一种圆形片剪切排样的高效递归算法

制造行业经常采用剪切和冲裁工艺将金属板材切成圆形毛坯. 本文提出一种算法,用于生成多尺寸圆形片条带的剪切排样方式. 该算法采用剪切工艺简单的多级排样方式,每一刀切下一根水平或竖直的条带,每根条带中可以有一排或多排同尺寸的毛坯. 采用递归算法确定每根条带的方向和所含毛坯排数,以便使下料利用率达到最高. 实验计算结果表明所述算法在计算时间和提高材料利用率两方面都较有效.     

基于单毛坯条带的矩形件最优两段排样方式

对大规模矩形件排样问题提出一种精确、可生成一种新的满足剪冲下料工艺需求的排样方式:基于单毛坯条带的矩形件最优两段排样方式.采用动态规划算法生成最优单毛坯条带,通过一维背包算法确定条带在级中的排样方式和级在段中的最优排样方式,选择最优的两个段组成排样方式.对传统文献中的43道大规模基准测题进行计算,有38道测题达到最优,剩余5道测题的优化结果与最优化结果的比率达到99.9%,每题的平均计算时间仅用2.17s.结果表明,本文算法优于经典两段和著名的T型排样算法,在解决大规模矩形件排样具有高效性.     

二维板材圆形件剪冲的四块排样算法

针对二维板材圆形件剪冲下料问题,提出一种基于四块排样方式的下料算法.这种排样方式将一张板材划分成四个块,在每块中排放具有相同长度和方向的条带;条带中排放若干行同种圆形件.构造排样算法生成单张板材上圆形件的四块排样方式,首先确定圆形件在条带中的布局;然后构造递归算法生成条带在块中的布局;最后采用隐式枚举算法确定板材的最优四块划分.采用列生成算法调用上述排样方法生成多个不同的排样方式,按照单纯型原理择优选择一组排样方式形成下料方案,并对小数解进行圆整操作.使用文献例题和实际生产实例将本文算法与文献算法进行对比,结果表明: 本文算法下料方案板材利用率比四种文献算法分别高0.49%, 0.32%, 6.04%和1.50%, 计算时间能满足实际应用需要.     

冲裁件优化排样的多边形顶点射线算法

研究冲裁工件优化排样问题.在普通单排多边形顶点算法的基础上,针对对头单排、普通双排、对头双排3种排样方式的特点,提出一种多边形顶点射线算法.经实际测试证明,该算法克服了多边形顶点算法通用性差的局限,可高效准确地得出常规单件排样方式的最优解.应用改进算法,在AutoCAD2000上,通过ObjectARX2000开发出了冲裁模优化排样系统.应用结果表明,与原手工排样方案相比,节省材料率约10%.     

一种基于三段排样圆形毛坯下料算法

为研究板材上的圆形毛坯下料问题,将矩形板材分成两个不对称的直角梯形段和一个平行四边形段,在三个段中分别采用递推算法确定条带的最优组合,从而得到一种排样方式;并利用线性规划模型求解解决圆形毛坯下料的整个方案。实验结果表明:不对称的梯形分割比对称的梯形分割获得更高的材料利用率;采用递推算法比动态规划求解的背包问题算法确定的排样方式少。     

各种排样方式下顶点算法的研究

多边形顶点算法是冲裁排样优化问题的一种新算法。本文在单排顶点算法的基础上，对其它常用排样方式进行了研究，通过对原图形数组的适当拆分和重组构成新的多边形，即可采用在图形内求多边形顶点处宽度的算法。该算法不仅简化了计算，提高了运算速度，而且保证了最优解。     

圆形冲片的最优排样算法

基于无约束圆片排样问题的排样方式,给出圆形冲片的最优排样算法．该算法易于软件实现,可生成圆形冲片条带剪切下料最优UCCP排样方式。     

基于最佳断点的圆形件T形下料算法

【目的】圆形件下料问题广泛存在于工业生产中，如汽车、船舶零部件的制造等。通过提高材料利用率，减少切割成本可有效降低企业生产成本。基于此，提出了一种基于最佳断点的圆形件T形下料算法。【方法】首先根据需求的圆形件种类生成多规格的标准条带，然后根据规范长度求得点长度集合，再用全容量动态规划算法生成排样方式，遍历断点长度集合，得出最佳断点长度和排样方式，确定排样方式的使用次数并加入排样方案，直到满足所有圆形件的需求；最后根据价值修正公式不断调整圆形件价值，通过迭代生成多种排样方案，以防算法陷入局部最优。【结果】与文献数据相比，该算法能够提高材料利用率，降低切割成本。【结论】实验结果表明，该算法在降低企业生产总成本上具有有效性。     

应用三块排样方式求解二维下料问题

本文采用顺序价值修正框架和三块排样方式求解二维下料问题。该框架顺序生成排样方案中的各个排样方式(排样图),用每个排样方式满足部分毛坯的需求,直到满足全部需求为止;动态调整毛坯价值,使毛坯价值趋于合理;多次迭代生成多个不同的排样方案,实现优选。采用的三块排样方式通过不完全枚举法生成,其中最多包含三种毛坯,从而有利于简化下料工艺。通过与线性规划算法比较,说明在毛坯需求量较小的情况下,本文算法能有效减少板材消耗量。     

