混批零件排樣算法與船用板材下料管理系統(tǒng)研究
發(fā)布時間:2021-07-18 09:06
近年來,隨著計算機科學技術的快速發(fā)展,船舶制造企業(yè)也逐漸轉型,由傳統(tǒng)的制造業(yè)逐漸往智能制造業(yè)方向轉變。伴隨著市場需求的實時變化,客戶定制化和個性化的需要程度不斷增加,船舶制造企業(yè)主要采用多品種單件生產方式,這使板材下料過程物料管理變得更加困難。船舶制造企業(yè)的板材下料過程中會存在排樣效率低下以及大量的原材料浪費等問題,因此需要設計高效的排樣優(yōu)化方法以更好的指導板材下料過程,從而有效地提高企業(yè)的生產效率,降低企業(yè)的生產成本,并且能夠按時交付產品。本文以船舶制造企業(yè)的板材下料為應用背景,利用計算機圖形學相關理論和優(yōu)化排樣算法,研究混批不規(guī)則零件排樣問題,主要研究內容包括:(1)以最小化排樣長度為不規(guī)則件排樣問題的優(yōu)化目標,考慮排樣過程中的零件之間不能相互重疊、零件不能超出板材的邊界等約束,建立了不規(guī)則件排樣問題的數學模型。通過對臨界多邊形算法、基于判交-分離算法以及基于判距-碰靠算法這三類方法進行分析比較,選取了時間復雜度較小的基于判距的碰靠算法作為本文排樣問題的定位方法。(2)針對傳統(tǒng)臨界多邊形算法存在計算過程繁雜、時間復雜度較高等問題,提出了一種基于判距-碰靠的混合啟發(fā)式排樣方法。通過基...
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2論文的總體結構??第3章:基于判距-碰靠的混合啟發(fā)式排樣方法的設計
山東大學碩士學位論文??(2)第二類是卷板排樣問題。該問題是指給定一定數量的不規(guī)則樣件排放??到一個寬度固定、長度不定的矩形板料內部,要求排樣結束后占用的排樣長度最??小,此時板料的利用率最大。板料的利用率定義為所有排樣件的面積之和與排樣??結束后所有樣件占用板料面積的比值,排樣結束后所有樣件占用板料的面積定義??為板料的寬度與排樣長度(排樣結束后所有樣件頂點的縱坐標最大值)的乘積。??卷板排樣問題的示意圖如圖2-1所示。??,八'?▲??\?5??4?^?7?H??M?氣—3—/|??112??。??L—???\?:?T??,?????W??圖2-1卷板排樣問題??基于對船舶制造企業(yè)的板材下料實際情形的調研,發(fā)現在卷板上進行混批零??件下料的問題,因此本文主要研宄第二類不規(guī)則件排樣問題,即在一張寬度確定、??長度不限定的矩形板料上排放不同種類、給定數量的不規(guī)則樣件,并且使板料的??利用率最大。??2.1.2數學模型的建立??假設所有待排零件的總數為為(下標/表示零件集合中待排零件的編??號)零件/的圖形,用5;?(/=1,2,...,《)表示第/個零件的面積,x卩和丹分別為零??件/的第y個頂點的橫坐標和縱坐標,F表示板料的寬度,//為排樣結束后所有??排樣件占據板料的最大排樣長度。船廠對零件邊緣的實際加工工藝會要求板材下??料時,零件之間需要預留一定的工藝間隙,以保證零件后續(xù)加工的質量。在求得??工藝間隙后,要求零件排樣時考慮切割工藝間隙帶來的影響,F用r表示由于加??工工藝導致的切割間隙,/?£{0,?<5},其中d為同加工工藝導致的切割間隙,如??激光切割需要預留0
山東大學碩士學位論文??外圍移動一周生成臨界多邊形的過程。通過臨界多邊形工具,可以根據參考點相??對臨界多邊形的位置,不難得到以下幾種情形:(1)若運動多邊形的參考點落??在臨界多邊形的邊上,表明兩多邊形剛好保持接觸且不重疊;(2)若運動多邊??形的參考點位于臨界多邊形的外部,表明兩個多邊形是分離的;(3)若運動多??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于自適應遺傳模擬退火算法的矩形件排樣[J]. 夏以沖,陳秋蓮,宋仁坤. 計算機工程與應用. 2018(22)
