一种高效的矩形套裁排样的带填充排样算法

提出一种带填充排样算法,实现矩形毛坯套裁排样。该算法首先用水平剪切线将板材分层,每层的宽度和板材宽度相同,高度和层最左端的主毛坯高度相同;通过调用两个递归过程确定最优排样方式,第一个过程确定每层左端的主毛坯,第二个过程确定层右端区域的毛坯排列方式。采用分支定界技术缩小搜索空间。实验计算结果说明所述算法比文献中最近报道的几种算法都有效。     

生成匀质块排样方式的递推算法

讨论矩形毛坯有约束二维剪切排样问题:将一张板材剪切成已知尺寸的一组毛坯,使排样方式的价值(板材中所含毛坯的总价值)最大;排样方式中每种毛坯的数量不能超过需求量.采用匀质块排样方式,每刀都从当前板材上切下一根水平或竖直的同质条带,其中仅含相同尺寸的毛坯.采用动态递推算法生成匀质块排样方式,在保证解的质量的前提下,有效地缩短计算时间,达到节约材料的目的.     

二维多阶段矩形剪切排样算法

讨论有需求约束的二维剪切矩形排样问题:将一张板材剪切成一组已知尺寸的毛坯,使排样价值(板材中包含的毛坯总价值)最大,约束条件是排样方式中包含每种毛坯数量都不能超过其需求量。采用普通条带多阶段排样方式,每次剪切都从板材上产生一根水平或者竖直的普通条带,条带中可以包含不同尺寸毛坯。引入分支限界与贪婪策略,以提高算法效率。实验结果表明,该算法可以有效提高排样价值。     

考虑切割刀数的T形排样算法研究

讨论无约束二维板材切割问题,采用T形排样方式以简化切割工艺。优化目标是使排样方式的价值最大,而排样方式的价值等于其中所含毛坯的总价值与切割成本之差。假定切割成本与切割刀数成正比,采用基于动态规划的算法生成排样方式。实验结果表明该算法可有效地减少切割刀数,计算时间合理。     

矩形毛坯排样中条带长度的约束处理

该文的排样问题是根据剪冲工艺的要求抽象出来的。剪冲工艺是指分两步将板材分割成毛坯:第一步用平剪床将板材切成条带;第二步采用剪或冲的方式,将条带切成毛坯。所考虑的工艺约束包括最小条带长度约束和最大条带长度约束,排样方式中条带的长度,必须在最小和最大条带长度约束值之间。该文对基本的动态规划算法加以改造,使之能够处理最小和最大条带长度约束,并在C++环境下,开发出同尺寸矩形毛坯排样系统UR。利用这个软件,进行了大量的例题测试,得出对生产实践具有指导意义的结论。     

圆片剪冲下料排样算法

为解决圆片剪冲下料排样精确算法的运行时间过长问题,并综合考虑在保证所生成的排样方案利用率最优或接近最优的前提下,先采用动态规划算法,在精确算法的基础上,选取规范长度和规范宽度的子集进行计算,实现无约束算法,解决剪切阶段的无约束排样问题.再与线性规划方法相结合,解决两维圆片剪冲下料问题,使整个排样方案的利用率达到最大,所耗费的板材数最少.最后通过实验结果表明了该算法的有效性.     

具有条带约束和简化排样方式功能的排样系统分析

在板材分割中应用优化排样算法,能够提高材料利用率,从而降低生产成本。本文对基本的动态规划算法加以改造,使之能够处理最小和最大条带长度约束,能够生成切割工艺最简单的排样方式。在C＋＋环境下,在已有原型的基础上,开发出同尺寸矩形毛坯排样系统UR。利用这个软件,进行了大量的例题测试,得出对生产实践具有指导意义的结论。     

二维剪切排样的束搜索启发式算法

针对约束二维矩形剪切排样问题,提出了一种基于束搜索的三阶段剪切排样算法。其切割过程包括三个阶段：板材剪切成段,段剪切成条带,条带切割成准确尺寸毛坯。采用动态规划确定段的价值,复杂度低的拼接递推不同长度子板的初始价值和板材的初始可行解,束搜索优化板材的排样方式。束搜索的节点用矩形对表示,分别是段组合而成的局部方式和未填充的剩余子板。以局部方式价值与剩余子板的初始价值之和作为节点的估计值。按估计值选择精英节点继续分支,其他节点直接删除不再回溯。实验结果表明该算法可缩短三阶段同质排样的计算时间,且所获得的余料大,利于余料的回收管理和再利用。     

