板材優(yōu)化下料算法研究.pdf

1、本文以鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)加工企業(yè)的需求為背景，設(shè)計(jì)了一套針對(duì)二維不規(guī)則多邊形鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化排樣問題的算法。 二維不規(guī)則件的排樣問題，在理論上屬于NP完全(困難)問題，因?yàn)榇嬖趯?shí)際形狀的復(fù)雜性和計(jì)算上的復(fù)雜性，求解十分困難。目前研究較多的是規(guī)則零件(如矩形)的排樣問題，對(duì)不規(guī)則件的研究較少。對(duì)不規(guī)則件的處理基本上是基于規(guī)則零件排樣處理的矩形近似方法和對(duì)不規(guī)則零件直接處理兩種方法。本文針對(duì)需求進(jìn)行板材下料系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，提出了解決方案的

2、技術(shù)路線。詳細(xì)討論了板材下料系統(tǒng)的模塊組成，以及每一個(gè)模塊應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)，進(jìn)行功能設(shè)計(jì)。針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)實(shí)際中的下料方案問題，放棄采用矩形近似算法，探索了一種不規(guī)則件直接處理算法。實(shí)現(xiàn)了多邊形內(nèi)外點(diǎn)的判定、多邊形重疊的判定等相應(yīng)的計(jì)算幾何算法。討論了各種排放策略的優(yōu)劣，放棄了常用的BL策略，提出了一種新的從四周逼近中心的思路，構(gòu)造了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型。結(jié)合不規(guī)則件特征確定了零件排放的最佳位置，給出了針對(duì)不同應(yīng)用場合適用排料規(guī)則的設(shè)計(jì)。最后使用

3、隨機(jī)搜索的不完全枚舉對(duì)排樣方案進(jìn)一步優(yōu)化，以提高排樣的效率和材料的利用率。 作者通過分析，依據(jù)首先直接處理多邊形邊界排樣，再用隨機(jī)搜索的不完全枚舉進(jìn)行整體優(yōu)化的兩步法來進(jìn)行排樣算法的設(shè)計(jì)。利用該算法我們采用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)技術(shù)，在Visual Studio．Net 2003 C++的開發(fā)環(huán)境下，開發(fā)了應(yīng)用程序PPack。在實(shí)例分析中，與國內(nèi)著名的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)CAD軟件3D3S作比較。通過對(duì)不同算例，不同參數(shù)的數(shù)值試驗(yàn)，進(jìn)一步分析了兩