[发明专利]一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统

说明书

本发明公开了一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统，包括数据采集模块、排序模块、云平台、排版优化模块、调整模块、存储模块以及显示模块；数据采集模块用于采集可用原片信息和待优化的玻璃小片信息；排序模块用于获取待优化的玻璃小片信息并进行分析，生成小片排序表；排版优化模块用于对玻璃小片进行排版优化，通过高效的启发式搜索，能够在比较短的时间内，得到优化率比较高的排版；同时引用了随机因子的概念，增大了每个小片填充原片版面时不同的组合概率，保证每张原片版面不会陷入局部最优解的问题；排版优化模块还引入了多线程的处理，在同一时间内同时对多张原片进行排版填充，保证比较少的优化时间。

技术领域

本发明涉及玻璃加工领域，特别是涉及一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统。

背景技术

玻璃优化排版是指在给定一个宽度、高度不限的矩形原片的情况下，将具有一定种类和数量的矩形小片排放到原片内，使排放的矩形小片占据原片的面积最小，从而使原片材料的利用率达到最大。该问题在玻璃切割等工业生产中有着广泛的应用，从计算复杂度上看，该问题也是一个NP难问题，因此长期以来都是各个玻璃企业关注的重点；

目前，针对玻璃优化排版问题问题的求解方法有：穷举搜索算法，该算法已证明对低于30个矩形件的排样是有效的，但由于问题目标涉及到解空间的组合爆炸，因此穷举算法只适用于小规模排样问题；贪婪算法，针对单版面可以得到比较高的优化率，但是针对整个多个版面效果不佳；为此，我们提出一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统。本发明的目的主要针对以前排版算法优化低，优化时间长的问题，通过高效的启发式搜索，能够在比较短的时间内，得到优化率比较高的排版；本发明引用了随机因子的概念，增大了每个小片填充原片版面时不同的组合概率，保证每张原片版面不会陷入局部最优解的问题；本发明引入了多线程的处理，程序可以在同一时间内，同时对多张原片进行排版填充；保证比较少的优化时间。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于高效启发式搜索算法的玻璃矩形排版优化系统，包括数据采集模块、排序模块、云平台、排版优化模块、调整模块、存储模块以及显示模块；

所述数据采集模块用于采集可用原片信息和待优化的玻璃小片信息并将可用原片信息和待优化的玻璃小片信息传输至排序模块，所述排序模块用于获取待优化的玻璃小片信息并进行分析，生成小片排序表，所述排序模块用于将小片排序表传输至云平台，所述云平台用于将小片排序表传输至存储模块进行实时存储；

所述排版优化模块用于对玻璃小片进行排版优化，具体排版优化步骤为：

SS1：获取当前原片的可摆放区域，将尺寸适合该可摆放区域的玻璃小片标记为初选小片；

SS2：获取初选小片的优选值RQ；选取优选值RQ最大的初选小片为选中小片；将选中小片填入当前原片的可摆放区域；同时该选中小片的数量减少一；

SS3：填完选中小片后，将当前原片的可摆放区域拆分为横切、竖切两种情况，继续递归调用填充版面方法，重复步骤SS1，分别填充被分割的两个版面；

SS4：当该版面被填充完，排出一个版面，计算得到该版面的优化率，并标记为Y1；所述优化率即为排放的玻璃小片的面积与占据原片的面积之比；

将Y1与预设最佳优化率相比较；计算获取Y1与预设最佳优化率的差值并标记为优化差值Y2；

将优化差值Y2最小的版面标记为最佳版面；判断此时是否已循环排版N次，其中N为预设值，N表示正整数；

SS5：若循环排版次数达到N次，则将最佳版面标记为目标版面并将目标版面传输至云平台进行存储；

若循环排版次数小于N次，则继续循环排版，执行步骤SS3；