[发明专利]一种基于模拟退火与SkyLine的圆内装载矩形优化方法

权利要求书

1.一种基于模拟退火与SkyLine的圆内装载矩形优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：采集圆形容器和待排矩形件的参数，其中，圆形容器的参数包括圆形容器的半径r；待排矩形件的参数包括矩形件的高h、宽w和数量n；

步骤S2：将圆形容器和待排矩形件的参数输入圆内装载矩形模型进行初步处理，以移除无法被圆形容器所装载的矩形件，得到矩形集合；

步骤S3：判断矩形集合是否为空，若是，则反馈结束信息；若否，则执行步骤S4；

步骤S4：调用模拟退火算法对矩形集合进行优化，生成初始序列，并定义初始全局最优解为空；

步骤S5：调用圆内装载矩形算法对初始序列进行求解，得到局部最优解；其中，圆内装载矩形算法包括如下步骤：

步骤S51：取出初始序列中的第一个矩形件按照预设规则装载，对SkyLine进行初始化；

步骤S511：以圆形容器的圆心为原点建立直角坐标，圆形容器的圆边在直角坐标上形成对应的限位函数；

步骤S512：取出初始序列中的第一个矩形件，将第一矩形件的四个角在直角坐标上形成角点坐标，且第一矩形件的左下角的角点坐标符合限位函数，即

步骤S513：装载完第一个矩形之后，对SkyLine进行初始化，即新建第一段line，line为已装载的最上层的矩形件位于上方的长和/或宽之和，line的起点坐标为line的宽度width为第一矩形件的宽度w；

步骤S52：判断剩余的初始序列的长度是否大于零，如果是，则执行步骤S53，如果否，则执行步骤S54；

步骤S53：结合SkyLine寻找矩形件装载的最佳位置，并选择适合当前最佳位置的矩形件进行装载；

步骤S54：对最佳位置的可行性进行检测，如果可行，则执行步骤S55，如果否，则执行步骤S56；

步骤S55：装载所选择的矩形件，并根据SkyLine的更新方式对SkyLine进行更新，将相应矩形件从序列中移除，重新执行步骤S52；

步骤S56：根据第一个矩形件的高和宽之差确定是否将第一个矩形件进行旋转，如果高和宽不相等时，将第一个矩形件进行旋转之后，重新对序列进行另一轮装载，取两轮计算中较好的结果作为最优解；

其中,通过以下三种方式获取矩形件装载的最佳位置

方式1：将整个矩形件装载在SkyLine的左侧；

方式2：将整个矩形件装载在SkyLine的右侧；

方式3：将整个矩形件装载在SkyLine的上方；

其中，方式3：将整个矩形件装载在SkyLine的上方包括三种方式：

方式31：当line(n)由多个矩形件的line1、line2、…、linen从左到右组成时，line1为line(n)中最矮的，则将line1向左延伸，直到落入圆形容器的限位函数，更新line(n)，将line1定义为矩形件装载的最佳位置进行装载；

方式32：当line(n)由多个矩形件的line1、line2、…、linen从左到右组成时，linen为line(n)中最矮的，则将linen向右延伸，直到落入圆形容器的限位函数，更新line(n)，将linen定义为矩形件装载的最佳位置进行装载；

方式33：当line(n)由多个矩形件的line1、line2、…、linen从左到右组成时，line2、…、line(n-1)其中一个为line(n)中最矮的，将line(n)中最矮的定义为矩形件装载的最佳位置进行装载；

步骤S6：判断局部最优解是否优于全局最优解，若是，更新全局最优解，执行步骤S7；若否，执行步骤S7；

步骤S7：判断迭代次数是否满足迭代终止条件，若是，执行步骤S9；若否，执行步骤S8；

步骤S8：更新迭代次数，调用模拟退火算法对矩形集合进行优化，生成新序列，调用圆内装载矩形算法对新序列进行求解，更新局部最优解，返回步骤S5；

步骤S9：终止算法，根据全局最优解输出排样方案，包括待排矩形件的参数和排样图。