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计算机辅助排料算法研究与实现

本文研究计算机辅助制造技术在排料领域的应用及实现问题。排料作为制造工业领域的基础生产环节之一,由计算机辅助排料有着广泛的应用前景,能大大提高生产效率、节约成本。计算机辅助排料的研究产生于上世纪六十年代,随着计算机技术的发展,其研究也越来越深入,其应用越来越受到重视。排料问题是一个NP完全问题,具有很高的计算复杂度,目前国际上没有适于计算机实现的通用的有效算法。本文对由计算机辅助的管子排料算法和板材排料算法都作了较深入细致的研究和探讨。具体内容包括如下:1.研究管子排料问题。对管子排料问题作者建立了最优数学模型,设计了基于线性规划的高效计算机实现算法。根据本算法得到的结果下料能得到最优方案,使得耗费的原料最少。由于作者设计的算法能得到少而优的排料方案并且采取了特定的策略,故使得本算法具有较高的运算速度,能适合较大规模的生产要求,表现出较好的优越性。2.研究板材排料问题。将板材排料分解为多边形靠接问题、多边形合成问题、多边形凸包问题  (本文共70页) 本文目录 | 阅读全文>>

江南大学
江南大学

计算机辅助排料及优化设计

优化排料问题是指在给定数量和规格的原材料上,尽可能多地排放待切件,同时满足一定的约束条件,使原材料的利用率最高,浪费最小,从而提高企业的生产效率、降低成本。它广泛应用于机械制造、服装剪裁和玻璃切割等行业中,并随着计算机技术的产生和发展而使其应用领域更加广泛和深入。同时,优化排料问题也是组合优化领域中一类有代表性的问题,属NP完全问题。在理论上具有巨大的挑战性,具有重要的研究价值。尤其是第二类问题——二维板材的优化排料问题,始终受着广泛的重视和研究,但对此类优化排料问题迄今并没有得到很好的解决。而其中矩形件优化排料问题又是工业生产中普遍遇到的问题且具有很大的通用性。因此本文通过对优化排料问题的深入思考,并综合分析比较了求解组合优化问题的两类方法——枚举搜索方法和邻域搜索方法,在此基础上得出一个优良的搜索方法应该具备的基本特征,并给出对算法性能的评价标准,即全局搜索能力和局部搜索能力。蚁群算法的基本原理及其对解空间的搜索策略,使其具...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>

中南林业科技大学
中南林业科技大学

基于模糊数学理论家具板材优化排料方案研究

家具板材优化排料,是家具在产品设计、制造和使用过程中如何节约人造板材、优化利用资源的问题,有重要经济意义和社会效益。它在计算上非常复杂和困难,目前还不能从理论上精确解答,而在实际生产中却有着广泛的应用。随着智能优化算法理论和计算机技术的发展,为人们提供了用现代优化算法和计算机进行优化排料的可能性。本文研究的家具板材优化排料,问题主要是将模糊数学理论运用到家具板材排料问题。主要工作和创新点如下:将模糊数学理论引入家具板材排料问题。由于家具板材排料存在计算上的复杂性,在一定时间内求其精确全局最优解是相当困难的,任何算法都难以保证总能得到最优解,需要用模糊数学算法定性计算排料。本文针对在板式家具中板材排料问题的具体特点,结合板式家具排料的工艺和约束条件,给出了在人造板材上的家具板材排料的定义、特点、性质并提出了在工艺条件以及模糊数学理论下的板式家具优化排料的数学模型。本文将家具生产方面的专业知识、模糊数学、生产管理和计算机辅助设计有机...  (本文共98页) 本文目录 | 阅读全文>>

山东大学
山东大学

航天Arisa服装排料CAD系统的分析与设计

排料问题就是在给定的布局空间内,遵照一定的约束条件,以最优的组合方式将待排物体合理地放置在布局空间中,使布局空间达到尽可能高的利用率。排料构思是否合理将直接影响到空间利用率的高低,决定了原材料的耗费量与成本的高低,所以提高原材料的利用率是降低生产成本、提高产品竞争力的主要手段之一。随着计算机技术的普及,计算机辅助设计已成为各行各业提高生产效率、增强市场竞争能力的重要手段。服装CAD系统贯穿服装生产的各个环节,通常可以分为四大模块:款式设计模块、打板模块、推板模块、排料模块。在这四个模块当中,款式设计、打板与推板这三个模块都只牵涉到服装技术,是对服装生产技术的辅助,与生产成本并无多少直接关系,然而服装裁片的排料结果却是直接关系到面料的使用量,决定了面料投入成本的多少,所以设计与优化服装排料CAD系统是十分具有经济价值的。国外的服装排料CAD系统开发较早,技术也比较成熟,但是这些国外的排料软件开发商把开发思路、排料算法都做为商业秘密...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

东华大学
东华大学

模拟退火算法在服装排料中的应用与研究

排料问题,就是在给定的布局空间内,按最优化组合的方式将待排物体按照一定的约束条件合理地放置在布局空间中,并使原材料利用率达到最高。排料的构思是否合理直接影响到空间的节省,经常表现为原材料耗费的多少,提高原材料利用率是降低生产成本、提高产品竞争力的主要手段之一。在服装行业领域,服装排料系统是服装CAD系统的一个重要组成部分,而服装排料技术是服装企业提高面料利用率,降低生产成本的重要途径。目前我国服装行业中应用的服装CAD商业软件,如法国的力克系统Lectra、美国的格柏系统Gerber、日本的东丽系统ACS等的排料系统开发技术比较成熟,但是这些商业软件的开发思路、排料算法作为商业秘密不予公开。所以在高等院校进行服装排料的研究具有自主创新的意义。本课题针对的是二维不规则零件在定宽不定长的原材料上的排料问题。本课题研究了服装CAD软件中计算机辅助服装排料的原则,详细分析了计算机辅助服装排料的优势、排料图设计的规则、计算机排料的方法、计...  (本文共80页) 本文目录 | 阅读全文>>

沈阳工业大学
沈阳工业大学

基于遗传算法的二维不规则图形排料问题的研究与应用

排料问题应用范围非常广泛,如服装行业、皮革行业、机械行业。提高板材利用率能降低企业的生产成本,会给企业带来经济效益,所以,排料问题的研究具有重要的经济价值。二维不规则排料问题具有很高的复杂性,属于NP完全问题,即不能在多项式时间内找到问题的最优解,所以,排料问题的研究具有重要的理论价值。遗传算法(GA)是一种全局优化的现代启发式算法,通过交叉、变异来避免陷入局部极小。与传统优化方法相比,遗传算法仅仅利用个体的适应度进行群体的进化,不需要优化模型中目标函数和约束函数的导数信息,因而具有极强的鲁棒性,适合于解决各种优化问题。本文从遗传算法的产生背景、基本思想以及收敛性理论方面进行了细致的说明。本文将遗传算法应用到二维不规则排料领域中,得到了很好的效果。出于对带圆弧图形的考虑,本文应用了自动提取零件数据的算法和求解逼近多边形的方法。在自动排料计算的过程中,如何找到零件之间在什么位置靠接紧密并且不重叠是一个关键的问题。为了减少多边形之间...  (本文共72页) 本文目录 | 阅读全文>>