基于分布估計算法的矩形件排樣優(yōu)化問題研究.pdf

1、本文主要研究矩形件排樣優(yōu)化的問題。矩形件排樣優(yōu)化問題是指一些相同或不同規(guī)格的矩形件按照某種策略排布到矩形板材上，使得按照此排樣圖切割時，產(chǎn)生最少的下料。矩形件排樣優(yōu)化的問題廣泛存在于眾多生產(chǎn)制造領(lǐng)域中，像機械制造、家具生產(chǎn)、造紙、服裝、皮革等。研究矩形件排樣優(yōu)化問題有著極大的現(xiàn)實意義?；谝粋€好的排樣策略生成的排樣圖，可以提高原材料的利用率，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。
　　矩形件排樣優(yōu)化問題這種組合優(yōu)化問題在數(shù)學(xué)上屬

2、于NP完全問題。由于其求解的復(fù)雜性，在確定的時間內(nèi)求得最優(yōu)解很困難。目前，人們通常采用智能優(yōu)化算法和啟發(fā)式規(guī)則求解矩形件優(yōu)化排樣的問題。例如遺傳算法，蟻群算法，粒子群算法，模擬退火算法，BL算法（Bottom-Left），DP算法（Difference Process）等。
　　然而，單純的智能算法和啟發(fā)式規(guī)則在求解矩形件排樣的問題中表現(xiàn)出來的效果有限且算法性能提升困難。本文在研究了國內(nèi)外眾多學(xué)者的求解算法之后，提出了一種分布估計

3、算法結(jié)合改進的最低水平線算法的混合算法求解矩形件排樣問題。分布估計算法是一種新興的基于概率模型的智能優(yōu)化算法，它采用了一種全新的進化模式，在很多領(lǐng)域都有著成功的應(yīng)用。本文詳細介紹了分布估計算法的思想和特點，對分布估計算法的應(yīng)用做了新的嘗試，將其應(yīng)用于求解矩形件排樣問題。接著，在對比了BL算法，最低水平線算法和最低水平線搜索算法的基礎(chǔ)上提出了一種改進的最低水平線搜索算法。改進之處在于：記錄矩形件排樣過程中產(chǎn)生的空閑區(qū)域，并判斷空閑區(qū)域之間

4、的位置關(guān)系，對于相鄰接的空閑區(qū)域進行合并。用能夠排入空閑區(qū)域的矩形件填充空閑區(qū)域，實現(xiàn)了空閑區(qū)域再利用，提高了板材的利用率。克服了最低水平線搜索算法無法回收利用矩形件排樣過程中產(chǎn)生的空閑區(qū)域的弊端。
　　分布估計算法和改進的最低水平線搜索算法結(jié)合求解矩形件排樣問題的過程中，首先，運用分布估計算法求得較優(yōu)的排樣順序，然后按照改進的最低水平線搜索算法排放矩形件，生成排樣圖。通過算法在實際應(yīng)用中的測試結(jié)果表明，改進算法有著較好的性能，對