[發明專利]用于異形容器裝載物資的全局優化方案生成系統及方法

有效

• 申請號: 201310331729.2
• 申請日: 2013-08-02
• 公開（公告）號: CN103413183A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 周保琢;宋勇;唐經天;劉俊;徐戰;嚴明
• 申請（專利權）人: 四川航天系統工程研究所
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/08;G06Q50/28
• 代理公司: 四川省成都市天策商標專利事務所 51213
• 代理人: 羅韜

技術領域

本發明涉及一種物資裝載智能優化方法，更具體的說，本發明主要涉及一種用于異形容器裝載物資的全局優化方案生成系統。

背景技術

貨物三維裝載全局優化是指在一定的裝載約束條件下，在特定幾種容器（集裝箱或者貨包）中排布貨物，排布完成后使特定形狀容器能夠達到指定的全局指標要求（如總裝載貨物的質量最大、總裝載的貨物對容器的內部空間利用率最大等）。在計算機智能優化科學和供應鏈優化管理領域中，貨物三維裝載全局優化有著廣泛的應用背景，包括物流配送裝貨、集裝箱裝貨、空運飛機裝貨、太空運輸物資、大型輪船裝貨等，對貨物三維裝載全局優化問題的研究都是焦點。另外由于在太空和深海等運輸工程中，因為這些領域運輸器由于其他設計特性的需要容易產生異形空間，同時由于這些領域運輸即使很小的空間浪費也帶來巨大的損失，因此研究在這些異形空間中物資優化裝載就顯得非常具有價值。另外，從計算復雜性理論來講，即使一般三維裝載優化問題都屬于NP-Hard問題，是優化問題中最難的一類組合優化問題，其求解難度隨問題規模的增大和約束的增多而成幾何級增長。在現有國內外的三維裝載（3D-Packing）問題研究中，基本集中在對于矩形體或者圓柱體容器中實現裝載優化，幾乎沒有涉及異形體容器內裝載優化的研究與系統。因此有必要針對異形體容器的裝載優化方案做進一步的改進和研究。

發明內容

本發明的目的之一在于解決上述不足，提供

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：

本發明一方面提供了一種用于異形容器裝載物資的全局優化方案生成系統，所述的系統包括：

基礎數據管理子系統，用于將用戶輸入的任務信息保存至數據庫中，作為一次優化計算任務中其它數據的檢索基礎；所述任務信息中至少包括任務編號及任務名稱；并將用戶輸入的單次任務所有類別容器的基礎信息保存至數據庫中，所述基礎信息中至少包括容器內部裝載空間的結構信息和容積大小信息；由用戶設置每類容器劃分后的若干個三角體和矩形體信息，并分別保存至數據庫中；再將用戶輸入的單次任務待裝載物資信息與裝載約束條件保存至數據庫中；

裝載全局優化計算子系統，用于基于基礎數據管理子系統保存至數據庫中的任務信息、基礎信息、裝載物資信息及裝載約束條件執行全局優化算法生成多種裝載方案，并經過判斷將合理化的裝載方案保存至數據庫中；

裝載方案視景顯示子系統，用于讀取數據庫中的合理化裝載方案，并將其轉換為三維視圖在用戶界面上進行顯示。

作為優選，進一步的技術方案是：所述裝載全局優化計算子系統用于執行的全局優化算法的具體步驟為：

a）優化計算輸入信息初始化；

b）優化計算約束條件初始化；

c）構造計算容器列表并轉化為空間列表；

d）構造計算物資裝載組合塊列表；

e）構造裝載序列；

f）根據裝載序列完成啟發式三維裝載；

g）判斷是否為較優方案；

h）替換當前最優方案；

i）判斷是否滿足終止條件；

j）輸出優化方案。

更進一步的技術方案是：所述的裝載全局優化計算子系統用于執行全局優化算法的步驟b)至步驟f）通過模擬退火框架算法對用戶輸入的裝載物資信息進行三維裝載迭代優化仿真計算。

更進一步的技術方案是：所述用戶向基礎數據管理子系統中輸入的基礎信息、三角體和矩形體信息及裝載物資信息均為EXCEL列表。

與上述相類似，本發明另一方面還提供一種用于異形容器裝載物資的全局優化方案生成方法，所述生成方法包括如下步驟：

S1、基礎數據管理子系統將用戶輸入的任務信息保存至數據庫中，作為一次優化計算任務其它數據的檢索基礎；所述任務信息中包括任務編號及任務名稱；

S2、將用戶輸入的單次任務所有類別容器的基礎信息保存至數據庫中，所述基礎信息中包括容器內部裝載空間的結構信息和容積大小信息；

S3、由用戶設置每類容器劃分后的若干個三角體和矩形體信息，并分別保存至數據庫中；

S4、再將用戶輸入的單次任務待裝載物資信息與裝載約束條件保存至數據庫中；

S5、裝載全局優化計算子系統基于基礎數據管理子系統保存至數據庫中的任務信息、基礎信息、裝載物資信息及裝載約束條件執行全局優化算法生成多種裝載方案，并判斷將合理化的裝載方案保存至數據庫中；

S6、裝載方案視景顯示子系統根據數據庫中合理化的裝載方案轉換為三維視圖在用戶界面上進行顯示，物資裝載全局優化方案生成完畢。