矩形件套裁排样的一种优化解法

求解矩形件套裁排样问题,即用指定规格的板材切割出若干种矩形件,目标是极大化板材利用率。构造一种基于五块结构的矩形件套裁排样方式,该排样方式首先将板材划分为五个块,然后在每块中按照简单方式排样一种矩形件。建立五块排样方式的整数规划数学模型,并在Visual Studio和CPLEX中进行编程求解。用文献中的基准测题,检验五块排样方式的性能,数值实验结果表明,排样方式在提高板材利用率和简化板材切割工艺两方面均有效,且模型求解时间在实际应用中合理。     

矩形件优化排样算法研究

矩形件排样的合理性直接影响着板材的利用率。考虑到板材下料中纤维方向和一刀切等工艺约束,结合实际作业中切割机器的刀缝限制,建立了板材原料利用率最大的矩形件优化排样模型,同时设计了不同切割方式下的规则算法进行求解。算例结果表明,不同切割方式下的规则算法能够得到板材利用率不同的矩形件排样图,且都能较快地得到最优解,为实际作业提供决策支持。     

有约束单一尺寸矩形毛坯下料问题的一种求解算法

讨论有约束单一尺寸矩形毛坯下料问题:切割库存板材满足一定数量的单一尺寸矩形毛坯的需求,优化目标是使所切割的板材总面积最小,该问题广泛的出现在制造业领域的板材切割下料环节。提出一种基于五块布局模式的优化下料算法。首先调用无约束五块布局算法生成整张板材上的毛坯排样方式,然后调用有约束五块布局算法生成部分板上的毛坯排样方式。使用算例对文中下料算法进行了测试,并与文献中下料算法进行了比较。实验结果表明,下料算法可以提高下料利用率,而且计算时间合理。     

同尺寸矩形件多板材下料算法

针对机械制造业领域中的同尺寸矩形件多板材下料问题,提出一种基于动态规划和整数规划的求解算法。在单张板材上采用五块布局方式简化切割工艺,该布局方式将板材划分为五个块,每个块中矩形件按照规范多级方式排列。首先采用具有全容量特性的动态规划算法一次性生成所有尺寸块的规范多级方式,并运用隐式枚举法确定最优五块组合生成五块布局方式;然后采用整数规划算法选择最优板材组合生成下料方案。数值实验结果表明,文中算法能够有效地解决同尺寸矩形件多板材下料问题。     

矩形毛坯三块排样方式及其算法

采用线性规划和动态规划解决矩形毛坯排样问题。采用下料工艺简单的三块排样方式,用两条成T形的剪切线将板材分成三个矩形区域,每个区域中包含一个由同尺寸毛坯组成的规范块。实验计算表明,所述算法可解决大规模矩形套裁排样问题,能够有效提高材料利用率和简化下料工艺。     

生成圆形片最优四块排样方式的确定性算法

为解决圆形片无约束剪冲排样问题,提出一个生成圆形片最优四块排样方式的确定性算法。四块排样方式首先用一条父分界线将板材分为两块,然后用两条与父分界线垂直的子分界线将两块分为四块;每个块里面只包含方向和长度均相同的圆形片条带。该算法首先求解一维背包问题生成块里面的条带最优布局;然后隐式枚举三条分界线位置得到所有可能的四块组合,选择排样价值最大的四块组合生成最优的四块排样方式。实验结果表明,该算法在计算时间和板材利用率两方面都有效。     

面向多规格板材的矩形工件排样优化方法

针对规格板材件的矩形工件排样问题,提出一种支持一刀切工艺约束的放宽式搜索算法,利用多规格板材组合的构造算法,依据工件的总面积形成多种可行的板材组合;根据组合的总面积大小排序,优先选择面积较少的组合进行排样,单片板材的排放采用组化策略和启发式的排样规则;在多规格板材的排样过程中如果排样失败,则针对组合中还未排样的板材所构成的组合进行放宽式替换,再重复上述排样过程,以此搜索最佳板材组合,从而使所有工件可以排放且板材利用率最高。实验结果显示:该算法行之有效,测试结果相对于文献报道的算法具有一定优势。     

生成矩形毛坯最优三块排样方式的精确算法

采用三块排样方式,基于背包问题和动态规划算法,用两条成T形的剪切线将板材分成三个矩形区域,每个区域中包含一个由同尺寸毛坯组成的规范块.实验计算表明,所述算法时间效率合理,能够有效提高材料利用率和简化切割下料过程.     

多板材单一圆片剪冲下料的一种优化算法

讨论多板材单一圆片剪冲下料问题,即使用剪冲工艺将若干种不同尺寸的板材剪冲出一定数量的单一尺寸圆片,优化目标是使得材料利用率尽可能的高。文中采用由圆片条带组成的规范多级排样方式,简化剪切工艺;采用多板材组合下料方案,提高下料利用率。首先运用动态规划算法确定圆片在每种板材中的排样方式;然后运用整数规划算法确定多板材组合下料方案。计算结果表明,对于板材使用张数无约束问题和有约束问题,文中算法生成的下料方案比文献中算法生成的下料方案,下料利用率分别提高了1.75%和1.38%。     

基于单毛坯条带的矩形件排样算法

提出一种基于单毛坯条带的矩形件排样算法,该算法采用三条剪切线将板材分成四个矩形区域,每个区域中包含一组方向和长度都相同的单毛坯条带。其中,用枚举的方法确定三条分割线的位置,用背包算法确定每个区域中条带的最优布局,使整张板材价值达到最大。将该算法与线形规划相结合形成基于单毛坯条带的矩形件排样方案生成算法,用于求解大规模矩形件排样问题。利用文献中报道的例题进行计算,实验结果表明该算法的计算时间满足实际应用的需要,并能在一定程度上提高材料利用率。