带剪刃长度约束的矩形件剪切下料优化算法

讨论矩形件二维下料问题,提出一种带剪刃长度约束的下料算法。这种算法将板材划分成四块,每块中排放长度和方向均相同的条带,每根条带中排放同种矩形件。运用递归技术构造四块排样方式的无约束生成算法和有约束生成算法。采用线性规划算法调用无约束生成算法生成第一部分下料方案;采用顺序启发式算法调用有约束生成算法生成第二部分下料方案。组合两部分下料方案形成最终解。数值实验结果表明下料算法有效地解决带剪刃长度约束的下料问题。     

热连轧机轧制力成比例负荷分配的CLAD算法

为了实现热连轧精轧机组负荷分配的在线优化设定,提出一种轧制力成比例负荷分配的新算法CLAD算法(change load ratio by adjusting draft).其要点是通过调整压下量的偏差来使当前轧制力与目标轧制力的偏差最小化.根据轧制力成比例原则建立非线性方程组,结合假设条件,将系数矩阵简化为对角阵,经数学推导给出了新算法的迭代公式和收敛条件.提出一种经验插值法确定初始值,使得负荷分配迭代计算能快速收敛.对宝钢典型轧制案例的模拟计算验证了新算法具有计算速度快、收敛性好等优点,可用于在线计算.     

集装箱码头出口街区作业调度优化

为提高集装箱码头装船作业效率,以最小化街区间作业不均衡程度为目标,考虑集卡数量、街区与泊位的距离及街区可用容量3种因素对目标值的影响,构建了街区分配与集卡指派一体化线性规划模型,并设计了两阶段算法进行求解。第一阶段,运用穷举法求解最优的集卡指派数量与作业箱量的非整数松弛解;第二阶段运用分支定界法求解作业箱量的最优整数解,并确定装载至同一船舶的出口箱的街区,以及每一街区需指派集卡的数量。数值实验表明,两阶段算法能在短时间内求得最优解,并能缩短集装箱装船时间。     

方差约束因子耦合搜索区域判定模型的图像修复算法

为了解决Criminisi算法在图像修复过程中无法保证修复块的优先级顺序,从而导致修复质量不佳的问题,提出了方差约束因子耦合搜索区域判定模型的图像修复算法.首先,将待修复块分割为两个子块,通过子块的方差构建方差约束因子,并利用方差约束因子改进Criminisi算法中的优先权函数;然后,在二维直角坐标系中对损坏区域进行测量,根据测量结果选取损坏基准值,以构建搜索区域判定模型,确定最优匹配块的搜索范围;最后,引入SSD(Sum of Squared Differences)模型在搜索区域中选取最优匹配块,利用最优匹配块中像素点与待修复块中对应像素点的像素差值构造置信度更新模型,对置信度进行更新,实现图像的修复.实验结果表明,与其他图像修复算法相比,本文算法具有更好的图像修复视觉质量.     

铣削加工过程的自适应最优控制

提出了两种结构不同的神经网络实现对铣削加工参数的自适应最优控制，ＢＰ神经网络实现对加工状态的在线建模，优化神经网络根据当前状况和一定的加工约束条件得出最优切削加工参数输入以实现对铣削过程的最优控制．最后给出了仿真和实验结果．     

砂轮划片机划切工艺参数优化方法

针对砂轮划片机划切工艺参数在实际生产中难以合理设定的问题,提出了基于Matlab遗传算法优化和确定最佳工艺参数的方法.在避开各阶固有频率的基础上选取工艺参数范围,以主轴振动均方根值为评价指标,利用回归正交设计法进行试验,建立了振动量与划切工艺参数之间的回归方程.利用Matlab遗传算法对所建回归方程进行迭代优化,得出对应最小振动量下的最佳工艺参数,对最佳工艺参数下的划切振动量进行试验验证,证明了优化结果的正确性.     

双臂机器人协调运动在线控制的算法实现

以牛顿－欧拉算法为基础,建立了适合于双臂机器人实时控制的在线控制算法,该算法包括3个部分,一是在线运动学正向逆推算法,二是在在线载荷优化算法,三是在线逆动力学反向递推算法,不仅给出相应运动学及动力学递推计算公式,而且以载荷的最小范数为目标函数,实现载荷的优化分配,使在线控制算法更具有应用价值。最后通过算例验证算法的可行性。     

美式回望看涨期权的有限元方法

考虑美式回望看涨期权的定价问题,先利用变网格有限元方法对Black-Scholes方程进行离散,求出期权值,再采用Newton迭代法给出最佳实施边界,两种方法交替使用,得到了相应的数值解.通过与二叉树方法进行比较表明,该数值方法有效.     

基于燃料比最优的高炉喷煤设定值多目标优化

为了降低高炉炼铁的能耗,节约成本,将高炉炼铁过程信息、专家经验与智能模型相结合,提出基于燃料比最优的高炉喷煤设定值多目标优化方案。以燃料比最优为优化目标,炉温预测指标为约束条件,喷煤量为决策变量,采用基于K-均值聚类的径向基神经网络建立多目标优化模型,并通过基于NSGA-Ⅱ算法的多目标优化方法,获取尽可能使多个目标同时达到最优的Pareto最优解。结果表明,该优化方案可以在保证炉温良好的前提下,决策出使燃料比达到最优的喷煤设定值,大大降低能耗,节约成本。不仅为高炉实际生产提供操作指导,也为高炉冶炼的优化运行奠定了基础。