一种带缺陷矩形板材排样方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种带缺陷矩形板材排样方法及系统，包括：S1：获取带缺陷矩形板材的宽；待排样矩形件的宽与高；内部缺陷集合的宽和高；S2：确定遗传算法中的参数，并初始化种群中的个体；S3：计算第t次迭代种群中的第g个个体的最优适应度值；S4：若t≤T，则执行S5，否则，输出所述种群中的最优个体；S5：根据所述选择概率p进行迭代，以获取下一次迭代的新的种群；根据所述下一次迭代的新的种群重新执行S3～S4。本发明专利技术提出的一种带缺陷矩形板材排样方法，对带缺陷的矩形板材进行排样，能够快速对待排样矩形件进行排样，并且使得实际利用板材的利用率较高的排样方案。率较高的排样方案。率较高的排样方案。

【技术实现步骤摘要】
一种带缺陷矩形板材排样方法及系统


[0001]本专利技术涉及板材排样
，尤其涉及一种带缺陷矩形板材排样方法及系统。

技术介绍

[0002]现有矩形排样问题中关于矩形板材内部带缺陷的问题研究较少。少数带缺陷的矩形排样方法虽然使用了启发式定位算法及启发式搜索算法，但是并没有对算法进行改进优化，得到的排放方案并不理想，得到近似最优解的速度较慢，板材利用率不高。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种带缺陷矩形板材排样方法及系统，以克服上述技术问题。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0004]一种带缺陷矩形板材排样方法，包括以下步骤：
[0005]S1：获取带缺陷矩形板材的宽W；待排样矩形件r
i
的宽w
i
与高h
i
；内部缺陷集合的宽和高；其中，1≤i≤n，i代表待排样矩形件r
i
的编号；n代表待排样矩形件的数量；
[0006]S2：确定遗传算法中的参数，其中，所述遗传算法中的参数包括，种群中的个体的数量G，迭代次数阈值T，选择概率p
s
，交叉概率p
c
，交叉变异概率p
mt
，旋转变异概率p
ms
；并初始化种群中的个体；所述种群中的个体为随机生成的n个待排放矩形件的排样方式；
[0007]S3：计算第t次迭代中，所述种群中的第g个个体的最优适应度值；其中，t∈T，t为遗传算法的迭代次数的编号，g为种群中的个体的编号；以获取所述带缺陷矩形板材的带缺陷矩形板材的利用率，即所述种群的适应度值，
[0008]S4：若t≤T，则执行S5，否则，根据所述种群的适应度值，输出所述种群中的最优个体；
[0009]S5：根据所述选择概率p
s
进行迭代，以获取下一次迭代的新的种群；根据所述下一次迭代的新的种群重新执行S3～S4。
[0010]进一步的，所述选择概率p
s
包括第一选择概率p
s1
和第二选择概率p
s2
；
[0011]所述第一选择概率p
s1
为所述遗传算法在第一搜索阶段时的参数；所述第一选择概率p
s1
大于等于第一选择概率阈值；
[0012]所述第二选择概率p
s2
为所述遗传算法在第二搜索阶段时的参数；所述第二选择概率p
s2
大于等于第二选择概率阈值。
[0013]进一步的，所述步骤S3所述种群中的第g个个体的最优适应度值计算如下：
[0014]S301：以带缺陷矩形板材P的顶点为坐标原点，带缺陷矩形板材的宽W的方向为X轴，带缺陷矩形板材的高H的方向为Y轴，建立笛卡尔直角坐标系；
[0015]S302：假设带缺陷矩形板材P的内部缺陷为宽平行于X轴，高平行于Y轴的缺陷矩形，则获取带缺陷矩形板材P的内部缺陷的起点坐标(x
bj
，y
bj
)；内部缺陷的宽w
bj
，内部缺陷的高h
bj
；第i个待排放矩形件的起点坐标为(x
i
，y
i
)；其中，j为内部缺陷的编号；
[0016]S303：以带缺陷矩形板材P中已排放完成的矩形件中远离X轴的矩形件的边建立水
平线段集；
[0017]S304：定义当沿X轴正方向出现第一个H
L
＝min(H1，...，H
m
，...H
K
)时的水平线段集中的线段为最低水平线段；其中，H
L
为最低水平线段的高度，H
m
为水平线段集中的第m个线段的高度，K为水平线段集中的线段的个数，
[0018]S305：定义初始最低水平线段为起点坐标为(0，0)、长度为W的线段；
[0019]S306：若存在w
i
≤L
L
，则设置第i个矩形件按照起点坐标为(x
i
＝x
L
，y
i
＝y
L
，)进行排放；
[0020]其中，x
i
为第i个矩形件的起点横坐标；y
i
为第i个矩形件的起点纵坐标；x
L
为最低水平线段的起点横坐标；yL为最低水平线段的起点纵坐标；L
L
为最低水平线段的长度，
[0021]水平线段集中增加起点坐标为(x
i
，y
i
+h
i
)，长度为w
i
的线段，
[0022]将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
i
+w
i
，y
i
)；长度为L
L
‑
w
i
的更新后的线段；
[0023]S307：若不存在w
i
≤L
L
，则判断最低水平线段在坐标系中的位置，
[0024]若x
L
＝0，则将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
L
，y
L+1
)，长度为L
L
+L
L+1
的更新后的线段；其中，y
L+1
为沿X轴正方向与所述最低水平线段相邻的线段的高度，L
