| 主权项 |
1.基于下料特征的大规模零件分组优化方法，其特征在于，其步骤为：（1）基于相似性特征的零件分组-零件优化任务下达之后，首先根据零件相似性特征建立样本零件相似特征关联有权无向图，样本零件是指原材料利用率不小于设定的最低原材料利用率阈值的历史下料方案的零件，通过对无向图最小生成树MST的分割生成样本零件相似组，利用样本零件相似组对所有待下料零件进行过滤分组，从而得到不同的零件相似组，每个零件划归入一个零件相似组；（2）基于下料配合特征的零件重组-将第（1）步得到的各零件相似组分别以抽象零件代替，再基于零件间的下料配合特征建立抽象零件下料配合特征关联有权无向图，依据该无向图最小生成树MST体现的零件最优下料配合性实现零件相似组的重组，重组后的每个零件相似组对应一个优化下料子问题；（3）零件优化补偿-首先根据重组后的零件相似组的材料优化利用率对各组进行降序排列，优化过程中对零件的组间分布进行动态补偿，最后合并各组优化结果得到原问题的下料方案；设大规模零件下料问题记为<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="110" he="25" />，其中，零件集<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="481" he="28" />，<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="28" he="26" />表示第<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="14" he="21" />种套裁方式上的第<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="10" he="18" />种零件分布，原材料集<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="137" he="28" />，零件下料特征关联为<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="90" he="26" />，<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="26" he="25" />表示零件间的相似特征集，可用零件间的欧氏距离<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="64" he="26" />进行描述，<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="26" he="26" />表示第<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="22" he="26" />种原材上的零件下料配合特征集，判别函数如下所示<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="534" he="49" />---公式Ⅰ同一套裁方式上的零件具有下料配合特征关联，判别函数值取1，否则取0；<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="112" he="24" />表示优化算法函数集，输出值为材料优化利用率<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="14" he="20" />，材料优化利用率越高则表示零件间的下料配合性越好；<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="480" he="30" />设样本零件集为<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="34" he="25" />，最低原材料优化利用率阈值为<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="16" he="14" />，则样本应满足如下条件<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="504" he="30" />---公式Ⅱ<b>定义1</b> 将零件作为顶点<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="46" he="20" />，零件间的相似特征关联作为边<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="210" he="30" />，将<img file="398388DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="64" he="26" />作为边的权值，则<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="17" he="18" />关于<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE044.GIF" wi="16" he="20" />的加权图<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE046.GIF" wi="106" he="25" />称为零件相似特征关联有权无向图；<b>定义2</b>将零件作为顶点<img file="630043DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="46" he="20" />，零件间的下料配合特征关联作为边<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE048.GIF" wi="213" he="30" />，将材料利用率<img file="285146DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="14" he="20" />作为边的权值，则<img file="680355DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="17" he="18" />关于<img file="930946DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="14" he="20" />的加权图<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE050.GIF" wi="105" he="25" />称为零件下料配合特征关联有权无向图；<b>定义3 </b>对于零件集<img file="2011101868395100001DEST_PATH_IMAGE052.GIF" wi="46" he="18" />，<img