申请/专利权人：南京林业大学

申请日：2023-04-26

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN116561996B

主分类号：G06F30/20

分类号：G06F30/20;G06N3/006

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2023.08.25#实质审查的生效;2023.08.08#公开

摘要：本发明提供一种基于电子开料锯开料优化的矩形件排样方法，属于下料排样优化技术领域，采用了启发式算法的基本逻辑，并在此基础上进一步优化，根据矩形件不同规格分类至对应集合，利用电子开料锯开料的特性，将叠切、矩形区域横纵方向材料利用率以及矩形件二次归属这三方面纳入综合考虑，最后采用剩余矩形填充以及最低水平线搜索两种算法对剩余矩形件进行收尾，从而在提高下料效率的同时兼顾材料利用率。

主权项：1.一种基于电子开料锯开料优化的矩形件排样方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、设定矩形区域的基础参数，并建立数学模型；所述步骤1具体为：步骤1.1、设立长度为L、宽度为W、编号为K的矩形区域，初始值K为0，锯路宽度Wr；步骤1.2、将矩形件元素按照Ri[Wi，Li，N，Deg＝0°]，i＝1,2,3,…,n的规则进行编号，其中，Ri为对种群的编号，Wi代表该矩形件的宽度，Li代表该矩形件的长度，N为某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，Deg代表该矩形件的旋转角度，角度初始值为0°；另外，将余料用Si表示；步骤1.3、设立同类别矩形件集合Cj{Ri},i,j＝1,2,3,…,n，余件集合Re{Ri},i＝1,2,3,…,n，余料集合Rs{Si},i＝1,2,3,…,n；步骤1.4、定义矩形区域利用率P，矩形件横纵方向摆放利用率PW和PL，矩形区域宽度方向利用率规定最小值Pmin；步骤2、初步筛选出同种规格矩形件并归类，其中，宽度相同的矩形件归入集合C1中；长度相同的矩形件归入集合C2中；当矩形件的长度和宽度均不相同时，归入余件集合Re中；当一个矩形区域排样完成后会对未利用的区域进行筛选，满足筛选条件的矩形余料则归入余料集合Rs中；步骤2包括：步骤3.1、初始化信息，更新集合，设置矩形区域初始编号K，K＝0，锯路宽度Wr，步骤3.2、更新矩形区域编号K＝K+1；步骤3.3、判断是否存在需要排列的矩形件Ri，若存在则转至步骤3.4，否则转至步骤3.7；步骤3.4、计算矩形件Ri[Wi，Li，N，Deg＝0°],i＝1,2,3,…,n在矩形区域宽度方向的横放利用率PW和竖放利用率PL，PW＝[Wi*N+N-1*Wr]W；式中，Wi代表该矩形件的宽度，N为某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，Wr代表锯路宽度，W代表矩形区域的宽度；PL＝[Li*N+N-1*Wr]W，式中，Li代表该矩形件的长度，N为某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，Wr代表锯路宽度，W代表矩形区域的宽度；比较PW和PL，若PW＜PL，选取PL，若PW≥PL，选取PW，再将选取的数值与矩形区域宽度方向规定最小值Pmin比较，若大于等于Pmin，则可以确定之后排列方向，并算出需要扣除的对应数量N，若小于Pmin，则将所有矩形件Ri放入同类型集合Cj中；步骤3.5、对同规格矩形件Ri进行排列，根据其在矩形区域长度L方向上边长的利用率来决定先后排列顺序，排完一列扣除矩形件Ri的数量并更新矩形区域长度L和矩形件Ri；所述先后排列顺序的规则为选取的数值与矩形区域宽度方向规定最小值Pmin比较，若选取的数值≥Pmin，则归为同规格矩形件，若选取的数值＜Pmin，则将矩形件Ri放入同类别集合Cj中；若集合Cj中的元素个数小于等于1，则将该元素移动至余件集合Re中，步骤3.6、判断当前所排矩形区域长度方向上是否存在余料空间可排放矩形件Ri，若不存在则转至步骤3.2，若存在则转至步骤3.3；步骤3.7、判断集合Cj中的元素个数是否小于等于1，若符合，则将该元素移动至集合余件集合Re中，反之则不移动，更新所有集合；步骤4.1、判断是否存在需要排列的矩形件集合Cj，若存在则转至步骤4.2，否则转至步骤4.4；步骤4.2、按照矩形区域长度方向边长的利用率大小依次排入集合Cj中的矩形件Ri，并计算集合C1或C2中矩形件Ri在矩形区域宽度方向横放利用率PW和竖放利用率PL，PW＝[Wi*N+N-1*Wr]W；式中，Wi代表该矩形件的宽度，N为某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，Wr代表锯路宽度，W代表矩形区域的宽度；PL＝[Li*N+N-1*Wr]W，式中，Li代表该矩形件的长度，N代表某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，Wr代表锯路宽度，W代表矩形区域的宽度；步骤4.3、比较PW和PL，若PW＜PL，选取PL，若PW≥PL，选取PW，再将选取的数值与矩形区域宽度方向规定最小值Pmin比较，若大于等于Pmin，则去除集合中对应集合Cj的矩形件，并判断是否可以形成余料Si，若生成Si，则放入余料集合Rs中；若小于Pmin，则将集中Cj中所有矩形件Ri放入余件集合Re中；更新矩形区域宽度W；步骤4.4、判断当前所排矩形区域长度方向上是否存在余料空间可排放的Cj中矩形件Ri，若存在则转至步骤4.1，否则更新矩形区域编号K＝K+1并转至步骤4.1；步骤4.5、当所有Cj集合全部依次排列完毕后，更新余件集合Re，余料集合Rs；步骤5.1、按面积从大到小依次排列余料集合Rs中的矩形余料Si并编号；步骤5.2、搜索余件集合Re中是否存在能放入余料矩形区域Si的矩形件，若存在，则将利用率最高的矩形件靠余料矩形区域Si左上角放入并更新集合Rs中对应的矩形余料，若不存在，则直接清除；步骤5.3、重复操作步骤5.1和步骤5.2直至某一个集合为空集，更新余件集合Re；步骤6、按照最低水平线搜索算法对余件集合Re内的矩形件依次排列；所述步骤6具体为：步骤6.1、若余件集合Re为空集，则算法停止；步骤6.2、若余件集合Re不为空，则判断当前所排矩形区域中是否存在余料空间可排放矩形件Ri，若存在则按照最低水平线搜索算法依次排列余件集合Re中所有矩形件，若不存在则初始化K，更新矩形区域编号K＝K+1，按照最低水平线搜索算法依次排列余件集合Re中所有矩形件；步骤7、输出对应的矩形区域K、材料利用率及排样图；材料利用率计算公式为： 式中，U为材料利用率、W为矩形区域的宽度、L为矩形区域的长度、Wi为某一矩形件元素Ri的宽度，Li为某一矩形件元素Ri的长度，N为某一矩形件元素在矩形区域K上排列的数量，n为矩形区域K上矩形件的种群数量。

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百度查询： 南京林业大学 一种基于电子开料锯开料优化的矩形件排样方法

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