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零件最优排放布局问题的研究

杨彩  
【摘要】:二维零件的优化排样技术广泛的应用于制造工业、服装、皮革以及建筑行业中,同时也是一个具有最高计算复杂度的NP完全问题。长期以来,一直是众多学者研究的热点。本文结合国内外的研究现状和排样问题的自身特点,针对二维零件(矩形、冲裁件、不规则零件)排样问题的关键算法进行了深入的研究,提出了一系列解决优化排样问题的算法,其主要研究内容有以下几点: 1.研究了矩形零件优化排样问题。矩形零件排样是不规则零件排样的基础,国内外学者在这方面进行了很多探索,提出了多种算法。本人在分析这些算法的基础上,通过比较分析,将遗传算法与模拟退火算法结合起来运用在矩形零件排样中,并采用基于板宽优先策略的填充算法不断填充板材。本算法适合应用于大批量、多种类的矩形零件在定宽无限长板材上的优化排样,获得了较好的优化排样方案;通常对这类问题的研究通常设定板材种类为定宽无限长,但在定长定宽板材上的排样优化问题确实存在于实际生产中,为此,本人提出了一种针对不同排样零件在定长定宽板材上的排样算法。首先采用基于板宽策略生成有许多组合矩形所组成的条料,转化一维问题,然后采用基于step策略确定条料在板材上的排列组合从而确定了矩形零件的排样。 2.研究了冲裁零件的排样问题。本人把碰撞理论应用在冲裁件优化排样中,通过增加对圆弧分段处理的步骤,采用直接对圆弧计算的方法,求解出零件的碰撞距离,从而减少了计算复杂度,解决了排样件的非直线轮廓线性化所带来的离散精度与计算效率的矛盾。 3.研究了不规则零件排样问题。本人使用遗传算法,通过全局优化概率搜索来产生最佳的排样次序和每个排样件的旋转角度,并结合计算机图形学知识,用改进的平行线分割一步平移法,一次计算出了两个相交的图形不重叠所需移动的距离,并用类最低水平线算法确定了每一个排样件在板材上的定位位置。 4.研究开发了实用的矩形件优化排样系统和不规则零件排样系统。在完成算法设计的基础上,利用VisualBasic作为开发工具,本人开发出了实用的矩


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