基于改进最低水平线方法与遗传算法的矩形件排样优化算法

传统的最低水平线方法用于矩形件排样时可能产生较多未被利用的空白区域,造成不必要的材料浪费.针对此缺陷,在搜索过程中引入启发式判断,实现空白区域的填充处理,提高板材利用率.在应用遗传算法优化矩形件排样顺序时,在进化过程中采用分阶段设置遗传算子的方法,改善算法的搜索性能与效果.通过改进最低水平线方法与基于分阶段遗传算子的遗传算法相结合,共同求解矩形件排样问题.排样测试数据表明,所提出的矩形件排样优化算法能够有效改善排样效果,提高材料利用率.     

基于五块模式的单一矩形件排样算法

如何在一个大矩形里排入尽可能多的单一规格小矩形件是广泛出现在制造业领域的板材分割、物流业领域的集装箱装载中的问题.采用五块模式将大矩形划分为五个块,求解每个块里面矩形件的排样方式.首先,采用动态规划算法一次性生成所有块中矩形件排样方式,然后,采用隐式枚举法考虑所有可能的五块组合,选择包含矩形件个数最多的五块组合作为最终的排样方案.使用算例对算法进行了测试,并与另外4种单一排样算法进行了比较.实验结果表明,该算法在排样利用率和切割工艺两方面都有效,而且计算时间合理.     

二维不规则件优化排样的小生境遗传算法

首先采用组合矩形包络算法将二维不规则零件的排样问题转化为矩形件的排样问题;然后将遗传算法与小生境技术相结合,寻找排样件在排样时的最优次序及各自的旋转角度;最后用“最低水平线与填充算法相结合”策略的启发式排样算法实现自动排样。实例表明,该算法是有效的。     

一个实用的矩形件优化排样启发式算法

仔细研究了传统矩形件优化排样近似算法及存在的主要问题，提出一个新的启发式算法。该算法根据最后板材的实际排放情况，采用了多种排放策略，克服了原算法的在零件数较少时的缺陷。在此基础上用Visual C 6．0开发了一个实用的矩形件计算机辅助排样系统。实际应用表明，新算法可获得比原近似算法更好的优化排样结果。笔者给出了算法的具体实现方法和步骤．     

改进的最低水平线搜索算法求解矩形排样问题

矩形优化排样问题是一个在制造业领域生产实践中普遍遇到的问题,采用了一种改进的最低水平线搜索算法求解此类问题.首先分析了原始的最低水平线搜索算法在排样中存在的缺陷,并针对该缺陷为其设计了一个评价函数,排样时对所有未排零件进行评价,选择评价值最高的零件排入当前位置,从而克服了算法在搜索过程中的随机性,优化了算法的搜索方向.实验仿真的结果表明,提出的算法可以得到较好的排样效果,并且其解决问题的规模越大,优化性能越好,适合于求解大规模排样问题.     

满足“一刀切”要求的木工板排样优化研究

 针对木工板手工排样效率低和材料利用率低问题,提出木工板“一刀切”排样优化算法．在剩余矩形填充算法中添加启发式分块原则,改进的剩余矩形填充算法满足“一刀切”工艺要求．采用遗传算法对矩形件进行排样优化,以提高木工板利用率,降低企业生产成本．为提高算法的优化精度,使用基于指数变换的非线性动态适应度函数,引入精英保护策略,应用部分填充交叉（partially matched crossover）算子．结合剩余矩形填充“一刀切”算法对遗传种群进行解码计算原料利用率,并作为适应度函数值,进行迭代搜索最优解．排样实例表明木工板“一刀切”排样优化算法能够很好地解决多品种大规模木工板排样问题．     

“一刀切”排样问题的遗传算法与蚁群算法整合研究

对于"一刀切"矩形件优化排样问题,采用遗传算法与蚁群算法的混合算法进行研究.针对两种算法的传统混合策略和现有混合策略的不足,对两种算法的混合策略进行改进,并利用种群本身的染色体适值来判断种群进化是否停滞,确定了算法的最佳融合时机.对具体算例的分析验证表明,改进后的混合策略可有效减少算法的冗余迭代次数,提高搜索速度,是一种行之有效的排样算法.     

不规则零件优化排样的神经网络混合优化算法

 提出一种利用人工神经网络求解不规则件排样问题的混合优化方法.该方法首先把排样和制造工艺联系起来,将多边形各边向外扩充,为零件预留加工余量;然后采用自组织特征映射模型（SOM）和Hopfield人工神经网络相结合的方法,运用SOM神经网络对初始在板材内随机排布的不规则零件进行平移,逐步减小不规则零件之间的重叠面积,求得各零件的最优位置,再运用Hopfield神经网络对平移后的零件旋转,进行迭代运算,当能量函数达到稳定状态时,得到各排样零件的最优旋转角度组合,实现自动排样.算法可以解决不规则件和矩形件在规则板材以及不规则板材上的排样问题,实例证明了该算法的有效性和实用性.     