L+1
为沿X轴正方向与所述最低水平线段相邻的线段的长度；则更新后的线段的高度为H
L+1
，其中，H
L+1
为沿X轴正方向与所述最低水平线段相邻的线段的高度；
[0025]若x
L
+L
L
＝W，则将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
L
‑1，y
L
‑1)，长度为L
L
‑1+L
L
的更新后的线段；其中，x
L
‑1为沿X轴负方向与所述最低水平线段相邻的线段的起点横坐标，y
L
‑1为沿X轴负方向与所述最低水平线段相邻的线段的起点纵坐标，即沿X轴负方向与所述最低水平线段相邻的线段的高度H
L
‑1，L
L
‑1为沿X轴负方向与所述最低水平线段相邻的线段的长度；
[0026]若0＜x
L
且x
L
+L
L
＜W，则当H
L
‑1＜H
L+1
时，将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
L
‑1，y
L
‑1)；长度为L
L
‑1+L
L
的更新后的线段；当H
L
‑1＞H
L+1
时，将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
L
，y<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带缺陷矩形板材排样方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取带缺陷矩形板材的宽W；待排样矩形件r
i
的宽w
i
与高h
i
；内部缺陷集合的宽和高；其中，1≤i≤n，i代表待排样矩形件r
i
的编号；n代表待排样矩形件的数量；S2：确定遗传算法中的参数，其中，所述遗传算法中的参数包括，种群中的个体的数量G，迭代次数阈值T，选择概率p
s
，交叉概率p
c
,交叉变异概率p
mt
,旋转变异概率p
ms
；并初始化种群中的个体；所述种群中的个体为随机生成的n个待排放矩形件的排样方式；S3：计算第t次迭代中，所述种群中的第g个个体的最优适应度值；其中，t∈T，t为遗传算法的迭代次数的编号，g为种群中的个体的编号；以获取所述带缺陷矩形板材的带缺陷矩形板材的利用率，即所述种群的适应度值，S4：若t≤T，则执行S5，否则，根据所述种群的适应度值，输出所述种群中的最优个体；S5：根据所述选择概率p
s
进行迭代，以获取下一次迭代的新的种群；根据所述下一次迭代的新的种群重新执行S3～S4。2.根据权利要求1所述的一种带缺陷矩形板材排样方法，其特征在于，所述选择概率p
s
包括第一选择概率p
s1
和第二选择概率p
s2
；所述第一选择概率p
s1
为所述遗传算法在第一搜索阶段时的参数；所述第一选择概率p
s1
大于等于第一选择概率阈值；所述第二选择概率p
s2
为所述遗传算法在第二搜索阶段时的参数；所述第二选择概率p
s2
大于等于第二选择概率阈值。3.根据权利要求2所述的一种带缺陷矩形板材排样方法，其特征在于，所述步骤S3所述种群中的第g个个体的最优适应度值计算如下：S301：以带缺陷矩形板材P的顶点为坐标原点，带缺陷矩形板材的宽W的方向为X轴，带缺陷矩形板材的高H的方向为Y轴，建立笛卡尔直角坐标系；S302：假设带缺陷矩形板材P的内部缺陷为宽平行于X轴，高平行于Y轴的缺陷矩形，则获取带缺陷矩形板材P的内部缺陷的起点坐标(x
bj
,y
bj
)；内部缺陷的宽w
bj
，内部缺陷的高h
bj
；第i个待排放矩形件的起点坐标为(x
i
,y
i
)；其中，j为内部缺陷的编号；S303：以带缺陷矩形板材P中已排放完成的矩形件中远离X轴的矩形件的边建立水平线段集；S304：定义当沿X轴正方向出现第一个H
L
＝min(H1,
…
,H
m
,
…
H
K
)时的水平线段集中的线段为最低水平线段；其中，H
L
为最低水平线段的高度，H
m
为水平线段集中的第m个线段的高度，K为水平线段集中的线段的个数，S305：定义初始最低水平线段为起点坐标为(0，0)、长度为W的线段；S306：若存在w
i
≤L
L
,则设置第i个矩形件按照起点坐标为(x
i
＝x
L
，y
i
＝y
L
)进行排放；其中，x
i
为第i个矩形件的起点横坐标；y
i
为第i个矩形件的起点纵坐标；x
L
为最低水平线段的起点横坐标；y
L
为最低水平线段的起点纵坐标；L
L
为最低水平线段的长度，水平线段集中增加起点坐标为(x
i
,y
i
+h
i
)，长度为w
i
的线段，将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
i
+w
i
,y
i
)；长度为L
L
‑
w
i
的更新后的线段；S307:若不存在w
i
≤L
L
，则判断最低水平线段在坐标系中的位置，若x
L
＝0，则将当前最低水平线段更新为起点坐标为(x
L
,y
L+1
),长度为L
L
+L
L+1
的更新后的线段；其中，y
L+1
为沿X轴正方向与所述最低水平线段相邻的线段的高度，L
L+1
为沿X轴正方
向与所述最低水平线段相邻的线段的长度；则更新后的线段的高度为H
L+1
，其中，H
L+1
为沿X轴正方向与所述最低水平线段相邻的线...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙霄峰，潘文聪，李佳欣，
申请(专利权)人：大连海大智龙科技有限公司，
类型：发明
国别省市：