[发明专利]一种钢筋下料优化方法、装置及存储设备

说明书

本发明公开了一种钢筋下料优化方法、装置及存储设备，所述方法包括：筛选整根钢筋优化组合方案、筛选剩余待下料钢筋优化组合方案以及节点优化和材料局部优化。本发明通过整根钢筋优化组合，剩余钢筋长度优化组合，以及合并后的局部优化和节点数优化，可以使钢筋废料率小于1％，相比现有商业软件材料浪费率5％，本发明的材料浪费率下降了4个百分点。同时叠加降低的人工成本，其经济效益十分显著。

技术领域

本发明涉及一种钢筋下料优化方法、装置及存储设备，属于土木工程技术领域。

背景技术

调研各类土木工程施工项目后发现，工人通常采用经验方法进行钢筋下料或利用现有商业软件钢筋翻样，但上述下料方法钢筋浪费率一般很大，通常大于等于5％。以一个一般的10万方地产项目来计，其浪费的基金总金额为：

100000(方)*50kg(用钢量/方)/1000(转化为吨)*4500(钢筋市价)*5％(浪费率)＝112.5万元

为此，提出一种浪费率更低的钢筋下料的优化方法，有着十分显著的经济和社会效益。

钢筋优化下料是一个一维优化组合问题，已有研究采用模拟退火算法、遗传算法等优化钢筋下料，但这些方法停留在理论研究层面，应用于工程实际还存在诸多问题。随后研究通过简化，采用线性规划算法探讨了钢筋优化下料问题，事实上，实际工程中的钢筋优化下料并非一个纯线性问题，符合工程要求的求解模型中包括多个非线性约束，整个求解模型应是一个非线性模型。用线性模型求解非线性问题导致优化结果与实际工程要求存在误差乃至错误。

2012年1月18日中国专利数据库公开了一件专利名称为：智能筛钢筋优化下料方法(公开号为：CN102322151A)：通过动态设置筛选条件对大量待加工钢筋下料组合进行筛选，并对筛选出来的初步钢筋下料组合方案再行比较、调整优化组合，确定最终钢筋下料组合方案。但是，该方法模拟的是一种经验主义的筛分技术，其基石不是公认的运筹学优化理论，通过该方法或许能找到局部的最优解，但得不到全局最优解，或者说最终钢筋下料组合方案不是最优方案。另外，该方法没有考虑人工成本，事实上，人工成本也是不可忽视的一项工程成本，在减少钢筋切割次数和焊接接头等人工成本时，材料浪费通常随之增加，也就是说，人工成本与材料浪费率是成反比的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种钢筋下料优化方法、装置及存储设备，不仅可以节省材料成本而且可以降低人工成本。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种钢筋下料优化方法，所述方法包括如下步骤：

将待下料钢筋长度与原材料钢筋长度进行逐一比对，以“钢筋浪费率小于设定阈值，且剩余钢筋长度小于35d”为筛选条件，对于满足筛选条件的原材料钢筋直接进行下料；其中：剩余钢筋长度＝待下料钢筋长度-原材料钢筋长度+钢筋节点数*s，d表示原材料钢筋直径，s表示钢筋接头损失；

对于剩余待下料钢筋，以“剩余钢筋长度大于等于最小原材料钢筋长度”为筛选条件从剩余原材料钢筋中循环挑选出一组作为整根钢筋下料组合；

以多根原材料钢筋组合后钢筋总根数最少为目标，并考虑钢筋接头损失，筛选出最优的整根钢筋下料组合；

以钢筋浪费率最小为目标，以每根剩余钢筋长度最多由两节钢筋组合为硬约束，建立非线性lingo模型，求解全局最优解；

对全局最优解进一步开展节点优化和材料局部优化，获取最终钢筋下料清单及钢筋切割方法。

进一步的，筛选出整根钢筋下料组合的最优方案，包括如下步骤：

对于从原材料钢筋长度序列中循环挑选出的整根钢筋下料组合，若整根钢筋组合下料后剩余钢筋长度大于等于(35d+s)，则保存剩余钢筋长度数据及挑选出的整根钢筋下料组合数据；