缺陷板材非规则件优化排样

针对理论上属于NPC问题的非规则件优化排样问题,论文提出一种基于小生境技术的自适应遗传模拟退火算法与基于内靠接临界多边形最低点的启发式布局算法相结合的方法。考虑到算法中交叉概率和变异概率的选择影响到算法收敛性,提出了自适应的交叉概率和变异概率,通过基于小生境技术的遗传模拟退火算法对非规则件排样的最优顺序和各自的旋转角度进行优化搜索。将非规则件定位在有缺陷原材料和非规则件多边形的内靠接临界多边形最低点以实现个体的解码,同时避开了原材料表面缺陷。排样实例表明,该优化排样算法行之有效,具有广泛的适应性。     

遗传算法和碰撞算法混合求解冲裁件自动排样问题

针对冲裁件的实际情况,提出了一种利用遗传算法和碰撞算法混合求解冲裁件自动优化排样的方法.在排样中对冲裁件的纵向偏距、放置角度和排样方式进行编码,通过碰撞理论来计算每个个体所对应排样的排样步距.论文给出了运用遗传算法求解的步骤、遗传代码的构造方式和排样步距的求解方法.     

利用傅里叶变换提取图像纹理特征新方法

研究发现,由图像傅里叶周向谱传统算法得到的频谱分布不能够真正反映其频率特性。因此,根据傅里叶变换的共轭对称性,提出了更具有一般性的长方环傅里叶周向谱能量百分比新算法。该算法均匀地把图像功率谱分成20个等间距同心长方环,计算每一个长方环内功率谱能量占总能量的比值作为图像频率分布特征。实验证明,新算法能更好地反映具有一般性的不同频率图像的纹理特征。在对作物缺乏营养元素诊断识别研究中,新算法提取的特征有效性远远高于传统算法,使识别的准确率达到82%以上。     

基于CORDIC算法的全景图像畸变场校正算法

本文给出了全景图像畸变场校正算法,这种方法主要利用CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法,提出了将圆环域图像展开成矩形图像的硬件快速算法.利用流水线CORDIC结构来实现高速高精度的三角函数发生器的设计,进而实现该校正算法.给出了该校正算法的结构及VHDL描述、综合及实现过程.     

用于扫描电子显微镜校准的10μm格栅样板

扫描电子显微镜是半导体领域用于关键尺寸测量的重要仪器。为了保证仪器量值的准确和一致,需要对扫描电子显微镜进行校准。首先,针对校准规范中提到的正交畸变和线性失真度参数,采用半导体工艺,研制了一种标称值为10μm的格栅样板。其次,为了准确评价格栅特征的一致性,研究了一种矩形检测算法。测量过程中,使用该算法对样板的格栅特征进行测量,并把使用原子力显微镜获取的测量数据作为参考值。实验结果显示:矩形检测算法能够快速检测出格栅特征,测试数据稳定在6nm以内。此外,研制的格栅样板一致性好,一致性参数控制在0.2以内,能够应用于扫描电子显微镜的校准。     

一个求解多边形最小面积外接矩形的算法

多边形最小面积外接矩形是地理信息系统和图形学领域一个极其有用的工具,但是其精确求解过程比较困难.首先证明了一个多边形的最小面积外接矩形必定过该多边形凸包的一条边,然后基于该思想提出了一个计算多边形最小面积外接矩形的算法,并对算法的效率进行了分析.最后给出了算法的实验算例,进一步说明了算法的可行性与可靠性.     

基于扫掠球量的快速距离计算

引入扫掠球量作为包围量.扫掠球是一系列相对于核基本形状以某一等距向外扩展而形成的包围量.核基本形状包括点,线段和矩形.这些包围量可以提供对被包围物体的不同的紧密性.基于这些包围量,建立混合层次并且采用有效而准确的算法可以计算两物体之间的距离,并可通过在返回值中引入相对误差来进一步提高算法效率.     

An interval finite element approach for the calculation of envelope frequency response functions

This paper focusses on the application of the interval finite element method in dynamic analyses. It describes a methodology for calculating frequency response function envelopes from a finite element model containing imprecise parameters defined as interval uncertainties. The resulting envelope functions give a conservative approximation of the possible range of the frequency response function, taking into account that the uncertain parameters in the model can adopt any value in their presumed uncertainty intervals. The methodology is based on the modal superposition principle. It consists of an interval aritmethic algorithm which processes the results of a preliminary global optimization performed on the modal parameters. The algorithm is constructed such that it optimally combines the advantages of both the anti‐optimization and the interval arithmetic strategy for general numerical interval calculations. In the first stage of the development, the modal parameter ranges of each individual mode are independently combined in the modal response contributions. This yields the modal rectangle (MR) method. In order to remedy the high conservatism inherent to the MR method, the exact eigenfrequency ranges are added to the analysis. This results in the modal rectangle method with eigenfrequency interval correction (MRE). A second improvement consists of adding extra delimiters to the MRE modal parameter range approximation. This is achieved by performing an extra optimization on the modal response contributions at discrete frequencies. The method is referred to as the locally optimized modal rectangle method with eigenfrequency interval correction (OMRE). Finally, a numerical example illustrates the different algorithms. Copyright © 2004 John Wiley & Sons, Ltd.     

布局模装系统的研究

基于AutoCAD平台开发了一个用于矩形正交布局问题的布局模装系统,可实现交互布局和自动布局。系统采用面向对象的技术构造了布局算法库,具有良好的扩充性。通过大量随机产生的算例测试了布局空间和布局物体的形状和面积对各算法的影响,比较了各算法的求解效果。