成本利用率;步骤104:挑选出每种临时下料方案(i,PT-i,FT-i)中成本平衡利用率UCB最高的临时排样单元(i,pt-i,ft-i),并另存为优化排样单元(i,p,f),其中,p为优化排样,p=pt-i;f为优化排样次数,f=ft-i;步骤105:将每种原材料对应的优化排样单元(i,p,f)存入优选排样组合集(I,P,F)中,其中,I为优选原材料编号集合,P为优选排样集合,F为优选排样次数集合;步骤106:随机选取优选排样组合集(I,P,F)中的一个优化排样单元(i,p,f),计算选取该优化排样单元(i,p,f)后的循环变量rp,其中,rp=r-fp;步骤107:判断步骤106中的循环变量rp是否为零;若否,则令当前零件需求量r=rp,回到步骤102,直到满足rp=0,从而通过选取的优化排样单元(i,p,f),组合成一个满足零件目标需求量ro的下料方案,进入步骤108;若是,通过选取的优化排样单元(i,p,f),组合成一个满足零件目标需求量ro的下料方案,进入步骤108;步骤108:判断是否遍历所有可能,若否,则回到步骤1;若遍历完所有可能,则获得若干满足零件目标需求量ro的下料方案;步骤109:计算步骤108中每一个下料方案的总成本CT,CT=CP+CS,其中,CS为一个下料方案中材料成本总和,CP为一个下料方案中排样成本总和;步骤1010:选取步骤109中总成本CT最低的下料方案作为最优下料方...

【专利技术属性】
技术研发人员:阎春平吴电建
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:重庆,50

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1