[发明专利]一种单规格板材二维不规则排样方法

说明书

本发明公开了一种单规格板材二维不规则排样方法，包括以下过程：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，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；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；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。本发明可以有效提高板材的利用率，减少材料的浪费，具有可观的经济效益。

技术领域

本发明涉及二维排样技术领域，尤其涉及一种单规格板材二维不规则排样方法。

背景技术

单规格板材二维不规则排样是二维排样问题的一种，这种问题在工业生产中应用十分广泛。如家具板材加工、造船工业、汽车工业、钣金加工工业、服装生产、皮革加工、纸张等都需要处理排样问题。尽管不同工业领域中的布排有各种不同的限制约束，但是它们共同的基本问题在于找到所需部件在原材料上一种有效的布排，使得原材料上平面区域的面积利用率较高，以尽可能的节约材料。因此，设计一个完备高效的排样系统，具有十分重要的意义，具体可以归纳为：减少排样工作量并节省时间、满足工艺约束、提高排样利用率来节约材料，最终达到降低生产成本的目的，但是目前的排样方法存在排样利用率低、资源浪费多的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种单规格板材二维不规则排样方法，以解决上述问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种单规格板材二维不规则排样方法，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；