基于Memetic算法的套料與切割優(yōu)化方法研究.pdf

1、當(dāng)前，綠色制造和節(jié)能減排已經(jīng)成為制造業(yè)的重點(diǎn)發(fā)展方向之一。二維排樣技術(shù)作為一種減少能耗和提高材料利用率的關(guān)鍵技術(shù)，一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的重要研究領(lǐng)域，并且在機(jī)械制造、船舶裝備、服裝剪裁等過程中得到廣泛應(yīng)用。其中，套料與切割方法是提高復(fù)雜零件或部件加工效率和板材利用率的關(guān)鍵。本文研究了矩形件套料、異形件套料和切割路徑規(guī)劃等優(yōu)化方法，主要研究工作體現(xiàn)在：
　　研究套料與切割問題的理論基礎(chǔ)與求解框架。描述套料與切割問題概念，分析這兩類問

2、題性質(zhì)，給出數(shù)學(xué)模型，并設(shè)計(jì)基于Memetic算法的求解思路和框架。
　　研究矩形件套料算法。針對(duì)矩形件有直角排放規(guī)律的特點(diǎn)，提出一種最左下占角動(dòng)作(BLCO)放置策略；基于改進(jìn)個(gè)體之間的交叉運(yùn)算，構(gòu)造一種改進(jìn)的優(yōu)先運(yùn)算交叉算子IPOX。利用Memetic算法中全局隨機(jī)搜索和局部集中搜索混合的思想，提出一種基于遺傳算法和模擬退火算法的HGASA混合算法。
　　研究異形件套料算法。針對(duì)異形件形狀的多樣性和旋轉(zhuǎn)角度的任意性，研究

3、基于臨界多邊形(NFP)的幾何計(jì)算方法和基于旋轉(zhuǎn)矩陣的零件旋轉(zhuǎn)角度變化，并提出基于左下角方法的異形件定位策略。在強(qiáng)化禁忌搜索的集中搜索機(jī)制基礎(chǔ)上，提出基于遺傳算法和禁忌搜索算法的HGATS混合算法。
　　研究切割路徑優(yōu)化方法。在切割起點(diǎn)選取的優(yōu)化過程中，通過輪廓特征點(diǎn)分析，提取離原點(diǎn)最近的特征點(diǎn)作為初始切割起點(diǎn)，采用爬山算法尋找周邊鄰域的較優(yōu)解；在切割順序排序的優(yōu)化過程中，將其轉(zhuǎn)化為TSP問題，并引入蟻群算法求解。在此基礎(chǔ)上提出混