[發(fā)明專利]基于多約束條件的矩形預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)排板方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811301761.5
• 申請(qǐng)日: 2018-11-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109472081B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高琦;張銳杰;鞏高鑠;王全良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13;G06Q10/04;G06F111/04
• 代理公司: 北京睿智保誠(chéng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

1.基于多約束條件的矩形預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)排板方法，其特征是，包括：

步驟(1)：初始化模臺(tái)和矩形預(yù)制構(gòu)件的基本信息；初始化排板的約束條件；

步驟(2)：按照面積從大到小對(duì)待排矩形預(yù)制構(gòu)件進(jìn)行排序；

步驟(3)：從步驟(2)的排序結(jié)果中，選取滿足約束條件的面積最大的矩形預(yù)制構(gòu)件作為當(dāng)前模臺(tái)的待排矩形預(yù)制構(gòu)件i；

步驟(4)：按照左下角原則對(duì)待排矩形預(yù)制構(gòu)件i進(jìn)行排板；對(duì)模臺(tái)的未放置矩形預(yù)制構(gòu)件的剩余部分進(jìn)行劃分；

步驟(5)：根據(jù)更新后的模臺(tái)剩余區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度尺寸信息，判斷剩余部分劃分的區(qū)域是否能夠繼續(xù)排板；如果是，返回步驟(3)；如果否，則獲得當(dāng)前劃分方式下的一種排板方案；進(jìn)入步驟(6)；

步驟(6)：判斷是否完成步驟(4)中所有劃分情形的排板方案；如果否，則返回步驟(3)；

如果是，則選取模臺(tái)利用率最大的一種排板方案作為當(dāng)前模臺(tái)最優(yōu)排板方案，更新模臺(tái)信息并在待排矩形預(yù)制構(gòu)件中剔除該方案已選的矩形預(yù)制構(gòu)件；進(jìn)入步驟(7)；

步驟(7)：判斷是否完成所有矩形預(yù)制構(gòu)件的排板，如果待排板預(yù)制構(gòu)件的數(shù)量為零，則結(jié)束排板，獲得滿足所有矩形預(yù)制構(gòu)件要求的最優(yōu)排板方案；如果不為零，則結(jié)束當(dāng)前模臺(tái)的排板，并返回步驟(3)開(kāi)始下一個(gè)模臺(tái)的排板；

以v_k表示當(dāng)前模臺(tái)的第k塊矩形預(yù)制構(gòu)件各自的方量，以L_i和W_i分別表示該模臺(tái)的長(zhǎng)度和寬度，以H表示矩形預(yù)制構(gòu)件的厚度，則當(dāng)前模臺(tái)的利用率η_i為：

由于在計(jì)算模臺(tái)的方量時(shí)采用的是矩形預(yù)制構(gòu)件的厚度H，所以能夠?qū)⒃撃Ｅ_(tái)的利用率采用面積比值進(jìn)行表示，以l_k和w_k分別表示第k塊預(yù)制構(gòu)件的長(zhǎng)度和寬度，利用率η_i為：

所以，排板優(yōu)化模型的目標(biāo)函數(shù)為：

按照左下角原則對(duì)待排矩形預(yù)制構(gòu)件i進(jìn)行排板：如果矩形預(yù)制構(gòu)件i長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度大于模臺(tái)短邊的長(zhǎng)度，則將矩形預(yù)制構(gòu)件i的長(zhǎng)邊與模臺(tái)的長(zhǎng)邊平行，將矩形預(yù)制構(gòu)件i的短邊與模臺(tái)的短邊平行，將矩形預(yù)制構(gòu)件i按照約束條件放置在模臺(tái)的左下角；將矩形預(yù)制構(gòu)件i從步驟(2)的排序隊(duì)列中剔除；對(duì)模臺(tái)的未放置矩形預(yù)制構(gòu)件的剩余部分進(jìn)行劃分；

所述排板的約束條件，包括：各個(gè)模臺(tái)的邊界尺寸大于等于選擇在該模臺(tái)上進(jìn)行排板的矩形預(yù)制構(gòu)件的邊界尺寸、各個(gè)矩形預(yù)制構(gòu)件不能重疊、各個(gè)矩形預(yù)制構(gòu)件之間的生產(chǎn)間距大于等于設(shè)定的生產(chǎn)間距D、各個(gè)矩形預(yù)制構(gòu)件混凝土部分不超出模臺(tái)邊界和自定義約束條件；

所述自定義約束條件是根據(jù)用戶的選擇，從四種情況中選擇一種情況作為自定義條件；所述四種情況分別是：

情況一：矩形預(yù)制構(gòu)件的伸出鋼筋不交叉且伸出鋼筋不超出模臺(tái)邊界；

情況二：矩形預(yù)制構(gòu)件的伸出鋼筋交叉且伸出鋼筋不超出模臺(tái)邊界；

情況三：矩形預(yù)制構(gòu)件的伸出鋼筋不交叉且伸出鋼筋超出模臺(tái)邊界；

情況四：矩形預(yù)制構(gòu)件的伸出鋼筋交叉且伸出鋼筋超出模臺(tái)邊界。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多約束條件的矩形預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)排板方法，其特征是，模臺(tái)的基本信息，包括：模臺(tái)的短邊的長(zhǎng)度和長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度；矩形預(yù)制構(gòu)件的基本信息，包括：矩形預(yù)制構(gòu)件的長(zhǎng)和寬。

3.如權(quán)利要求1所述的基于多約束條件的矩形預(yù)制構(gòu)件的自動(dòng)排板方法，其特征是，對(duì)模臺(tái)的未放置矩形預(yù)制構(gòu)件的剩余部分進(jìn)行劃分的方式為：

假設(shè)矩形預(yù)制構(gòu)件i的右上角所在的兩條邊分別稱為第一條邊和第二條邊；

以矩形預(yù)制構(gòu)件i的右上角所在的第一條邊以及第一條邊的延長(zhǎng)線為基準(zhǔn)，將剩余部分劃分為P1區(qū)域和P2區(qū)域；根據(jù)剩余部分劃分的區(qū)域，對(duì)P1區(qū)域和P2區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行更新；

以矩形預(yù)制構(gòu)件的i的右上角所在的第二條邊以及第二條邊的延長(zhǎng)線為基準(zhǔn)，將剩余部分劃分為P3區(qū)域和P4區(qū)域；根據(jù)剩余部分劃分的區(qū)域，對(duì)P3區(qū)域和P4區(qū)域的長(zhǎng)度和寬度進(jìn)行更新。