基于混合遗传算法两维排料图形滑移法研究

摘要

船舶，压力容器、通风设备等制造业常常需要大量的钢板作为其后续制作的材料。如何提高切割过程中原材料的利用率以降低生产成本是企业一直在寻求解决方法的问题之一。利用计算机辅助设计进行不规则板类零件二维排料过程的自动化来实现高效低耗的钣金切割已经成为企业界的共识。 不规则板类零件二维排料过程的自动化即组合优化问题是切割工业中最基本也是最重要的研究和应用领域之一，它的核心工作是怎样在一个或者多个矩形上不重叠地排放不同形状的平面零件图形使得这些零件图形的面积利用率达到最高。 为了实现多种类不规则板类零件二维排料过程的自动化，本文提出了一种基于混合遗传算法的全新排料方法——零件图形滑移法。通过对零件图形预处理过程的一系列优化，采用基于零件图形相交算法和包容算法的图形滑移法来分解零件图形的重叠区域，并利用面积评价函数来计算合理的零件图形局部定位，以及使用基于模拟退火法和列表寻优法的混合遗传算法来优化最终的零件图形排列顺序完成零件图形在板料上的排放。最后，通过排料试验验证了算法的有效性和实用性。