file="DEST_PATH_IMAGE054.GIF" wi="132" he="26" />，<img file="DEST_PATH_IMAGE056.GIF" wi="132" he="26" />，且<img file="DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="94" he="26" />，<img file="DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="17" he="22" />为距离阈值，则称<img file="DEST_PATH_IMAGE062.GIF" wi="20" he="18" />为抽象零件，代表一个零件相似组；第（1）步基于相似性特征的零件分组步骤为：Step1设定材料利用率阈值<img file="869253DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="16" he="14" />，利用公式Ⅱ选择样本零件集<img file="136286DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="34" he="25" />，计算样本零件间的距离<img file="272870DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="64" he="26" />，构建样本零件相似特征关联有权无向图<img file="DEST_PATH_IMAGE064.GIF" wi="22" he="25" />；Step2 采用Kruskal算法求解有权无向图<img file="315650DEST_PATH_IMAGE064.GIF" wi="22" he="25" />最小生成树MST；Step3 利用公式Ⅰ判断样本零件间的下料配合特征，若<img file="DEST_PATH_IMAGE066.GIF" wi="137" he="26" />，裁减掉连接两零件的边；Step4 计算距离阈值<img file="246697DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="17" he="22" />，在MST中裁减掉距离大于<img file="938709DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="17" he="22" />的边；Step5每个连通子树对应一个样本零件相似组，将MST分割后形成的连通子树输出，形成<img file="DEST_PATH_IMAGE068.GIF" wi="14" he="16" />个样本零件相似组，<img file="DEST_PATH_IMAGE070.GIF" wi="150" he="25" />；Step6 将距离<img file="DEST_PATH_IMAGE072.GIF" wi="20" he="25" />聚类中心最近的样本零件作为样本零件相似组中心，<img file="DEST_PATH_IMAGE074.GIF" wi="140" he="26" />；Step7 依次拾取待下料零件<img file="DEST_PATH_IMAGE076.GIF" wi="58" he="25" />，计算与样本零件相似组中心的距离<img file="DEST_PATH_IMAGE078.GIF" wi="64" he="28" />，将<img file="DEST_PATH_IMAGE080.GIF" wi="17" he="18" />添加到<img file="DEST_PATH_IMAGE082.GIF" wi="124" he="28" />对应的相似组；Step8 算法结束，输出零件相似组<img file="DEST_PATH_IMAGE084.GIF" wi="220" he="25" />；第（2）步基于下料配合特征的零件重组步骤为：Step9重新计算各零件相似组的聚类中心，将距离<img file="301820DEST_PATH_IMAGE072.GIF" wi="20" he="25" />聚类中心最近的零件作为零件相似组中心，<img file="762888DEST_PATH_IMAGE074.GIF" wi="140" he="26" />；Step10若<img file="DEST_PATH_IMAGE086.GIF" wi="104" he="26" />，获取<img file="DEST_PATH_IMAGE088.GIF" wi="42" he="25" />，使得<img file="DEST_PATH_IMAGE090.GIF" wi="85" he="25" />，增加与该下料方案对应的零件间的下料配合特征关联；Step11生成抽象零件<img file="507246DEST_PATH_IMAGE062.GIF" wi="20" he="18" />，利用对应关系<img file="DEST_PATH_IMAGE092.GIF" wi="209" he="28" />，将最高材料利用率对应的零件下料配合特征关联作为边，计算<img file="DEST_PATH_IMAGE094.GIF" wi="89" he="25" />，构建抽象零件下料配合特征关联有权无向图<img file="DEST_PATH_IMAGE096.GIF" wi="50" he="25" />；Step12采用Kruskal算法求解有权无向图<img file="60456DEST_PATH_IMAGE096.GIF" wi="50" he="25" />最小生成树MST；Step13依据MST中边所对应的零件下料配合特征关联，从抽象零件<img file="273263DEST_PATH_IMAGE062.GIF" wi="20" he="18" />中抽取待下料零件重组为<img file="DEST_PATH_IMAGE098.GIF" wi="18" he="16" />个分组，<img file="DEST_PATH_IMAGE100.GIF" wi="154" he="26" />；第（3）步零件优化补偿步骤为：Step14优化之前根据各组的材料优化利用率对各组<img file="DEST_PATH_IMAGE102.GIF" wi="106" he="26" />进行降序排列；Step15从第一组开始依次优化各组，各组均获得高于材料利用率阈值<img file="231248DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="16" he="14" />的下料方案，前一组被摒弃的零件自动增加到下一分组参与优化，形成零件动态补偿的优化过程；Step16优化完<img file="DEST_PATH_IMAGE104.GIF" wi="110" he="26" />，合并各组优化结果输出整体下料方案。 |
