二維不規(guī)則零件優(yōu)化排樣系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、計(jì)算機(jī)輔助優(yōu)化排樣問題就是將一系列形狀各異的零件排放在給定的材料上，找出零件的最優(yōu)布局，使得給定材料的利用率最高，以達(dá)到節(jié)約材料、提高效益的目的。從數(shù)學(xué)計(jì)算復(fù)雜性理論看，二維不規(guī)則樣件的排樣問題在理論上屬于NP完全問題，因?yàn)榇嬖趯?shí)際形狀的復(fù)雜性和計(jì)算上的復(fù)雜性，求解十分困難。傳統(tǒng)的排樣工作都是人工依靠經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行的，時(shí)間長(zhǎng)并且效果不理想。由于生產(chǎn)實(shí)際的需要，人們迫切需要利用現(xiàn)代科技來(lái)解決這一問題。目前研究較多的是規(guī)則零件(如矩形)的排樣問題

2、，對(duì)不規(guī)則件的研究較少。 本文在分析國(guó)內(nèi)外排樣問題研究現(xiàn)狀以及遺傳算法局限性的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)遺傳算法在求解排樣問題時(shí)存在的不足，提出了基于最優(yōu)保持的單親遺傳算法，用于求解二維不規(guī)則零件優(yōu)化排樣問題。單親遺傳算法取消了傳統(tǒng)遺傳算法的交叉算子，采取單親繁殖方式。跟傳統(tǒng)遺傳算法相比，單親遺傳算法遺傳操作簡(jiǎn)單，容易在遺傳操作過(guò)程中處理約束條件，不要求初始群體具有多樣性，不存在早熟收斂問題，計(jì)算效率高。通過(guò)兩個(gè)實(shí)例驗(yàn)證，此方法所得結(jié)果在

3、計(jì)算精度和計(jì)算時(shí)間上優(yōu)于常用算法，表明此方法與傳統(tǒng)方法相比具有更高的準(zhǔn)確性、有效性以及可行性。 本文利用單親遺傳算法固有的并行特性，將并行技術(shù)與單親遺傳算法相結(jié)合，在局域網(wǎng)中運(yùn)行并行單親遺傳算法突破單臺(tái)計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的局限性，加快單親遺傳算法的運(yùn)行速度。并行計(jì)算時(shí)所選用的模型為粗粒度的主/從模型，在計(jì)算過(guò)程中，將初始個(gè)體分別分配到各臺(tái)slave機(jī)器上，然后slave機(jī)就開始計(jì)算，在slave機(jī)計(jì)算到一定的時(shí)間以后，依據(jù)一定的遷移

4、策略，向master遷移個(gè)體，然后再?gòu)膍aster機(jī)上取回其它機(jī)器的個(gè)體繼續(xù)運(yùn)算，直到滿足中止條件為止。實(shí)驗(yàn)表明，分布式并行單親遺傳算法不但可以加快優(yōu)化排樣的速度，而且還可以提高解的質(zhì)量。 本文以VisualC++6.0作為開發(fā)平臺(tái)，MFC作為工具庫(kù)，開發(fā)具有實(shí)用價(jià)值的二維不規(guī)則零件優(yōu)化排樣系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)接口，可以和AutoCAD平臺(tái)順暢地交互數(shù)據(jù)；該系統(tǒng)具有友好的交互環(huán)境，用戶可以方便地輸入和調(diào)整參數(shù)；該系統(tǒng)具有快