一种卷板填充分层递归排样的优化算法

研究了卷板填充排样问题,提出了一种分层递归排样的优化算法。算法使用水平剪切线将卷板分层,每层的宽度和卷板宽度相同,高度和层最左端的主毛坯高度相同;通过调用递归过程确定卷板中层的排列,为各层选定主毛坯,并确定毛坯的排列方式;采用分支定界技术缩小搜索空间。实验结果说明该算法比文献中最近报道的几种算法都有效。     

简化同尺寸矩形毛坯排样方式的动态规划算法

同尺寸矩形毛坯排样方式的最优性包括毛坯数量最优性和切割工艺最优性。前者是指排样方式中所含毛坯数最大;后者是指在所有实现毛坯数量最优性的排样方式中,切割工艺最为简单。采用条带数衡量排样方式的复杂性,用动态规划算法生成条带数最少的最优排样方式。实验计算结果表明,所述算法能够明显简化下料工艺,对指导生产实践具有较重要的意义。     

冲裁条带最优多段排样方式的动态规划算法

讨论冲裁件无约束剪冲排样问题,用动态规划算法生成冲裁条带多段排样方式。采用一组相互平行的分割线将板材分成多个段,每段含一组方向和长度都相同的条带。通过动态规划算法确定所有可能尺寸段的最优价值以及板材中段的最优组合,使整张板材价值达到最大。实验结果表明该算法能够提高材料利用率,计算时间能满足实际应用的需要。     

基于3块方式的圆形片剪冲排样算法

采用2条相互垂直的分割线将板材分割成3块子板材,每块子板材包括一组方向和长度都相同的条带。用动态规划算法确定子板材中条带的最优布局,用枚举法确定2条分割线的位置,使整张板材价值达到最大。实验结果表明,该算法能够提高材料利用率,计算时间满足实际应用的需要。     

生成矩形毛坯最优两段排样方式的确定型算法

排样价值、切割工艺和计算时间是排样问题主要考虑的3个因素.文中提出一个新的基于排样模式的确定型排样算法——同质块两段排样算法,此算法适合剪冲下料工艺,在实现工艺简化的同时提高了排样价值时间比.首先通过动态规划算法生成最优同质块,然后求解一维背包问题生成块在级中的最优排样方式和级在段中的最优排样方式,最后选择两个段生成最优的两段排样方式.通过3组经典测题对该文算法进行了测试,将算法与4种著名算法进行了比较.实验结果表明,该文算法的优化结果好于以上4种著名算法,有效地提高了板材利用率,并且计算时间合理.     

一种高效的同尺寸长方体的装箱算法

针对应用广泛的同尺寸长方体货品的装箱问题,本文运用分层装载方案,根据货品的长宽高采用三种不同的层高,利用动态规划算法分别计算三种层的最大装载量,再通过背包算法对层进行组合,得出装箱的最优方案。该算法复杂度低,装载方案简单。     

Generating optimal two-section cutting patterns for rectangular blanks

This paper presents an algorithm for generating unconstrained guillotine-cutting patterns for rectangular blanks. A pattern includes at most two sections, each of which consists of strips of the same length and direction. The sizes and strip directions of the sections must be determined optimally to maximize the value of the blanks cut. The algorithm uses an implicit enumeration method to consider all possible section sizes, from which the optimal sizes are selected. It may solve all the benchmark problems listed in the OR-Library to optimality. The computational results indicate that the algorithm is efficient both in computation time and in material utilization. Finally, solutions to some problems are given.     

An exact algorithm for generating homogenous T-shape cutting patterns

Both the material usage and the complexity of the cutting process should be considered in generating cutting patterns. This paper presents an exact algorithm for constrained two-dimensional guillotine-cutting problems of rectangles. It uses homogenous T-shape patterns to simplify the cutting process. Only homogenous strips are allowed, each of which contains rectangular blanks of the same size and direction. The sheet is divided into two segments. Each segment consists of strips of the same length and direction. The strip directions of the two segments are perpendicular to each other. The algorithm is based on branch and bound procedure combined with dynamic programming techniques. It is a bottom-up tree-search approach that searches the solution tree from the branches to the root. Tighter bounds are established to shorten the searching space. The computational results indicate that the algorithm is efficient both in computation time and in material usage.