基于Memetic算法的套料與切割優(yōu)化方法研究.pdf

1、當前，綠色制造和節(jié)能減排已經成為制造業(yè)的重點發(fā)展方向之一。二維排樣技術作為一種減少能耗和提高材料利用率的關鍵技術，一直是學術界和工業(yè)界的重要研究領域，并且在機械制造、船舶裝備、服裝剪裁等過程中得到廣泛應用。其中，套料與切割方法是提高復雜零件或部件加工效率和板材利用率的關鍵。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，給出數(shù)學模型，并設計基于Memetic算法的求解思路和框架。
　　研究矩形件套料算法。針對矩形件有直角排放規(guī)律的特點，提出一種最左下占角動作(BLCO)放置策略；基于改進個體之間的交叉運算，構造一種改進的優(yōu)先運算交叉算子IPOX。利用Memetic算法中全局隨機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。針對異形件形狀的多樣性和旋轉角度的任意性，研究

3、基于臨界多邊形(NFP)的幾何計算方法和基于旋轉矩陣的零件旋轉角度變化，并提出基于左下角方法的異形件定位策略。在強化禁忌搜索的集中搜索機制基礎上，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。在切割起點選取的優(yōu)化過程中，通過輪廓特征點分析，提取離原點最近的特征點作為初始切割起點，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，將其轉化為TSP問題，并引入蟻群算法求解。在此基礎上提出混