[发明专利]一种基于遗传算法的多规格一维套料方法及装置

权利要求书

1.一种基于遗传算法的多规格一维套料方法，其特征在于，包括：

以原料为个体，以下料为基因，在各所述基因中随机选择基因对各所述个体进行编码，得到各所述个体的基因编码，以获得所述基因编码的各所述个体作为初始种群；

以所述初始种群作为父代种群，对所述父代种群应用交叉运算或变异运算中至少一种运算以及选择运算，直至获得整体适应度满足预设条件的子代种群；

其中，所述原料为未经切割的管材；所述下料为需要切割产生的管材；所述整体适应度为一代种群中所有个体的个体适应度之和；所述个体适应度为个体利用率；所述个体利用率为一个所述原料上分配的所有下料的长度之和占所述原料的长度的比值；

所述在各所述基因中随机选择基因对各所述个体进行编码，得到各所述个体的基因编码，具体包括：

计算个体的预设基因编码长度；所述预设基因编码长度为一个所述个体上能够携带的基因数量的最大值；

随机且不重复地选择多组基因，直至生成的基因编码的数量等于所述个体的数量；

当所述基因编码的长度大于所述预设基因编码长度时，舍弃所述基因编码；

当所述基因编码的长度小于所述预设基因编码长度时，在所述基因编码中随机插入空格以使所述基因编码的长度等于所述预设基因编码长度。

2.根据权利要求1所述的多规格一维套料方法，其特征在于，还包括：

当所述个体携带的基因所代表的下料的长度之和大于所述个体所代表的原料的长度时，重新对所述个体进行编码。

3.根据权利要求1所述的多规格一维套料方法，其特征在于，所述对所述父代种群进行所述交叉运算，具体为：

对所述父代种群中的父代个体按个体适应度非递增的方式进行排序，对相邻的父代个体两两之间以基因为单位进行所述交叉运算。

4.根据权利要求3所述的多规格一维套料方法，其特征在于，所述对相邻的父代个体两两之间以基因为单位进行所述交叉运算，具体包括：

选择交叉点；

由两个所述相邻的父代个体之间交换所述交叉点之前的基因产生两个子代个体。

5.根据权利要求1所述的多规格一维套料方法，其特征在于，所述对所述父代种群进行所述变异运算，具体包括：

随机选择一个基因；

判断所述父代种群中是否包括所述基因；

如果是，则返回所述随机选择一个基因的步骤；

如果否，则在所述父代种群中选择一个基因进行替换。

6.根据权利要求5所述的多规格一维套料方法，其特征在于，在所述判断所述父代种群中是否包括所述基因之前，还包括：

以所述父代种群中的所有基因构造平衡二叉树结构。

7.根据权利要求1所述的多规格一维套料方法，其特征在于，所述对所述父代种群进行所述选择运算，具体包括：

判断生成的子代种群的整体适应度是否大于所述父代种群的整体适应度；

如果所述子代种群的整体适应度大于所述父代种群的整体适应度，则判断所述子代种群的整体适应度是否满足预设条件；如果是，则结束运算；如果否，则以所述子代种群为父代种群进行所述交叉运算或所述变异运算中的至少一种运算后，对新的父代种群和子代种群进行所述判断生成的子代种群的整体适应度是否大于所述父代种群的整体适应度的步骤；

如果所述子代种群的整体适应度小于等于所述父代种群的整体适应度，则返回对所述父代种群进行所述交叉运算或所述变异运算中的至少一种运算以及所述选择运算的步骤。

8.根据权利要求7所述的多规格一维套料方法，其特征在于，所述判断生成的子代种群的整体适应度是否大于所述父代种群的整体适应度，具体包括：

在所述子代种群中选择预设数量的个体，计算所述预设数量的个体的个体适应度之和得到子代部分个体适应度之和；

在所述父代种群中选择所述预设数量的个体，计算所述预设数量的个体的个体适应度之和得到父代部分个体适应度之和；

判断所述子代部分个体适应度之和是否大于所述父代部分个体适应度之和。

9.一种基于遗传算法的多规格一维套料装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储指令，所述指令包括权利要求1至8任意一项所述基于遗传算法的多规格一维套料的方法的步骤；

处理器，用于执行所述指令。