本发明专利技术公开了一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法及系统，该方法包括：获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积；根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板面积构建原料板组集合；基于二分法对原料板组集合进行搜索选取，得到选取的原料板组合；基于选取的原料板组合对零件进行排样，判断到零件重叠率为零，记录排样结果；判断排样结果是否为最优解，并输出当前找到的最佳排样结果。该系统包括：获取模块、组合模块、选取模块、排样模块和输出模块。通过使用本发明专利技术，能够自动生成排样方案且具有节省原材料和排样工作效率高的优点。本发明专利技术可广泛应用于二维排样领域。明可广泛应用于二维排样领域。明可广泛应用于二维排样领域。
【技术实现步骤摘要】
一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法及系统
[0001]本专利技术涉及二维排样领域，尤其涉及一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法及系统。
技术介绍
[0002]可变尺寸的多规格板材二维不规则排样属于二维排样问题，这种问题在工业生产中有着广泛的应用，如在服装制造、钣金切割、皮革切割、制鞋等制造工业等都需要处理二维排样问题。由于材料费用在产品成本中占很大比例，还有一些行业，材料非常昂贵，如汽车制造业，所采用的是比较昂贵的薄钢板。因此材料的节约对于降低整个行业的制造成本有重要的影响，特别是在大批量生产中，材料利用率的提高可以带来显著的经济效益。所以，众多行业对排样问题的解决产生了迫切的需求。目前，较多企业采用的是一个单规格板材二维不规则排样方法，他们对于多规格板材排样更多依赖于人工，因为目前技术还解决不了在多种规格板材上面排样二维不规则零件，更何况板材是可以不规则的和不规则零件是可以带孔洞的。人工排样受人的各种主观因素所限制，很难给出材料利用率较好的排样方案。为了得到一个较好的排样方案，人工排样往往需要长时间的反复工作。且人工排样成本较高，速度较慢，且使用人工排样不利于企业实现自动化生产，这使得企业的生产成本增加。
技术实现思路
[0003]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法及系统，能够自动生成排样方案，节省原材料、提高排样工作效率，从而降低企业生产成本。
[0004]本专利技术所采用的第一技术方案是：一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，包括以下步骤：
[0005]获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积；
[0006]根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板面积构建原料板组集合；
[0007]基于二分法对原料板组集合进行搜索选取，得到选取的原料板组合；
[0008]基于选取的原料板组合对零件进行排样，判断到零件重叠率为零，记录排样结果；
[0009]判断到排样结果为最优解，输出最佳排样结果。
[0010]进一步，还包括：
[0011]判断到原料板组集合为空集，增加原料板并重新确定原料板组合总面积范围，直至原料板组集合非空集。
[0012]进一步，所述获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积这一步骤，其具体包括：
[0013]获取原料板尺寸信息、原料板数量信息、零件尺寸信息和零件数量信息；
[0014]根据原料板尺寸信息计算对应的单个原料板面积；
[0015]根据零件尺寸信息和零件数量信息计算零件的总面积。
[0016]进一步，所述根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板面积构建原料板组集合这一步骤，其具体包括：
[0017]以零件总面积为原料板组合总面积的下界，以两倍零件总面积为原料板组合总面积的上界，得到原料板组合总面积范围；
[0018]基于回溯算法和剪枝算法，根据原料板组合总面积范围和单个原料板面积，确定不同组合的对应原料板的数量，得到原料板组集合。
[0019]进一步，所述基于回溯算法和剪枝算法，根据原料板组合总面积范围和单个原料板面积，确定不同组合的对应原料板的数量，得到原料板组集合这一步骤，其具体包括：
[0020]基于回溯算法穷举原料板组合，按照单个原料板面积由大至小的顺序，根据原料板类别逐步生成原料板组合树；
[0021]结合剪枝算法，判断到当前组合的原料板总面积大于原料板组合总面积的上界，将该成原料板组合树的分枝删除；
[0022]生成最终原料板组合树；
[0023]根据最终原料板组合树确定不同组合的对应原料板的数量，得到原料板组集合。
[0024]进一步，所述基于二分法对原料板组集合进行搜索选取，得到选取的原料板组合这一步骤，其具体包括：
[0025]将原料板组集合内的原料板组合按面积进行排序，得到排序集合；
[0026]以排序集合中间的组合为选取的原料板组合。
[0027]进一步，所述基于选取的原料板组合对零件进行排样，判断到零件重叠率为零，记录排样结果这一步骤，其具体包括：
[0028]基于左下放置法在选取的原料板组合内对零件进行排样，得到初始解；
