[发明专利]基于改进混合BL策略的二维不规则排样方法

说明书

本发明涉及一种基于改进混合BL策略的二维不规则排样方法，包括以下步骤：步骤S1:构建二维不规则零件排样问题模型；步骤S2:构建初始排样方案，并计算初始目标函数；步骤S3:根据排样方案，通过建设性方法选择待移动位置，使用最左最下定位策略移动待排位置的零件，根据契合度确定最优放置位置;步骤S4:采用最优觅食算法优化零件的排放顺序和旋转角度，输出最佳的排样方案。本发明能够快速准确的得到最优排放位置，有效提高了制作效率，且通用性更强。

技术领域

本发明涉及二维不规则零件排样技术领域，具体涉及一种基于改进混合BL策略的二维不规则排样方法。

背景技术

排样优化问题是服装、皮革、玻璃、纸制品等设计和制作过程的一个关键环节，排样质量的好坏直接影响原材料利用率的高低，影响到生产成本以及企业的经济效益，早期的排样采用传统的人工方式，依靠技术工人的熟练程度和经验总结，排样低效且不稳定，随着科技的进步，人类对资源的需求量不断增加，为尽可能减少资源浪费，自动化排样技术得到越来越多的关注与发展。

二维排样问题在实际应用中最为常见，使用范围广且复杂度高，在数学上已被证明是典型的NP完全组合问题，由于排样零件的个数以及种类较多，采用传统的算法难以求解，若采用穷举的办法，即便使用高性能的计算机，也很难做到在可接受的时间范围内，找出问题的最优解。如何缩短排样时间同时提高板材零件利用率，一直是排样问题中研究的重点和难点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于改进混合BL策略的二维不规则排样方法，解决现有多边形零件定位策略应用于二维不规则零件排样问题时出现的排样复杂度过高和排样质量较低等缺点。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于改进混合BL策略的二维不规则排样方法，包括以下步骤：

步骤S1:构建二维不规则零件排样问题模型；

步骤S2:构建初始排样方案，并计算初始目标函数；

步骤S3:根据排样方案，通过建设性方法选择待移动位置，使用最左最下定位策略移动待排位置的零件，根据契合度确定最优放置位置；

步骤S4:采用最优觅食算法优化零件的排放顺序和旋转角度，输出最佳的排样方案。

进一步的，所述步骤S1具体为：

对二维不规则零件排样问题进行定义：在给定的原材料板材上，根据加工要求，对零件进行合理排放，在满足生产需求的同时，使原材料利用率最大化；

根据原材料板材排放最大宽度以及每个零件的面积，为使原材料利用率最大化，并定义目标函数如下：

公式(1)中，W_max为零件排放最大宽度，L_max为零件排放最大长度，S_i为第i个零件的面积，n为零件总个数，δ为材料利用率；

设定排样优化过程中预设几何约束条件。

进一步的，所述预设几何约束条件，包括：

(1)待排零件与已排零件之间不能重叠、相交或包含；

(2)参与排样零件均放置于原材料板材内部；

(3)排样优化过程中所需满足的工艺约束条件。

进一步的，所述步骤S2具体为：采用Minkowski求和方法计算出所有已排零件和下一待排零件之间的外部临界多边形以及待排零件与原材料板材之间的内部临界多边形，通过合并所有临界多边形获得待排零件较优可排放位置；