[发明专利]用于异形容器装载物资的全局优化方案生成系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种物资装载智能优化方法，更具体的说，本发明主要涉及一种用于异形容器装载物资的全局优化方案生成系统。

背景技术

货物三维装载全局优化是指在一定的装载约束条件下，在特定几种容器（集装箱或者货包）中排布货物，排布完成后使特定形状容器能够达到指定的全局指标要求（如总装载货物的质量最大、总装载的货物对容器的内部空间利用率最大等）。在计算机智能优化科学和供应链优化管理领域中，货物三维装载全局优化有着广泛的应用背景，包括物流配送装货、集装箱装货、空运飞机装货、太空运输物资、大型轮船装货等，对货物三维装载全局优化问题的研究都是焦点。另外由于在太空和深海等运输工程中，因为这些领域运输器由于其他设计特性的需要容易产生异形空间，同时由于这些领域运输即使很小的空间浪费也带来巨大的损失，因此研究在这些异形空间中物资优化装载就显得非常具有价值。另外，从计算复杂性理论来讲，即使一般三维装载优化问题都属于NP-Hard问题，是优化问题中最难的一类组合优化问题，其求解难度随问题规模的增大和约束的增多而成几何级增长。在现有国内外的三维装载（3D-Packing）问题研究中，基本集中在对于矩形体或者圆柱体容器中实现装载优化，几乎没有涉及异形体容器内装载优化的研究与系统。因此有必要针对异形体容器的装载优化方案做进一步的改进和研究。

发明内容

本发明的目的之一在于解决上述不足，提供

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明一方面提供了一种用于异形容器装载物资的全局优化方案生成系统，所述的系统包括：

基础数据管理子系统，用于将用户输入的任务信息保存至数据库中，作为一次优化计算任务中其它数据的检索基础；所述任务信息中至少包括任务编号及任务名称；并将用户输入的单次任务所有类别容器的基础信息保存至数据库中，所述基础信息中至少包括容器内部装载空间的结构信息和容积大小信息；由用户设置每类容器划分后的若干个三角体和矩形体信息，并分别保存至数据库中；再将用户输入的单次任务待装载物资信息与装载约束条件保存至数据库中；

装载全局优化计算子系统，用于基于基础数据管理子系统保存至数据库中的任务信息、基础信息、装载物资信息及装载约束条件执行全局优化算法生成多种装载方案，并经过判断将合理化的装载方案保存至数据库中；

装载方案视景显示子系统，用于读取数据库中的合理化装载方案，并将其转换为三维视图在用户界面上进行显示。

作为优选，进一步的技术方案是：所述装载全局优化计算子系统用于执行的全局优化算法的具体步骤为：

a）优化计算输入信息初始化；

b）优化计算约束条件初始化；

c）构造计算容器列表并转化为空间列表；

d）构造计算物资装载组合块列表；

e）构造装载序列；

f）根据装载序列完成启发式三维装载；

g）判断是否为较优方案；

h）替换当前最优方案；

i）判断是否满足终止条件；

j）输出优化方案。

更进一步的技术方案是：所述的装载全局优化计算子系统用于执行全局优化算法的步骤b)至步骤f）通过模拟退火框架算法对用户输入的装载物资信息进行三维装载迭代优化仿真计算。

更进一步的技术方案是：所述用户向基础数据管理子系统中输入的基础信息、三角体和矩形体信息及装载物资信息均为EXCEL列表。

与上述相类似，本发明另一方面还提供一种用于异形容器装载物资的全局优化方案生成方法，所述生成方法包括如下步骤：

S1、基础数据管理子系统将用户输入的任务信息保存至数据库中，作为一次优化计算任务其它数据的检索基础；所述任务信息中包括任务编号及任务名称；

S2、将用户输入的单次任务所有类别容器的基础信息保存至数据库中，所述基础信息中包括容器内部装载空间的结构信息和容积大小信息；

S3、由用户设置每类容器划分后的若干个三角体和矩形体信息，并分别保存至数据库中；

S4、再将用户输入的单次任务待装载物资信息与装载约束条件保存至数据库中；

S5、装载全局优化计算子系统基于基础数据管理子系统保存至数据库中的任务信息、基础信息、装载物资信息及装载约束条件执行全局优化算法生成多种装载方案，并判断将合理化的装载方案保存至数据库中；

S6、装载方案视景显示子系统根据数据库中合理化的装载方案转换为三维视图在用户界面上进行显示，物资装载全局优化方案生成完毕。