[发明专利]多原材料规格大规模钢筋优化套裁方法

说明书

本发明公开了一种多原材料规格大规模钢筋优化套裁方法，首先对下料钢筋的长度、数量分批次处理，然后计算每种原材料钢筋的截切组合，再以消耗原材料长度最小为目标建立整数规划模型，最后基于分支定界法或遗传算法求解模型的最优解，本发明对钢筋截切组合算法设计进行了充分优化，显著减少计算时间，并提高整数规划求解效率，通过分批求解的设计，使本方法能满足大规模钢筋下料的优化需求，能够根据下料需求对多种长度钢筋原材料进行下料优化套裁。

技术领域

本发明涉及大型建筑施工中的钢筋加工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种多原材料规格大规模钢筋优化套裁方法。

背景技术

现今，钢筋加工设备越来越先进，自动化智能化水平越来越高，但在实际生产中，钢筋下料优化套裁通常依靠工人的经验，下料过程往往造成大量钢筋浪费。目前，已经有一些高校和钢筋加工设备厂商在研究钢筋优化套裁技术，但这些技术一般只针对单种原材料长度，或者能满足的下料长度种类十分有限，或者优化结果尚有提升空间。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种多原材料规格大规模钢筋优化套裁方法，以解决现有技术中对原材料钢筋的套裁方法能定义的下料长度种类有限且余料率较高的技术问题。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多原材料规格大规模钢筋优化套裁方法，包括如下步骤：

S1、确定每种下料钢筋的长度及对应的数量需求，依据计算机算力，将下料钢筋的长度、数量分成若干个批次batch；

S2、在每个batch中按照每种长度的原材料钢筋分别计算所有可行的截切组合，截切组合表示在对单种长度的原材料钢筋进行截切的过程中下料钢筋的长度的搭配方案，每个batch计算的截切组合只包括对应batch中的下料钢筋的长度；

S3、以每种截切组合的使用次数为决策变量建立整数规划模型，整数规划模型以消耗原材料钢筋的总长度最小为目标、以每种长度的下料钢筋的数量不低于下料需求数量为约束条件；

S4、求解每个batch的整数规划模型；

S5、将每个batch的整数规划模型求解结果进行归集，得到钢筋下料的优化套裁方案。

优选的是，步骤S2中，计算截切组合时，剔除长度总和超过对应种类原材料钢筋的长度的截切组合，并剔除截切后余料的长度不小于最短下料钢筋的长度的截切组合。

优选的是，步骤S1中，首先，将原材料钢筋的信息用向量a表示a＝[a₁ a₂ … a_i…]，其中，α_i表示第i种原材料的长度，待下料钢筋的信息用向量b和向量c表示，b＝[b₁ b₂… b_j …]，c＝[c₁ c₂ … c_j …]，其中，b_j和c_j分别表示第j种下料钢筋的长度和数量，划分batch时，先设置单个计算批次batch的大小batchsize，batchsize表示在一次截切组合计算过程中包含的下料钢筋的长度种类的数量；

然后，将b与c中对应下标的元素相乘，得到向量d，d＝[d₁ d₂ … d_j …]，其中d_j表示第j种下料钢筋的下料总长度，按照d中元素的大小将b与c中的元素降序排列，并按顺序将b与c中的元素分为数个batch，每个batch包含batchsize个元素；

之后，对每个batch中的下料钢筋按向量a中的顺序依次进行截切组合计算。