[发明专利]基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法

权利要求书

1.基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，其特征是，包括：

步骤(1)：初始化模台和矩形预制构件的基本信息；初始化排板的约束条件；

步骤(2)：按照面积从大到小对待排矩形预制构件进行排序；

步骤(3)：从步骤(2)的排序结果中，选取满足约束条件的面积最大的矩形预制构件作为当前模台的待排矩形预制构件i；

步骤(4)：按照左下角原则对待排矩形预制构件i进行排板；对模台的未放置矩形预制构件的剩余部分进行划分；

步骤(5)：根据更新后的模台剩余区域的长度和宽度尺寸信息，判断剩余部分划分的区域是否能够继续排板；如果是，返回步骤(3)；如果否，则获得当前划分方式下的一种排板方案；进入步骤(6)；

步骤(6)：判断是否完成步骤(4)中所有划分情形的排板方案；如果否，则返回步骤(3)；

如果是，则选取模台利用率最大的一种排板方案作为当前模台最优排板方案，更新模台信息并在待排矩形预制构件中剔除该方案已选的矩形预制构件；进入步骤(7)；

步骤(7)：判断是否完成所有矩形预制构件的排板，如果待排板预制构件的数量为零，则结束排板，获得满足所有矩形预制构件要求的最优排板方案；如果不为零，则结束当前模台的排板，并返回步骤(3)开始下一个模台的排板；

以v_k表示当前模台的第k块矩形预制构件各自的方量，以L_i和W_i分别表示该模台的长度和宽度，以H表示矩形预制构件的厚度，则当前模台的利用率η_i为：

由于在计算模台的方量时采用的是矩形预制构件的厚度H，所以能够将该模台的利用率采用面积比值进行表示，以l_k和w_k分别表示第k块预制构件的长度和宽度，利用率η_i为：

所以，排板优化模型的目标函数为：

按照左下角原则对待排矩形预制构件i进行排板：如果矩形预制构件i长边的长度大于模台短边的长度，则将矩形预制构件i的长边与模台的长边平行，将矩形预制构件i的短边与模台的短边平行，将矩形预制构件i按照约束条件放置在模台的左下角；将矩形预制构件i从步骤(2)的排序队列中剔除；对模台的未放置矩形预制构件的剩余部分进行划分；

所述排板的约束条件，包括：各个模台的边界尺寸大于等于选择在该模台上进行排板的矩形预制构件的边界尺寸、各个矩形预制构件不能重叠、各个矩形预制构件之间的生产间距大于等于设定的生产间距D、各个矩形预制构件混凝土部分不超出模台边界和自定义约束条件；

所述自定义约束条件是根据用户的选择，从四种情况中选择一种情况作为自定义条件；所述四种情况分别是：

情况一：矩形预制构件的伸出钢筋不交叉且伸出钢筋不超出模台边界；

情况二：矩形预制构件的伸出钢筋交叉且伸出钢筋不超出模台边界；

情况三：矩形预制构件的伸出钢筋不交叉且伸出钢筋超出模台边界；

情况四：矩形预制构件的伸出钢筋交叉且伸出钢筋超出模台边界。

2.如权利要求1所述的基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，其特征是，模台的基本信息，包括：模台的短边的长度和长边的长度；矩形预制构件的基本信息，包括：矩形预制构件的长和宽。

3.如权利要求1所述的基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，其特征是，对模台的未放置矩形预制构件的剩余部分进行划分的方式为：

假设矩形预制构件i的右上角所在的两条边分别称为第一条边和第二条边；

以矩形预制构件i的右上角所在的第一条边以及第一条边的延长线为基准，将剩余部分划分为P1区域和P2区域；根据剩余部分划分的区域，对P1区域和P2区域的长度和宽度进行更新；

以矩形预制构件的i的右上角所在的第二条边以及第二条边的延长线为基准，将剩余部分划分为P3区域和P4区域；根据剩余部分划分的区域，对P3区域和P4区域的长度和宽度进行更新。