【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及优化装载，特别是涉及一种箱装货物优化装载长方体空间的方法。
技术介绍
1、集装箱运输业是全球化贸易的重要组成部分，负责运输大部分国际贸易商品。随着全球经济的发展，尤其是亚洲地区的经济活动，集装箱运输量持续增加。集装箱运输业正在经历数字化转型，包括通过区块链技术提高供应链透明度，使用物联网(iot)技术进行集装箱跟踪，以及通过人工智能(ai)和大数据分析优化运营效率。为了实现规模经济，集装箱运输公司投资建造越来越大的船舶。这些超大型集装箱船(ulcvs)可以运载成千上万个集装箱，但也对港口设施和内陆运输网络提出了更高的要求。中国作为世界工厂，对集装箱运输业的增长贡献尤为显著。随着供应链变得越来越全球化和复杂，集装箱运输业在保持运输效率和降低成本方面面临挑战。企业需要不断优化其物流网络和运输效率，以应对不断变化的市场需求。
2、集装箱货物装载是一个需要精心规划和执行的过程，以确保货物在运输过程中的安全、最大化集装箱空间的利用以及装卸效率。在装箱之前，需要对货物进行分类，将相似的物品放在一起，同时考虑它们的其他装载要求属性值、体积、是否易碎、是否危险品等因素。为了集装箱的稳定性和安全性，重物应该放在底部，轻物放在上面。同时，应该尽量均匀地分配其他装载要求属性值，避免集装箱一侧或一端过重。为了最大化空间利用，应该尽可能地填满集装箱的每一个角落，避免货物在运输过程中移动。可以使用填充材料如气泡膜、泡沫塑料、垫板、填充袋等来填补空隙。在堆叠货物时，应该注意不要超过集装箱的载重限制，并且遵守不能压坏下面货物的原则。易
3、目前集装箱运输业常存在有限种类箱装货物优化装箱问题，需要在满足限定条件的前提下，最大限度提高集装箱空间利用率、提高运输效率。这是一种长方体空间箱装货物优化装载策略问题，属于组合优化问题，具有非常高的计算复杂性，很难获得全局最优解。因此设计一种快速求解优化装箱方案，对于集装箱货物优化装箱问题具有非常重要的意义。
技术实现思路
1、提供了本专利技术以解决现有技术中存在的上述问题。因此，需要一种箱装货物优化装载长方体空间的方法，针对箱装货物装入长方体空间，构建优化装载方法，在获取待装入长方体尺寸和其他装载要求，各种箱装货物尺寸、数量及其他装载要求属性值，在满足填充率阈值和其他待装入长方体装载要求的基础上，给出一种优化组合装载方法，并能快速生成装载方案。
2、为了达到上述目的，本专利技术提供一种箱装货物优化装载长方体空间的方法，所述方法包括：
3、根据箱装货物数据，待装入长方体空间数据以及装载要求，计算装载全解析数据；
4、根据装载全解析数据计算单品合规装载方案；
5、计算组合单品合规面板合规装载方案；
6、计算空间切割合规装载方案。
7、进一步地，根据箱装货物数据，待装入长方体空间数据以及装载要求，计算装载全解析数据，包括；
8、输入长方体空间尺寸(h1,h2,h3)和其他装载要求属性值w，输入每种箱装货物尺寸(h1,h2,h3)，数量boxnumi，以及其他装载要求属性值wi；
9、根据长方体尺寸和货物尺寸，计算单边填充率矩阵rij，单边填充数量矩阵numij；
10、其中numij表示用hi不重叠填充hj的最大整数，再多一个hi就超过hj，当hi>hj时，rij＝0；单边填充率矩阵(rij)是一个三行三列矩阵，表示六种箱装货物填充长方体的方法，其中ri1j1，ri2j2，ri3j3分别表示箱装货物第i1个边沿待填充长方体第j1个边放置，第i2个边沿长方体第j2个边放置，第i3个边沿长方体第j3个边放置；
11、输入整体填充率阈值tv，输入单面填充率阈值ts，输入长条填充率阈值tl，分别计算使用单品种箱装货物填充待装入空间单品合规装载方案、单品种箱装货物构成的单层单品合规面板以及单品种箱装货物构成的单品合规长条；
12、所述单品种箱装货物填充待装入空间单品合规装载方案为由单品种箱装货物拼接成的长方体能够放入待装入长方体空间，且体积比值大于整体填充率阈值；不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv成立，表示对应的放置方法在三个方向都达到单边最大填充率，即待装入空间再无法放入同种箱装货物，得单品种箱装货物填充待装入空间的单品合规装载方案；
13、所述单品种箱装货物单层单品合规面板为由相同品种货物拼接相邻底面组成单层矩形面板，矩形面板能够平行于待装入空间的一个平面放入，且矩形面板面积与待装入空间对应平行平面面积比值大于单面填充率阈值，不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv不成立时，计算ri1j1,ri2j2,ri3j3中两个值的乘积，如果乘积大于ts，则表示单品箱装货物构成的单层面板能够平行对应袋装空间底面放入，且在两个方向都达到单边最大填充率，得到单品种箱装货物填充待装入空间的单层单品合规面板；
14、所述单品种箱装货物单品合规长条为由相同品种货物拼接同一个底面形成长条状，长条能够平行于待装入空间的一个边放入，且长条长度与待装入空间对应边长度比值大于长条填充率阈值，不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv不成立时，计算ri1j1,ri2j2,ri3j3中最大的前两个值的乘积，如果乘积小于ts，计算ri1j1,ri2j2,ri3j3中最大值，如果最大值大于tl，则表示单品箱装货物构成的长条能够平行对应袋装空间一个边放入，且在这个方向达到单边最大填充率，得到单品种箱装货物填充待装入空间的单品合规长条；
15、根据货物数量、单边填充数量矩阵、单品合规装载方案、单层单品合规面板和单品合规长条，计算每种单品合规装载方案其他装载要求属性值及总数量，每种单层单品合规面板其他装载要求属性值及总数量和单品合规长条其他装载要求属性值及总数量。
