切割排料问题的研究及算法实现

随着目前国内及国际市场竞争的日益激烈，各行各业更加意识到节省成本、提高经济效益的迫切，对于制造业，其经济效益直接体现在产品上，原材料的利用率在其中起着至关重要的作用。在制造业中，原材料的质地及加工工艺都不尽相同，所以如何分配原材料以满足生产需求一直是制造业中关注的问题之一，切割排料问题正是从这一实际需求中产生的。J本课题以生产实际中经常遇到的一维二维切割排料问题为研究对象，深入地分析了它们的特点及各方面的限制条件，在此基础上提出了各自的数学模型，并且结合计算机技术开发了应用系统，实现了理论和实际的结合。本课题的研究内容主要包括:1.对切割排料问题的产生及分类作了详细地阐述，使切割排料问题从空间角度成为一个有机的体系，对于理解和解决实际问题提供了理论依据。2. 针对维切割排料问题，从实际问题分析着手，以delayed column generation 算法为主要方法，并对其作了相应的改进，同时开发了一维切割排料系统。3. 详细地讨论了各种二维规则矩形切割排料问题，针对它们的不同特点及工艺要求，提出了各自的数学模型，以近似算法、背包算法等不同方法为基础，得到了不同的解决方案，同时形成了面向实际的应用系统框架。4. 对于二维不规则零件切割排料问题，以转化为主要指导思想，通过不同方法得到转化后的二维规则矩形切割排料问题，应用前面得到的方法使问题解决大为简化。结合AUTOCAD 系统开发了实际应用系统。5. 结合沈飞公司实际需求，提出了饭金加工CAD/CAM 系统集成方案，使前面开发的应用系统与生产实际有了结合的途径，为其在实践中得到广泛的应用打下了良好的基础。