[发明专利]一种面向多规格板材的矩形件排样方法

权利要求书

1.一种面向多规格板材的矩形件排样方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

第一步，输入板材与矩形工件的初始数据；

第二步，根据矩形工件规格与数量通过多规格板材排样模块进行多规格板材排样；

第三步，根据工件总面积，板材规格及数量通过板材组合构造算法得到板材组合序列；将板材组合序列进行放宽式选取板材组合得到板材组合；接着通过多规格板材排样模块内的及于组化策略的单板材排样算法计算出板材组合是否能排放下所有工件，如果不能则回溯到放宽式选取板材组合；如果可以则输出排样板材件；

第四步，如果对排样板材件不满意则将其打散和重组；打散后的工件排样重回到第三步执行，直到上一次排样的总利用率与打散与重组后的总利用率之差小于0.1％，排样结束，得到当前的排样解。

2.根据权利要求1所述的面向多规格板材的矩形件排样方法，其特征在于，所述第一步至第三步具体方法如下：

初始化排样数据、当前排样板材件索引指数i＝1、解的控制利用率u＝0.9和排样解PackList；计算矩形工件总面积，并通过板材组合选取算法选取板材件组合BinList，且板材件按面积增序排列；判断所有矩形工件排样是否完成，若已经完成，则结束，返回PackList；若未完成，则判断板材件索引指数i大于BinList的长度，若i大于BinList的长度，则判断BinList是否为空，若BinList为空，则根据剩余矩形工件面积重新选择板材件组合，组合成新的BinList，同时i＝1；若BinList不为空，则再判断BinList里板材件的总面积是否大于最大板材面积的3倍，若大于，则控制利用率u＝0.7，且则根 据剩余矩形工件面积重新选择板材件组合，组合成新的BinList，同时i＝1，接着从BinList里面选取第i个板材件B；若不大于，则由当前库存板材件生成组合BinGroup，组合按面积增序排列，且从BinGroup里面找到当前BinList组合面积相同的组合，替换当前BinList，得到新的BinList，u＝0.7，同时i＝1，接着从BinList里面选取第i个板材件B；若i不大于BinList的长度，则从BinList里面选取第i个板材件B；然后对B进行排样，返回当前排样最好的解，求得利用率，接着判断当前B的解利用率是否大于u，当前B的解利用率大于u，则将板材件B加入PackList，且从PackList里面删除，i自减1，库存板材件B数量减1，删除已排样切片；当前B的解利用率不大于u，则将板材件B的解设为空；i＝i+1，再次判断所有矩形工件排样是否完成，则重复以上操作。

3.根据权利要求1所述的面向多规格板材的矩形件排样方法，其特征在于，所述板材组合构造算法具体原理如下：给定指定规格和指定数量的矩形工件与板材件，我们假设要求加工的矩形工件长和宽及其数量分别为，库存板材件按面积降序后长和宽分别为，且第j类型板材件的库存数量为C_j，由于本算法按照矩形工件总面积来选取板材件组合，因此先求得矩形工件总面积和S为：

假设选择第j类型的板材件数量为x_j，则板材件组合BinList的定义为：

显然，求取BinList可以建模为线性规划问题。针对该问题，本文提出了一种基于贪婪和动态规划思想的列生成算法，算法的主要原理描述如下：

首先，从最大面积板材件数量出发，严格按照板材件库存数量表 尝试计算下式：

将满足r大于零且小于最小板材件面积的x_j按照大块优先选择的原则列出来，r值保存到至相应数组a。

然后从数组a里选择r为0的可行解BinList存到可行解集solutions，且该解集里每个BinList的解为；若没有为0的解，则选择r值最大且最小面积板材件数量不为C_n的可行解BinList存到可行解集solutions，且该解集里每个BinList的解为。

最后需要从可行解集solutions里选择合适的BinList，在这里，本文从solutions里选择BinList的启发式规则按以下适应度公式作为评估指标：

通过计算solutions里面每组BinList的适应度值f，选取f值最大的组合作为初始排样板材件组合BinList。