16、进一步地，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单品合规装载方案总数量pileij，其中numi1j1,numi2j2,numi3j3是不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv成立时，对应放置方法在三个方向的货物最大数量，floor(·)是向下取整函数；单品合规装载方案其他装载要求属性值为wpileij＝winumi1j1numi2j2numi3j3。
17、进一步地，由第i种货物数量boxnumi，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种箱装货物优化装载长方体空间的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据箱装货物数据，待装入长方体空间数据以及装载要求，计算装载全解析数据，包括；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单品合规装载方案总数量pileij，其中numi1j1,numi2j2,numi3j3是不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥Tv成立时，对应放置方法在三个方向的货物最大数量，floor(·)是向下取整函数；单品合规装载方案其他装载要求属性值为wpileij＝winumi1j1numi2j2numi3j3。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单层单品合规面板总数量tileij，其中mulnum是不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥Tv不成立时，当ri1j1,ri2j2,ri3j3中两个值的乘积大于Ts的取值时，numi1j1,numi2j2,numi3j3中相对应两个值的乘积，即对应放置方法在两个方向的最大货物数量；单层单
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单品合规长条总数量barij，在不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥Tv不成立时，计算ri1j1,ri2j2,ri3j3中最大的前两个值的乘积，如果乘积小于Ts，计算ri1j1,ri2j2,ri3j3中最大值，如果最大值大于Tl，siglenum取最大值所对应的箱子数量，对应放置方法在一个方向的最大货物数量；单层单品合规长条其他装载要求属性值为，wbarij＝wisiglenum。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据装载全解析数据计算单品合规装载方案，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，若存在单品合规装载方案，则保存满足其他装载要求的所有合规装载方案，并消减对应货物数量，计算组合单品合规面板合规装载方案；若不存在单品合规装载方案，则进行组合单品合规面板合规装载方案的计算，包括；
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算组合单品合规面板合规装载方案，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，若存在组合单品合规面板合规装载方案，保存满足其他装载要求的所有合规装载方案，并消减对应货物数量，进行空间切割合规装载方案的计算；若不存在组合单品合规面板合规装载方案则直接进行空间切割合规装载方案的计算，包括：
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下步骤计算空间切割合规装载方案：
...【技术特征摘要】
1.一种箱装货物优化装载长方体空间的方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据箱装货物数据，待装入长方体空间数据以及装载要求，计算装载全解析数据，包括；
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单品合规装载方案总数量pileij，其中numi1j1,numi2j2,numi3j3是不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv成立时，对应放置方法在三个方向的货物最大数量，floor(·)是向下取整函数；单品合规装载方案其他装载要求属性值为wpileij＝winumi1j1numi2j2numi3j3。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单层单品合规面板总数量tileij，其中mulnum是不等式ri1j1ri2j2ri3j3≥tv不成立时，当ri1j1,ri2j2,ri3j3中两个值的乘积大于ts的取值时，numi1j1,numi2j2,numi3j3中相对应两个值的乘积，即对应放置方法在两个方向的最大货物数量；单层单品合规面板其他装载要求属性值为，wtileij＝wimulnum。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，由第i种货物数量boxnumi，计算第j种单品合规长条总数量...
【专利技术属性】
技术研发人员：石仁刚，陈华，张俊三，葛菊，宁文杰，杨田靖，杜贝，陈恩祥，余江华，王雅丽，王新琪，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：
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