[发明专利]用于矩形件的智能排样方法

权利要求书

1.一种用于矩形件的智能排样方法，包括下列步骤： 

S1：设定遗传算法中包括种群population、迭代次数T、交叉概率Pc以及变异概率Pm在内的参数； 

S2：从矩形零件库选择待排样的矩形件，并提取包括矩形种类K、各种类矩形的数量n_i、各种类矩形的尺寸即纤维方向的长l_i和非纤维向的宽w_i，以及矩形排样时是否存在纤维方向要求在内的矩形相关信息，并对每一个矩形进行十进制整数编码，由此形成一个矩形序列； 

S3：从原料库选择符合上述矩形件排样要求的矩形板材，并提取包括板材序号、数量、各序号板材的尺寸即纤维方向的长和非纤维方向的宽在内的板材相关信息； 

S4：根据上述矩形件信息随机生成遗传算法的初始种群population，其中每个染色体就是矩形件的一个排样序列，矩形件的排样序列就是根据矩形个数编码号构成的不重复的随机序列； 

S5：利用最低水平线搜索算法对所获得初始种群进行解码； 

S6：利用上述步骤S5获得的解码结果生成排样方案图，计算得到每个解对应的排样利用率，并保留最大利用率gbest，全局最优解即全局最大利用率以及对应的染色体序列；利用选择算子从中选出数量为population个数的个体进入下一步； 

S7：对上述步骤S6筛选出的population中的每相邻的两个染色体都随机产生一个处于0～1之间数值r_c，若r_c小于交叉概率Pc，则对这两条染色体进行部分匹配交叉运算，若r_c大于等于交叉概率Pc，则对这两条染色序列体保持不变； 

S8：对上述步骤S7所得到的population中的每一条染色体都随机产生一个处于0～1之间的数值r_m，若r_m小于变异概率Pm，则对该染色体执行变异运算，若r_m大于等于变异概率Pm，则该染色体序列保持不变； 

S9：对上述步骤S8所得到的population中的每一个染色体用最低水平线搜索算法进行解码，得到对应的排样图及板材利用率，同时记录这个 population中的最高利用率lbest以及对应的染色体，并比较lbest与gbest的大小，若lbest大于gbest，则将lbest赋值给gbest，同时将lbest对应的染色体序列赋给gbest； 

S10：重复以上S6-S9步骤，直到迭代次数达到设定的迭代次数T为止。 

2.如权利要求1所述的一种用于矩形件的智能排样方法，其特征在于：采用一种最低水平线搜索算法进行解码，包括以下步骤： 

S201：设置初始最高轮廓线为板材底边； 

S202：每当要排入一个矩形R_i，就在最高轮廓线集中选取最低的一段水平线，如果有数段，则选择最左边的一段，测试该段最低水平线的宽度是否大于等于要排矩形的宽度； 

①如果该最低水平线的宽度大于等于要排矩形R_i的宽度，并且排入高度不超出原料板的边界，则将该矩形排在此位置，同时更新最高轮廓线集。否则，从矩形R_i所在的位置开始向后搜索可以放进最低水平线的矩形，即从{R_i+1...R_j...R_N}中搜索比较与最低水平线宽度最吻合的矩形排入；如果矩形R_j的宽度与最低水平线最相近且不超出原料板高度，则将矩形R_j排入，同时交换矩形R_i与R_j的位置，{R₁，R₂，...R_j，...R_i，...R_N}，更新最高轮廓线集； 

②否则，从该矩形所在的位置开始向后搜索可以放进最低水平线且不超出原料板高度的矩形，比较与最低水平线宽度最吻合矩形件排入，并交换这两个矩形的位置，同时更新最高轮廓线集； 

③如果没有可以排进最低水平线的矩形，则将最低水平线提高至与高度较低的一段齐平，更新最高轮廓线集。当抬高最低水平线不能排进任何矩形时，重新加一块原料板； 

S203：重复步骤S202，直到排下该矩形件； 

S204：重复S202、S203，直到所有矩形件排放完成。