[2]改進的雙種群遺傳算法在矩形件排樣中的應用[J]. 孫佳正,郭駿. 計算機工程與應用. 2018(15)
[3]基于最小包絡矩形的不規(guī)則凸多邊形的三角形處理算法[J]. 王淑青,陳軍,潘健,張子蓬,袁曉輝,何莉. 計算機應用與軟件. 2016(11)
[4]基于臨界多邊形的不規(guī)則件啟發(fā)式排樣算法[J]. 湯德佑,周子琳. 計算機應用. 2016(09)
[5]應用臨界多邊形方法與小生境遺傳算法求解不規(guī)則排樣問題[J]. 劉海明,周炯,吳忻生. 小型微型計算機系統(tǒng). 2016(05)
[6]改進的臨界多邊形生成算法[J]. 郭瑞峰,葉艷. 電子科技. 2014(10)
[7]二維不規(guī)則貫通排樣的模擬退火算法[J]. 楊璐,韓偉. 南京工程學院學報(自然科學版). 2014(03)
[8]二維排樣中小生境粒子群算法的研究與應用[J]. 董輝,黃勝. 浙江工業(yè)大學學報. 2014(03)
[9]基于成組原理的船舶件排樣系統(tǒng)研究[J]. 鐘相強. 計算機工程與應用. 2014(15)
[10]基于免疫遺傳算法的不規(guī)則件排樣優(yōu)化問題求解[J]. 梁利東,鐘相強. 機械科學與技術. 2013(03)
博士論文
[1]二維排樣系統(tǒng)的圖形匹配、入排控制與碰靠算法研究[D]. 宋亞男.華南理工大學 2004
碩士論文
[1]基于臨界多邊形的二維不規(guī)則排樣問題的研究[D]. 李科林.華中師范大學 2019
[2]基于灰狼算法的矩形優(yōu)化排樣及其在板式家具開料中的應用[D]. 羅強.華中科技大學 2019
[3]基于主成分分析的復雜二維不規(guī)則零件排樣算法研究[D]. 梁卓.燕山大學 2019
[4]基于不完整臨界多邊形的二維排樣問題的研究[D]. 孫佳正.華東師范大學 2018
[5]基于臨界多邊形的二維不規(guī)則排樣算法研究[D]. 徐將將.華南理工大學 2018
[6]二維不規(guī)則零件排樣算法的研究與應用[D]. 張蜜蜜.華北電力大學(北京) 2017
[7]對船體建造板材套料排樣優(yōu)化的研究[D]. 劉鵬.武漢理工大學 2016
[8]基于改進臨界多邊形方法的二維排樣優(yōu)化算法研究[D]. 陶宇宇.華南理工大學 2016
[9]基于臨界多邊形方法的二維不規(guī)則件排樣問題及其算法研究[D]. 周炯.華南理工大學 2015
[10]基于臨界多邊形的不規(guī)則件排樣算法研究及實現[D]. 周子琳.華南理工大學 2014
本文編號:3289273
【文章來源】:山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:95 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2論文的總體結構??第3章:基于判距-碰靠的混合啟發(fā)式排樣方法的設計
山東大學碩士學位論文??(2)第二類是卷板排樣問題。該問題是指給定一定數量的不規(guī)則樣件排放??到一個寬度固定、長度不定的矩形板料內部,要求排樣結束后占用的排樣長度最??小,此時板料的利用率最大。板料的利用率定義為所有排樣件的面積之和與排樣??結束后所有樣件占用板料面積的比值,排樣結束后所有樣件占用板料的面積定義??為板料的寬度與排樣長度(排樣結束后所有樣件頂點的縱坐標最大值)的乘積。??卷板排樣問題的示意圖如圖2-1所示。??,八'?▲??\?5??4?^?7?H??M?氣—3—/|??112??。??L—???\?:?T??,?????W??圖2-1卷板排樣問題??基于對船舶制造企業(yè)的板材下料實際情形的調研,發(fā)現在卷板上進行混批零??件下料的問題,因此本文主要研宄第二類不規(guī)則件排樣問題,即在一張寬度確定、??長度不限定的矩形板料上排放不同種類、給定數量的不規(guī)則樣件,并且使板料的??利用率最大。??2.1.2數學模型的建立??