[发明专利]基于禁忌搜索和半张量积的多原材一维下料优化方法

说明书

本发明提供了一种基于禁忌搜索和半张量积的多原材一维下料优化方法，属于一维下料方法技术邻域。其包括以下步骤：初始化当前切割顺序；确定当前切割顺序下的原材使用顺序；生成当前切割顺序的邻域序列；根据半张量积模糊关系矩阵生成最佳候选解；判断最佳候选解是否满足藐视准则并更新禁忌列表；判断最佳切割顺序是否满足停止条件并更新当前切割顺序。按照上述步骤循环计算，直到满足停止条件，即出材率和原材使用数量满足期望值或迭代次数达到最大阈值。本发明利用多变量模糊系统半张量积建模技术改进禁忌搜索算法，在解决大规模、多原材优化问题时算法执行效率高，可满足实际生产使用需求。

技术领域

本发明涉及一种基于禁忌搜索和半张量积的多原材一维下料优化方法，属于一维下料方法技术邻域。

背景技术

一维下料问题是指将原材料在同一种属性(长度、宽度、厚度等)下切割成一批满足需求的材料，确定一种切割方式，使得原材用料和产生的废料长度最少。这类问题广泛应用于建筑行业、制造行业等许多邻域。目前一维下料优化算法通过优化余料长度减少废料长度，这种方法会提高算法复杂度，增加计算时间。另外，现有的一维下料优化算法大多考虑在单一长度原材的前提下生成切割方式，在多种长度原材时并不适用，而考虑多种原材的一维下料优化方法在解决大规模优化问题时算法效率低，无法满足实际生产使用需求。

发明内容

本发明目的是提供了一种基于禁忌搜索和半张量积的多原材一维下料优化方法。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种基于禁忌搜索和半张量积的多原材一维下料优化方法，包括以下步骤：

步骤S1.根据需求材料的长度和数量，生成需求矩阵D；

步骤S2.对需求矩阵进行随机排序创建初始化切割顺序S₀，初始化当前切割顺序S＝S₀初始化最佳切割顺序S_oa＝S₀，置空禁忌列表；

步骤S3.确定当前切割顺序下的原材使用顺序；

步骤S4.生成符合规则且不在禁忌列表内的有效邻域，邻域数量等于需求材料的数量；

步骤S5.计算所有邻域切割顺序的废料率和原材使用数量对F_c和L_c分别进行归一化和模糊化计算；

步骤S6.构建邻域切割顺序废料率和原材使用数量的半张量积模糊关系矩阵月；

步骤S7.取每个邻域切割顺序的半张量积模糊关系矩阵的l₂范数作为该邻域切割顺序的适应度值；

步骤S8.取适应度最小值对应的邻域切割顺序作为当前邻域生成的最佳候选切割顺序S^*；

步骤S9.判断最佳候选解S^*是否满足藐视准则，如果满足藐视准则，即最佳候选解S^*的适应度值小于最佳切割顺序S_oa的适应度值，则将最佳候选解S^*作为当前最佳切割顺序S_oa，并将该切割顺序加入到禁忌列表中；若禁忌列表当前长度大于禁忌列表长度，则将最佳候选解S^*替换最早进入禁忌列表的切割顺序；判断当前最佳候选解S^*的废料率F^*和使用原材数量L^*是否满足停止条件；若满足停止条件，输出当前切割顺序，停止迭代，当前最佳切割顺序S_oa即为最优切割顺序；若不满足停止条件，将最佳候选解S^*定义为当前切割顺序S，转步骤S3，继续迭代寻优；