【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及建筑行业的材料加工领域，具体涉及利用计算机辅助设计技术的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法及装置。
技术介绍
1、钢筋优化下料是通过对大量待下料钢筋进行筛选比较，优化组合，使原材料钢筋的用量最少，同时满足待下料钢筋的的生产数量。
2、现有的钢筋下料方法多是针对单规格钢筋下料，如中国专利技术专利申请cn114036717a、cn116468147a和cn116663660a中公开了采用不同的遗传算法对优化钢筋下料的技术方案，但这些技术方案均是针对单规格的钢筋下料。
3、然而当原材料有多种规格，零件种类和数量较多时，切割方式数量成爆炸增长，问题的复杂性剧增，使用上述方法很难在短时间内或使用较少的硬件开销获得最优解或较优解。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：一种融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法及装置，解决多规格钢筋定尺下料问题的同时，将施工现场潜在施工经验纳入方法中，以获得更符合施工现场需求的钢筋下料方法，以提高钢筋使用率，减少施工现场钢筋损耗。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，包括如下步骤：
4、a、 对钢筋原材及待切割下料钢筋编码：钢筋原材编码为1,2,...,，下料钢筋编码为1,2,..., ，其中， l是钢筋原材数组， l
5、b、 编制待切割染色体编码，其中，基因位置编码表示所述待切割下料钢筋编码，基因数值表示所述钢筋原材编码；
6、c、 初始化待切割染色体种群；
7、d、 在所述待切割染色体种群中提取待切割方案，从左往右提取基因位置编码，将基因数值相同的基因位置编码放入同一个数组中，并按照下料钢筋编码数组映射关系，将基因位置编码替换为对应下料钢筋长度，按照定尺钢筋原材编码数组映射关系，将待切割方案对应的基因数值替换为钢筋原材定尺长度；
8、e、 基于精确算法形成切割方案，其中，采用剪枝算法进行计算路径比对，采用分布式算法将数据进行分组计算，最后将计算结果串联；
9、f、 计算适度函数，其中，选择可二次利用的余料长阈值，
10、适应度调整系数=适应度调整基数×，
11、适度函数=
12、适应度调整基数=1/（切割方案中所用原材最大值×所用原材根数）；
13、g、 交叉变异获得子代，形成下一代种群；
14、h、 重复迭代，设置最大迭代次数为s，当迭代至最大适应度函数值大于s（s∈[0,1]）时输出切割方案，如果达到最大迭代次数s后，最大适应度函数值仍未大于s，择选择其中最大适应度函数值对应的切割方案输出切割方案。
15、本专利技术另一方面还提供了上述融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法的执行装置，其包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述的方法。
16、本专利技术再一方面还提供了上述融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法的装置，其包括钢筋切割设备，至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，
17、以使所述至少一个处理器能够执行上述方法，并将下料方案输出至所述钢筋切割设备中。
18、本专利技术的一些优选技术方案如下：
19、优选地，从bim模型读取所述钢筋原材定尺，所述下料钢筋的长度、数量。
20、优选地，在a步骤前建立bim模型。
21、优选地，所述余料长阈值为500mm。
22、优选地，在c步骤中，种群规模为m，从个钢筋原材编码中随机选择个数字从左到右形成一个长度为n的数组，该数组则为一个待切割染色体，其中n为前述的钢筋数。重复执行上述操作m次，形成包含m个染色体的双层嵌套数组，该数组则为初始化待切割染色体种群，即父代种群。
23、上述种群规模可以根据待下料钢筋数进行选择，通常会选择10至50之间的数值，例如当待下料钢筋数少于100时，种群规模设置为10，迭代次数设置为20效果较好；待下料钢筋数大于100时，种群规模设置为20，迭代次数设置为20效果较好。
24、优选地，所述g步骤的交叉变异包括以下步骤：
25、g1、轮盘赌筛选亲本；
26、g2、对亲本进行交叉操作，获得交叉子代；
27、g3、对交叉子代进行变异操作，获得变异子代；
28、g4、将变异子代添加到下一代种群中；
29、g5、重复g1至g4步骤，重复次数为种群规模m/2。
30、优选地，在g3中变异基因位个数=10：1。
31、优选地，最大迭代次数s选择为10至50次。
32、综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：本专利技术提出一种融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法及装置，解决多规格钢筋定尺下料问题的同时，将施工现场潜在施工经验纳入方法中，以获得更符合施工现场需求的钢筋下料方法，以提高钢筋使用率，减少施工现场钢筋损耗。
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1.一种融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，从BIM模型读取所述钢筋原材定尺，所述下料钢筋的长度、数量。
3.根据权利要求2所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，在A步骤前建立BIM模型。
4.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，所述余料长阈值为500mm。
5.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，在C步骤中，种群规模为M，从个钢筋原材编码中随机选择个数字从左到右形成一个长度为N的数组，该数组则为一个待切割染色体；重复执行上述操作M次，形成包含M个染色体的双层嵌套数组，该数组则为初始化待切割染色体种群，即父代种群。
6.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，所述G步骤的交叉变异包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多
8.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，最大迭代次数S选择为10至50次。
9.一种用于权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的方法。
10.一种用于权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括钢筋切割设备，至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的方法，并将下料方案输出至所述钢筋切割设备中。
...【技术特征摘要】
1.一种融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，从bim模型读取所述钢筋原材定尺，所述下料钢筋的长度、数量。
3.根据权利要求2所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，在a步骤前建立bim模型。
4.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，所述余料长阈值为500mm。
5.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其特征在于，在c步骤中，种群规模为m，从个钢筋原材编码中随机选择个数字从左到右形成一个长度为n的数组，该数组则为一个待切割染色体；重复执行上述操作m次，形成包含m个染色体的双层嵌套数组，该数组则为初始化待切割染色体种群，即父代种群。
6.根据权利要求1所述的融合分布式剪枝和遗传算法的多规格钢筋下料方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宜丰，赵广坡，周世杰，赵一静，吴春江，唐军，杨金旺，
申请(专利权)人：中国建筑西南设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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