基于改进临界多边形方法的二维排样优化算法研究

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1、工程硕士学位论文基于改进临界多边形方法的二维排样优化算法研究作者姓名陶宇宇工程领域控制工程校内指导教师吴忻生副教授校外指导教师李胜研究员所在学院自动化科学与工程学院论文提交日期2016年3月ResearchonTwo-dimensionalPackingOptimizationAlgorithmBasedonImprovedNo-fit-polygonMethodADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：TaoYuyuSupervisor：AssociateProf.W

2、uXinshengSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TP391学校代号：10561学号：201321013063华南理工大学硕士学位论文基于改进临界多边形方法的二维排样优化算法研究作者姓名：陶宇宇指导教师姓名、职称：吴忻生副教授申请学位级别：工程硕士学科专业名称：控制工程研究方向：应用研究研究方向：智能控制理论及应用论文提交日期：2016年3月20日论文答辩日期：2016年3月20日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：陈立定副教授委

3、员：游林儒教授、吴忻生副教授、郗晓田高级工程师、郭华芳研究员华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所，本论文不包含任取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。本人完全意识到本声明的，均己在文中明确方式标明法律后果由本人承担。作者签名；日期：年３月之口日＾学位论文版权使用授权书，良：本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定口研究生在校攻读学位期

4、间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位）学校可Ｗ公布学位论文的全论文被查阅；（除在保密期内的保密论文外ｉ、、汇编学位部或部分内容，可ｔ＾＜允许采用影印缩印或其它复制手段保存一论文致。。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相本学位论文属于：□保密。，在年解密后适用本授权书＿＿＿督休保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览（光盘版）电子杂志社；同意将本人学位论文提交中国学术期刊全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识

5、资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）如。／心日期：指导教师签名：／峻日期卢／私口联作者獻系电话：电子邮箱：系地址（含邮编）：摘要二维排样问题属于二维空间布局优化问题范畴，目的是把待排零件或图形按一定方式排放于规则或不规则的平面板材上，并使板材利用率最大化。二维排样问题广泛存在于船舶制造、服装加工、模具生产等加工制造业中，其研究具有重要的理论及实用意义。论文重点对二维排样问题中最常见的不规则零件排样问题及其优化算法作了研究。论文针对现有排样算法存在的不足，对排样过程

6、中的关键性问题提出了改进的求解方法。论文主要的研究内容和创新点如下：1、临界多边形（NFP）求解算法的改进研究。NFP的求解是二维排样问题中的基础性几何计算问题，也是目前限制二维排样研究的瓶颈问题。论文根据临界多边形的特征，引入矢量线段概念，设计了基于矢量线段合成NFP的求解方法，既解决了移动碰撞法、明可夫斯基矢量和法、凸化分割法等等传统NFP求解算法的局限性，也提高了算法的求解效率。2、零件排样策略的改进研究。针对BL、BLF等传统二维排样策略存在的不足，论文提出了基于启发式规则的改进排样策略。该策略通过引入特定的评估规则来选择

7、下一个排放零件和确定该零件的排放位置。该策略将零件间的契合度作为排样评估参数之一，有利于零件之间形成互补，有效解决零件凹槽问题，从而提高板材利用率。该排样策略与基于临界多边形和内靠接矩形的定位方法相结合，在避免发生重叠、超界、充分利用板材前提下搜索可能的排放位置，具有明显的优点。3、不规则板材排样的探索研究。在对二维排样问题的研究中，绝大多数文献都只考虑具有规则轮廓的矩形板材的排样问题，但在某些实际应用中，板材轮廓并不总是矩形的，而且板材内部可能存在不可排放的孔洞区域。论文探索性地研究了不规则板材排样问题，针对问题特征提出了内靠接

8、NFP的概念，并将矢量线段法扩展用于内靠接NFP的求解。在此基础上，论文将对孔洞求外靠接NFP和对不规则板材求内靠接NFP结合起来，实现任意带孔洞不规则板材的排样。关键词：不规则排样；临界多边形；矢量线段；启发式排样策略IAbstractThetw