[发明专利]一种模块结构型材优化套料方法

说明书

本发明公开了一种模块结构型材优化套料方法，包括以下步骤:步骤一、通过建立型材套料的数学模型,确定型材优化的目标函数以及在套料时需满足的约束函数；步骤二、对步骤一建立的型材套料的目标函数采用遗传算法进行优化求解,通过构造对型材优化套料的遗传算法，得到满足约束函数条件下所需套料零件在型材原料上切割时的排列顺序。可以大幅度的提高型材原料的使用率，对不同项目所需切割型材的种类和数量没有限制，节约布置套料方案时间。

技术领域

本发明涉及型材切割技术领域，特别涉及一种型材切割优化套料领域。

背景技术

目前，用于海洋工程、建筑钢结构、桥梁钢结构领域的型钢大多采用机器切割、人工切割。在每个项目中型材零件的种类和数量不同，这就使得按照人工经验进行套料时对型材原料的使用率不高，造成型材原料的浪费且增加了成本。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种可有效提高型材原料的使用率,节约套料时间,并可应用于不同型材套料项目中的模块结构型材优化套料方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种模块结构型材优化套料方法，包括以下步骤：

步骤一、建立需套料零件在型材原料上套料时的数学模型，具体步骤为：

第一步、建立型材套料的目标函数，公式如下：

MinF(x)＝ω₁f₁(x)+ω₂f₂(x)

其中，f₁(x)表示需套料零件使用的型材原料的根数，f₂(x)表示加工需套料零件后每根所使用的型材原料的剩余长度的总和，ω₁,ω₂表示权重系数；

第二步、建立型材套料的约束函数，公式如下：

其中，g(x)表示单根型材原料的约束函数，l_i(i＝1,2,...,m)表示第i种需套料零件的长度尺寸，m为需套料零件的种类数，v_i表示是否此根型材原料上排列第i种需套料零件，v_i＝(0,1)，当该种需套料零件在此根型材原料上进行套料时，v_i＝1，反之v_i＝0；k_i表示对应该种需套料零件的数量，L表示单根型材原料的长度；

步骤二、对步骤一建立的型材套料的目标函数采用遗传算法进行优化求解,得到满足约束函数条件下所需套料零件在型材原料上切割时的排列顺序，具体方式如下：

第一步、对染色体编码方式采用实数编码：染色体上的每个基因分别表示需套料零件的长度，基因的排列顺序表示需套料零件的切割顺序，染色体长度为n_i表示不同种类需套料零件的数量；

第二步、设置遗传代数并初始化种群：采用给定遗传代数作为遗传过程的终止准则，种群中各染色体上的基因按照需套料零件的长度随机排列；