[发明专利]一种板材规格种类的合并方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机辅助决策领域，更具体地，涉及一种钢结构制造企业中板材规格种类的合并方法。

背景技术

板材套料是指在矩形板材版面上排入不同规格的零件，并在一些有较大内轮廓的零件内部摆放其他小零件的摆放优化过程。板材套料可实现在有限的材料面积上尽可能地进行生产，减少废料，降低原料成本。然而套料操作后产生较多的板材尺寸规格,即存在多种长宽不一致的板材，这增加了企业库存管理成本。对板材尺寸规格进行规格种类优化，可减少需采购的板材种类，便于管理，降低企业的生产以及管理成本。

目前市场上已存在一些专业套料软件，能够实现对钢结构零部件的套料处理。然而经调研发现，一些中小企业越来越多地反应套料操作后产生的过多规格种类的板材对其采购、管理带来了一定的影响，提高了其生产和管理成本。他们提出需要通过一些方法合并板材规格种类以减少待采购的板材种类的需求，最终达到降低生产成本的目标。然而相关领域中尚未有解决该问题的相关方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种板材规格种类的合并方法，其目的在于提供一种利用遗传模拟退火算法进行板材规格种类合并的方法，能有效减少企业采购板材的规格种类，帮助企业降低生产和管理成本，由此解决目前还没有板材规格种类的合并方法的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种板材规格种类的合并方法，用于将不同尺寸的板材合并以减少其规格种类，其特征在于，包括如下步骤：

(1)按照板材的材质、厚度对板材进行分组，使得材质和厚度相同的板材被分入同一组；

(2)直接获得同一组板材的长度、宽度和数量，并根据合并规则获得同一组板材中无法合并的板材规格种类集合S₃；

(3)根据步骤(2)获得的长度、宽度、数量以及无法合并的板材规格种类集合S₃对遗传模拟退火算法中的参数进行初始化；并将步骤(1)中同一组板材的每一种规格种类进行编码，形成关于板材规格种类的无重复序列的母编码，同时获得表征步骤(2)中无法合并的板材规格种类集合S₃的必须子编码，必须子编码为任何一条染色体都包含的基因部分；

(4)根据所述的母编码和所述的必须子编码随机生成遗传模拟退火算法的初始种群，所述初始种群中每一条染色体代表板材规格种类的一种合并方案；

(5)根据表示板材生产成本的数学模型计算获得初始种群中每一条染色体所代表的合并方案的生产成本；

(6)保存具有最低生产成本的染色体g，根据生产成本的数学模型计算所有染色体的适应度，并利用遗传模拟退火算法中轮盘赌选择算子从初始种群中选择数量为(Population-1)个的除去染色体g之外的其他染色体，与g组成新种群；

(7)根据生产成本的数学模型计算步骤(6)获得的所述新种群的每一条染色体所代表的合并方案的生产成本和适应度；对步骤(6)获得的所述新种群的相邻的两个染色体随机产生一个处于0与1之间的随机数值r_c，根据自适应交叉概率准则产生遗传算法的交叉概率P_c，若r_c小于P_c，则根据染色体限制性规则进行随机多点交叉运算，否则这两条染色体序列保持不变，对该种群中所有染色体完成上述操作后产生一个新种群；

(8)根据生产成本的数学模型计算步骤(7)获得的所述新种群的每一条染色体所代表的合并方案的生产成本和适应度；并对该新种群的每一个染色体随机产生一个处于0与1之间的随机数值r_m，根据自适应变异概率准则产生遗传算法的变异概率P_m，若r_m小于P_m，则根据染色体的限制性规则进行随机多点变异运算，否则染色体序列保持不变，对该种群中所有染色体完成上述操作后产生一个新种群；

(9)根据生产成本的数学模型计算上述步骤(8)获得的新种群的每一条染色体所代表的合并方案的生产成本和适应度，并对每一个染色体进行模拟退火操作，完成该操作后得到新种群，接着再次根据生产成本的数学模型计算本步骤中完成模拟退火操作后获得的新种群的每一条染色体所代表的合并方案的生产成本和适应度；

(10)重复步骤(6)至(9)，直到迭代次数达到设定的迭代次数为止，此时获得种群中的最优染色体，对该最优染色体进行解码，即得到板材规则种类的合并方案。

进一步的，步骤(2)中所述合并规则为：