[发明专利]用于矩形件的智能排样方法

说明书

技术领域

本发明属于加工件排样领域，尤其涉及一种用于矩形件的智能排样方法。

背景技术

排样问题是一个在金属制造业、造纸业、玻璃制造、家具制造业、汽车制造业等制造领域生产实践中普遍遇到的问题，有效的排样方法可以使企业按照最优的方式对所需求的零件进行切割，从而可以极大地提高原材料的利用率以及切割效率，进而提升企业的经济效益。

传统的排样方式多采用人工排样下料，由操作工人按照零件尺寸和数量在原料板上简单排列切割下料。这种传统的手工排样下料生产方式容易造成大量边角余料，且企业不能做到排样预算。

对于矩形件的排样优化而言，现有的优化排样方法往往没有考虑矩形件的特殊工艺、具有纤维方向、“一刀切”(所谓一刀切，就是指矩形件的下料设备如锯床和剪床机等在加工时只能沿着某一方向进行切割，直至此次切割完成)，因此不能适用于矩形件“一刀切”的排样优化。采用人工对矩形件进行排样，效率低下且排样效果不理想，因此如何根据矩形的特定工艺要求及其自身的特性，来定制符合矩形件的加工要求，能够更有效的利用原材料、大幅度降低生产成本并且效率更高的排样方法，已经成为业内迫切的技术要求。

因此，亟需研发出解决上述问题的有效措施。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能够更有效地利用原材料、排样结果符合的用于矩形件的智能排样方法。

本发明提供了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(染色体为矩形件排样的一个序列也即矩形排样的一个解)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，其中对每条染色体的解码具体步骤如下：

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；