[发明专利]一种电缆加工中圆形布局的蚁群定序定位方法

说明书

本发明提出了一种电缆加工中圆形布局的蚁群定序定位方法，其步骤如下：将确定圆形导线放置顺序的定序过程抽象成图论中的最优路径问题，根据格局得到定序图；将确定圆形导线放置位置的定位过程抽象成位置选择问题；初始化参数；根据定序图中的启发信息，蚂蚁从待置圆形导线集合中确定将要放置的圆形导线；根据刺激‑响应原则，蚂蚁从多个可行位置中选择一个放置圆形导线；更新当前格局和待置圆形导线集合；蚂蚁完成一次搜索；将所有蚂蚁进行一次搜索，更新定序图中的启发信息；循环更新圆形绝缘管半径，输出最终布局结果。本发明能适应不同的布局环境，维持搜索格局的多样性；且能减小搜索空间，提高搜索速度，确保电缆加工中圆形导线间互不重叠。

技术领域

本发明涉及布局设计的技术领域，尤其涉及一种电缆加工中圆形布局的蚁群定序定位方法。

背景技术

节约生产材料是企业降低生产成本的一种重要手段，也是“绿色制造”的一个重要理念。在电缆加工过程中，需要将一定数量的圆形导线放到一根圆形绝缘管中。圆形导线之间排列得越紧密，所需要的圆形绝缘管的直径就越小。如何对圆形导线进行合理布局，从而减少所消耗的绝缘管材，是众多电缆加工企业普遍关注的问题。

对于上述圆形导线在圆形绝缘管中的圆形布局问题，传统的求解方法以连续优化法为主。连续优化法首先将所有圆形导线强行放入圆形绝缘管中，然后不断优化调整各圆形导线的位置，直到所有圆形导线都互不重叠，进而找到布局解。连续优化法的主要特点是允许圆形导线之间互相重叠，并旨在消除重叠，这使得这类方法存在搜索空间大、搜索时间长、所得布局解不能严格保证圆形导线之间互不重叠等问题。

发明内容

针对传统连续优化法求解复杂度高，搜索时间长，所得布局解不能严格保证圆形导线之间互不重叠的技术问题，本发明提出一种电缆加工中圆形布局的蚁群定序定位方法，将圆形导线逐个置入圆形绝缘管逐步构造布局解，包括确定圆形导线的放置顺序和确定圆形导线的放置位置两部分，利用蚁群定序定位方法的定位规则将问题的解空间离散化，从而有效减小搜索空间；同时，蚁群定序定位方法根据定位规则能够快速准确地得到圆形导线的可行位置，既能提高搜索速度，又能保证圆形导线之间互不重叠。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种电缆加工中圆形布局的蚁群定序定位方法，其步骤如下：

步骤一、将确定圆形导线放置到圆形绝缘管顺序的定序过程抽象成图论中的最优路径问题，根据格局得到定序图；

步骤二、将确定圆形导线放置位置的定位过程抽象成位置选择问题；

步骤三、初始化参数：初始化圆形导线及圆形绝缘管参数、蚁群算法中蚂蚁的定序参数和定位参数；

步骤四、根据定序图中的启发信息，蚂蚁从待置圆形导线集合中确定将要放置的圆形导线；

步骤五、根据刺激-响应原则，蚂蚁从格局的多个可行位置中选择一个恰当的位置放置圆形导线；

步骤六、更新当前格局和待置圆形导线集合；

步骤七、重复步骤四和步骤五，直到所有圆形导线都放入圆形绝缘管中或者当前格局下不存在可行位置，蚂蚁完成一次搜索；

步骤八、将所有蚂蚁按照步骤四-七进行一次搜索，完成一次迭代，并更新定序图中的启发信息；

步骤九、循环步骤八，更新圆形绝缘管半径，直到满足停止条件；输出最终布局结果，包括圆形绝缘管半径、圆形导线坐标和布局结果图。