面向制造业的可加工性矩形件优化下料方法

下料问题被广泛应用于制造行业。针对制造业中大规模、多尺寸的矩形件下料问题,以材料成本和切割成本最小作为优化目标提出一种可加工性矩形件下料优化方法。通过多次迭代生成多个下料方案,选择最小的总成本作为最优解。采用递归算法生成由2个段组成T形排样方式:一段含水平条带;另一段含竖直条带,且都支持一刀切工艺。为了尽可能获得全局近似最优解,优先对大矩形件进行组合,从而提高材料利用率。对含同种矩形件的同类型条带进行共边排样生成同质块。综合考虑同质块内条带间以及矩形件间的共边切割,从而降低切割成本。实验结果证明,所提方法在保证较高材料利用率的同时,能有效减少切割刀数,对制造业中实际下料问题具有实践指导意义。

面向可加工性的卷材优化下料方法

针对成品为矩形件的卷材优化下料问题,综合考虑材料利用率高和便于加工,将顺序价值修正算法与剪切排样方式生成算法结合,确定下料方案。第1阶段,将卷材纵剪为长条带(子卷),每根条带含同一种矩形件;第2阶段,将条带冲剪出矩形件。剪切排样方式生成算法通过递推生成排样方式。每次生成排样方式后,均对矩形件进行一次价值修正,使其价值接近理想值。每个排样方式满足部分矩形件需求,重复此过程,直到满足所有矩形件需求为止。通过迭代生成不同下料方案,选择材料利用率最高的作为解。与文献算法比较,可知该算法在有效提高材料利用率的同时,可以简化切割加工工艺。

集成电路板单一下料的动态规划算法

针对集成电路板单一下料问题,提出两种动态规划算法:基本算法和改进算法,采用分支定界技术加速问题求解。将集成电路板单一下料过程分为两个阶段:第1阶段将板材剪切成相同尺寸的矩形工作板,第2阶段将工作板切成矩形单元板。优化目标为单张板材中所布局的矩形单元板数最大。改进算法利用动态规划算法的全容量特性,通过排除无潜力工作板,大幅度地缩短计算时间。实验结果表明:改进算法保证了解的最优性,使材料利用率达到最大;同时,算法求解速度快,计算时间均在0.4s以内,可以满足集成电路板制造业优化下料和网上订单系统的实时报价需要。

变压器硅钢片下料问题的一种启发式算法

针对变压器硅钢片下料问题,构建了以消耗材料最少为优化目标的下料问题整数规划优化模型,然后提出基于余料利用率顺序修正的下料算法求解该模型。算法采用合理有效的余料利用与生成策略,相同宽度的余料被认为是同种余料,通过约束余料的种类以及总数来避免库存积压,通过将同种宽度硅钢片进行拼接来提高材料利用率。与其他文献算法对比,证明了所提算法在保证运行时间合理的前提下,能有效地提高材料利用率。并通过运行生产实例进一步验证了算法的有效性。因此,所提算法可用于指导变压器硅钢片的下料环节,对提高企业经济效益有着重大的现实价值。