假設所有待排零件的總數為為(下標/表示零件集合中待排零件的編??號)零件/的圖形,用5;?(/=1,2,...,《)表示第/個零件的面積,x卩和丹分別為零??件/的第y個頂點的橫坐標和縱坐標,F表示板料的寬度,//為排樣結束后所有??排樣件占據板料的最大排樣長度。船廠對零件邊緣的實際加工工藝會要求板材下??料時,零件之間需要預留一定的工藝間隙,以保證零件后續(xù)加工的質量。在求得??工藝間隙后,要求零件排樣時考慮切割工藝間隙帶來的影響,F用r表示由于加??工工藝導致的切割間隙,/?£{0,?<5},其中d為同加工工藝導致的切割間隙,如??激光切割需要預留0
山東大學碩士學位論文??外圍移動一周生成臨界多邊形的過程。通過臨界多邊形工具,可以根據參考點相??對臨界多邊形的位置,不難得到以下幾種情形:(1)若運動多邊形的參考點落??在臨界多邊形的邊上,表明兩多邊形剛好保持接觸且不重疊;(2)若運動多邊??形的參考點位于臨界多邊形的外部,表明兩個多邊形是分離的;(3)若運動多??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于自適應遺傳模擬退火算法的矩形件排樣[J]. 夏以沖,陳秋蓮,宋仁坤. 計算機工程與應用. 2018(22)
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[3]基于最小包絡矩形的不規(guī)則凸多邊形的三角形處理算法[J]. 王淑青,陳軍,潘健,張子蓬,袁曉輝,何莉. 計算機應用與軟件. 2016(11)
[4]基于臨界多邊形的不規(guī)則件啟發(fā)式排樣算法[J]. 湯德佑,周子琳. 計算機應用. 2016(09)
[5]應用臨界多邊形方法與小生境遺傳算法求解不規(guī)則排樣問題[J]. 劉海明,周炯,吳忻生. 小型微型計算機系統(tǒng). 2016(05)
[6]改進的臨界多邊形生成算法[J]. 郭瑞峰,葉艷. 電子科技. 2014(10)
[7]二維不規(guī)則貫通排樣的模擬退火算法[J]. 楊璐,韓偉. 南京工程學院學報(自然科學版). 2014(03)
[8]二維排樣中小生境粒子群算法的研究與應用[J]. 董輝,黃勝. 浙江工業(yè)大學學報. 2014(03)
[9]基于成組原理的船舶件排樣系統(tǒng)研究[J]. 鐘相強. 計算機工程與應用. 2014(15)
[10]基于免疫遺傳算法的不規(guī)則件排樣優(yōu)化問題求解[J]. 梁利東,鐘相強. 機械科學與技術. 2013(03)
博士論文
[1]二維排樣系統(tǒng)的圖形匹配、入排控制與碰靠算法研究[D]. 宋亞男.華南理工大學 2004
碩士論文
[1]基于臨界多邊形的二維不規(guī)則排樣問題的研究[D]. 李科林.華中師范大學 2019
[2]基于灰狼算法的矩形優(yōu)化排樣及其在板式家具開料中的應用[D]. 羅強.華中科技大學 2019
[3]基于主成分分析的復雜二維不規(guī)則零件排樣算法研究[D]. 梁卓.燕山大學 2019
[4]基于不完整臨界多邊形的二維排樣問題的研究[D]. 孫佳正.華東師范大學 2018
[5]基于臨界多邊形的二維不規(guī)則排樣算法研究[D]. 徐將將.華南理工大學 2018
[6]二維不規(guī)則零件排樣算法的研究與應用[D]. 張蜜蜜.華北電力大學(北京) 2017
[7]對船體建造板材套料排樣優(yōu)化的研究[D]. 劉鵬.武漢理工大學 2016
[8]基于改進臨界多邊形方法的二維排樣優(yōu)化算法研究[D]. 陶宇宇.華南理工大學 2016
[9]基于臨界多邊形方法的二維不規(guī)則件排樣問題及其算法研究[D]. 周炯.華南理工大學 2015
[10]基于臨界多邊形的不規(guī)則件排樣算法研究及實現[D]. 周子琳.華南理工大學 2014
本文編號:3289273
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