[0029]判断到初始解存在零件重叠，对零件进行交换直至零件重叠率最低，得到交换后的排样解；
[0030]判断到交换后的排样解的零件重叠率没有降低，调用插入步骤移动零件，得到插入后的排样解；
[0031]循环交换步骤和插入步骤直至零件重叠率为零，记录排样结果。
[0032]进一步，还包括：
[0033]判断到选取的原料板组合没有排样可行解，以原料板组集合内后半序号的中间序号为选取的原料板组合；
[0034]判断到选取的原料板组合存在排样可行解，以原料板组集合内前半序号的中间序号为选取的原料板组合；
[0035]更新选取的原料板组合并进行零件排样。
[0036]本专利技术所采用的第二技术方案是：一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样系统，包括：
[0037]获取模块，用于获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积；
[0038]组合模块，用于根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板
面积构建原料板组集合；
[0039]选取模块，基于二分法对原料板组集合进行搜索选取，得到选取的原料板组合；
[0040]排样模块，基于选取的原料板组合对零件进行排样，判断到零件重叠率为零，记录排样结果；
[0041]输出模块，判断到排样结果为最优解，输出最佳排样结果。
[0042]本专利技术方法及系统的有益效果是：本专利技术解决了在不规则原料板上进行排样的问题，并可以排样带孔洞的二维不规则零件，适应于工厂的实际生产条件，另外，通过二分法选取原料板组合进行排样，以实现能够更快选取到最优解的排样结果，提高企业效益。
附图说明
[0043]图1是本专利技术一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法的步骤流程图；
[0044]图2是本专利技术具体实施例排样步骤示意图；
[0045]图3是本专利技术具体实施例基于回溯算法和剪枝算法构建原料板组集合的步骤示意图；
[0046]图4是本专利技术具体实施例一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样系统的结构框图；
[0047]图5是本专利技术具体实施例可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法的示意图。
具体实施方式
[0048]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0049]本专利技术首先需要数据预处理，也就是获取所需排样零件和原料板的尺寸信息并计算它们的面积，并根据零件的总面积产生上界和下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，包括以下步骤：获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积；根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板面积构建原料板组集合；基于二分法对原料板组集合进行搜索选取，得到选取的原料板组合；基于选取的原料板组合对零件进行排样，判断到零件重叠率为零，记录排样结果；判断到排样结果为最优解，输出最佳排样结果。2.根据权利要求1所述一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，还包括：判断到原料板组集合为空集，增加原料板并重新确定原料板组合总面积范围，直至原料板组集合非空集。3.根据权利要求2所述一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，所述获取原料板信息和零件信息并计算单个原料板面积和零件总面积这一步骤，其具体包括：获取原料板尺寸信息、原料板数量信息、零件尺寸信息和零件数量信息；根据原料板尺寸信息计算对应的单个原料板面积；根据零件尺寸信息和零件数量信息计算零件的总面积。4.根据权利要求3所述一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，所述根据零件总面积确定原料板组合总面积范围，并结合单个原料板面积构建原料板组集合这一步骤，其具体包括：以零件总面积为原料板组合总面积的下界，以两倍零件总面积为原料板组合总面积的上界，得到原料板组合总面积范围；基于回溯算法和剪枝算法，根据原料板组合总面积范围和单个原料板面积，确定不同组合的对应原料板的数量，得到原料板组集合。5.根据权利要求4所述一种可变尺寸的多规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，所述基于回溯算法和剪枝算法，根据原料板组合总面积范围和单个原料板面积，确定不同组合的对应原料板的数量，得到原料板组集合这一步骤，其具体包括：基于回溯算法穷举原料板组合，按照单个原料板面积由大至小的顺序，根据原料板类别逐步生成原料板组合树；结合剪枝算法，判断到当前组合的原料板总面...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏丽军，吴松桓，刘强，姚绍文，刘婷，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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