[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

说明书

本公开公开了基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，初始化模台、矩形预制构件的基本信息和排板的约束条件；按照面积从大到小对待排矩形预制构件进行排序；选取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；按照左下角原则对待排矩形预制构件进行排板；对模台的未放置矩形预制构件的剩余部分进行划分；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；如果否，则获得当前模台的一种排板方案；判断是否完成所有划分情形的排板方案；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，并更新模台和预制构件信息；获得满足所有矩形预制构件要求的最优排板方案。

技术领域

本公开涉及基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提高了与本公开相关的背景技术，并不必然构成现有技术。

随着装配式建筑的大力发展，预制构件生产企业的生产规模也越来越大。预制构件排板是企业制定生产计划的前提，而大多数预制构件生产企业目前采用人工排板的方式，不仅不利于生产计划的编排，还存在工作效率低、模台利用率低的问题。开展预制构件自动排板技术的研究对于企业提高生产效率、降低生产成本具有重要意义。

平面排板问题可以划分为平面填充问题和平面切割问题。预制构件排板问题作为典型的平面填充问题具有间距约束、钢筋交叉和超边界约束的特点。

在间距约束方面，郑彦,彭国华,徐利娜.不规则货物的摆放算法研究[J].科学技术与工程,2007,7(9):2123-2126研究了货物摆放问题，货物在仓库中摆放时需要留有取出货物的通道空间；在超边界约束方面，张思.舰载机自动布列方法的研究[D].哈尔滨工程大学硕士学位论文,2012.研究了舰载机自动排布方法，舰载机在航母甲板上排布只需要考虑舰载机的支撑轮不能超出甲板，其他部分可以超出甲板尺寸。

在平面切割问题方面，蔡小娜,侯晓鹏,赵旦,等.面向零件的人造板材矩形件锯切排样数学建模及遗传算法求解[J].林业科学,2016,52(5):150-159.考虑了玻璃下料问题的“一刀切”等排板方式的约束条件，并提出相应的改进算法；管卫利,潘卫平.带剪刃长度约束的矩形件剪切下料优化算法[J].科学技术与工程,2018(4).等考虑了带剪刃长度约束的约束条件，并对算法进行了改进。但是，针对矩形预制构件排板技术方面的研究比较少，主要因为生产排板时需要考虑的约束条件比较多，建立排板优化模型比较困难。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开提供了基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，本文结合矩形预制构件实际生产的要求，分析矩形预制构件排板时要考虑的约束条件，建立一种考虑间距约束、钢筋交叉和超边界约束的矩形预制构件排板优化模型，并基于该排板优化模型对矩形预制构件自动排板算法开展研究，提出了一种面向多约束下矩形预制构件的自动排板技术。

第一方面，本公开提供了基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法；

基于多约束条件的矩形预制构件的自动排板方法，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)；