[发明专利]一种单规格板材二维不规则排样方法

权利要求书

1.一种单规格板材二维不规则排样方法，其特征在于，包括数据预处理过程、指派过程、单板排样过程和局部优化过程，其中：

数据预处理过程，包括工艺间隙预处理步骤与临界多边形预生成步骤，其中：

所述工艺间隙预处理步骤为采用等距偏移的方法外移不规则部件的外轮廓，对每个不规则部件的每条边向外平移工艺间隙的二分之一；

所述临界多边形预生成步骤为采用Minkowski求和来计算出所有的不规则部件两两之间的临界多边形；

指派过程，把所有的不规则部件分别指派到矩形板材中；

单板排样过程，包括获取初始解步骤、重排列步骤和交换步骤，其中：

所述获取初始解步骤，将指派到矩形板材的不规则部件全部排列到对应的矩形板材中，并求出矩形带的当前长度，该长度为初始解；

所述重排列步骤，对不规则部件之间的重叠值的和的最小值进行求解，并根据求解结果对不规则部件重新进行排列；

所述交换步骤，包括直接交换步骤与禁忌搜索交换步骤；先调用直接交换步骤对矩形板材内的不规则部件进行交换，当交换失败并退出直接交换步骤时，则调用一次禁忌搜索交换步骤；

局部优化过程，每两块矩形板之间一对多交换不规则部件；

所述局部优化过程包括如下步骤：

步骤1a、把所有排好的矩形板材按填充率从高到低排列，从后往前选择一块矩形板材littleBin和其前面每一块比它利用率大的矩形板材bigBin分别进行两两交换；

步骤1b、矩形板材bigBin中的不规则部件按面积从小到大排序；矩形板材littleBin中的不规则部件按面积从大到小排序，遍历矩形板材bigBin中的每一块不规则部件与矩形板材littleBin中的所有不规则部件进行一对多交换；

步骤1c、在一对多交换的过程中，首先从矩形板材bigBin中移出一块不规则部件P_j，然后计算矩形板材bigBin的剩余面积；接着把不规则部件P_j移入到矩形板材littleBin中，再从矩形板材littleBin中移出多块不规则部件，遍历矩形板材littleBin中的所有不规则部件，只要所述的多块不规则部件的面积之和不超出矩形板材bigBin的剩余面积，则把所述多块不规则部件从矩形板材littleBin中移出，然后移入到矩形板材bigBin中；

若矩形板材littleBin中用于交换的的多块不规则部件的面积之和大于矩形板材bigBin中用于交换的不规则部件P_j的面积，则矩形板材bigBin和矩形板材littleBin分别调用一次单板排样过程；若矩形板材bigBin和矩形板材littleBin都单板排样成功，则接受该次一对多交换，否则不接受交换；

若矩形板材littleBin中用于交换的的多块不规则部件的面积之和不大于矩形板材bigBin中用于交换的不规则部件P_j的面积，则返回步骤1c，从矩形板材bigBin中选择另外一块新的不规则部件P_j进行交换；

若矩形板材bigBin单板排样成功，且矩形板材littleBin为空，则矩形板材bigBin减少一块不规则部件并接受交换；

步骤1d、重复执行步骤1a-步骤1c，对其余的矩形板材bigBin和矩形板材littleBin进行一对多交换，直到遍历所有矩形板材两两交换后结束或者达到一定时间后结束。

2.根据权利要求1所述的一种单规格板材二维不规则排样方法，其特征在于：在所述单板排样过程中，所述获取初始解的步骤如下：

步骤2a、找出待放下矩形板材的不规则部件和已放下矩形板材的不规则部件的临界多边形的所有顶点和交点；

步骤2b、从步骤2a求得的所有顶点和交点中，按左下优先的原则选出满足要求的点，作为要放下的不规则部件的位置；

步骤2c、重复执行步骤2a和步骤2b，直到所有不规则部件全部找到放置的位置，然后求出矩形带的当前长度，所述当前长度为初始解。

3.根据权利要求2所述的一种单规格板材二维不规则排样方法，其特征在于：在所述单板排样过程中，所述重排列步骤如下：

步骤3a、通过临界多边形计算不规则部件之间的重叠值之和；

步骤3b、通过L-BFGS算法求解出重叠值之和的最小解；

步骤3c、根据步骤3b的求解结果，把不规则部件放置到新的位置。