一种板材堆叠排样优化方法及系统技术方案

本发明专利技术属于矩形排样优化相关技术领域，其公开了一种板材堆叠排样优化方法及系统，包括以下步骤：(1)对排样任务中的零件按照每种零件的数量进行任务划分，将数量相同的零件划分进同一子任务中；(2)对零件序列和板材序列进行优化；(3)利用二叉树格式表示排样图，并采用基于二叉树后序遍历构造排样图的定位算法在单张板材下从序列结果到二叉树格式的转化；(4)在单张板材的基础上，采用多规格板材下板材堆叠排样的构造算法及排样图扩展策略对子任务排样结果的调整，并更新板材和零件信息；(5)执行后续子任务，直至所有子任务完成排样以得到堆叠排样结果，否则转至步骤(2)。本发明专利技术在保证原材料利用率的同时最小化排样图的种类数。类数。类数。

【技术实现步骤摘要】
一种板材堆叠排样优化方法及系统


[0001]本专利技术属于矩形排样优化相关
，更具体地，涉及一种板材堆叠排样优化方法及系统。

技术介绍

[0002]目前针对矩形排样问题的研究已经趋于成熟。从上世纪六十年代使用纯数学的线性规划法解决矩形排样问题到现在用各种智能算法求解生产中的矩形排样问题，模拟退火算法、蚁群算法和遗传算法等各种改进后新颖的智能算法层出不穷，在组合优化领域大放异彩。
[0003]绝缘纸板堆叠排样问题从类型上属于矩形排样问题在具体行业中的应用，但又不同于传统的矩形排样。绝缘纸板在生产时需要进行堆叠后参与锯床切割，由此衍生出堆叠排样问题。由于采用锯床进行切割下料，因此具有一刀切的工艺约束。这种切割方式要求每一次切割必须从板材的一端贯通延伸至另一端，中途不得改变方向，中复此操作直至整张排样图切割完成。而由于纸板堆叠进行切割，同一堆纸板上的排样图是一致的，在实际排样时需要将零件进行分堆处理，以使得所产生的排样图种类尽可能少，同时最大化原材料的利用率。
[0004]当前虽然针对矩形排样问题的研究很多，但是尚未存在针对堆叠本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种板材堆叠排样优化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一，对排样任务中的零件按照每种零件的数量进行任务划分，将数量相同的零件划分进同一子任务中，得到的任务序列中零件数量最多的子任务优先执行；步骤二，采用遗传算法对零件序列和板材序列进行优化，其中，所述遗传算法采用双层整数编码，一层是板材序列，另一层是零件序列；步骤三，利用二叉树格式表示排样图以而满足一刀切的工艺约束，并采用基于二叉树后序遍历构造排样图的定位算法实现单张板材下从序列结果到二叉树格式的转化；步骤四，在单张板材的基础上，采用多规格板材下板材堆叠排样的构造算法及排样图扩展策略实现对子任务排样结果的调整，并更新板材信息和零件信息；步骤五，执行后续子任务，直至所有子任务完成排样以得到最终堆叠排样结果，否则转至步骤二。2.如权利要求1所述的板材堆叠排样优化方法，其特征在于：零件序列带有正负号，负号表示该零件会旋转90
°
后进行放置，交叉时零件序列和板材序列都会进行交叉，采用双点交叉方式；板材序列只有翻转变异，而零件变异方式则有翻转变异和旋转变两种方式，翻转变异基因的长度采用随机方式生成，旋转变异则是将当前位置的编码取反。3.如权利要求1所述的板材堆叠排样优化方法，其特征在于：该定位算法将排样布局用二叉树来表示，并定义了组合标志位的概念，组合标志位表示在对应位置的两个矩形零件会进行组合后参与排样，同时定义二叉树中只有组合标志位能够拥有子树。4.如权利要求3所述的板材堆叠排样优化方法，其特征在于：在将零件放置在一种板材的过程中，组合标志位与零件序列构成新的构造序列，将这一构建序列作为二叉树的后序遍历结果从而逆推出二叉树式的排样布局；组合标志位在构造序列中的位置是随机产生的。5.如权利要求1所述的板材堆叠排样优化方法，其特征在于：给定板材序列集合Sheets和当前任务中的零件序列集合Items，索引k＝0，多规格板材堆叠排样的构造算法包括以下步骤：step1：取板材Sheets[k]和零件Items[0]，如果Items[0]能够放入板材Sheets[k]中，转step2，否则k＝k+1，转step1；step2：对零件序列Items，生成构造序列structList，初始化i＝0，初始化数组curNode为空，二叉树root为空，转至step3；step3：如果structList[i]＝c，即当前是组合位，转至step5，否则转至step4；step4：将当前零件添加入数组curNode中，取curNode的首个元素赋值给root，i＝i+1，将root.num＝min(Sheets[k].num,Items[structL...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶运清，杜冰，罗强，赵旭升，徐佳泰，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：