面料剪裁利用率優化問題，即二維不規則帶排樣（Strip Packing）問題簡介
- 2020 年 3 月 26 日
- 筆記
人工智慧是國家戰略性新興產業。隨著製造產業資訊建設的不斷完善，且產業布局較為完整，逐漸誕生了一批資訊化程度高的工業製造企業。
面料切割利用率的提升是紡織行業長期追求的目標。如何提升面料切割利用率，既是企業生產精益化的難點，也是痛點。當前紡織行業布匹原材料的成本佔到40%左右，價值較高。優秀的演算法應當實現在較短時間範圍內計算獲得高品質可執行的排版結果，減少切割中形成的邊角廢料，提升面料切割利用率，減少計劃時間。
針對這個問題，數據魔術師團隊有一套完整的、成熟的解決方案。
下面給出這個問題的介紹。
問題介紹
問題聚焦面料剪裁利用率優化，要求開發高效可靠的演算法，在較短時間範圍內計算獲得高品質可執行的排版結果，減少切割中形成的邊角廢料，提升面料切割利用率，減少計劃時間、提高工作效率和避免人工計算的失誤，提升價值降低成本。
在規則面料的情況下，滿足零件旋轉角度、零件最小間距、最小邊距的約束，解決以下兩類問題：
1.基於所給零件，進行面料排版加工，耗料長度最短，面料利用率最高；
2.在問題一的基礎上，避開瑕疵區域面料加工，耗料長度最短，面料利用率最高。
數據及約束說明
數據包含：面料數據表、零件數據表。
數據文件夾內包括：
- 批次1零件數據
- 批次1面料數據
- 批次2零件數據
- 批次2面料數據
- readme：數據的基本介紹
1）零件數據
|
編號 |
列名 |
說明 |
示例 |
|---|---|---|---|
|
1 |
下料批次號 |
Primary key |
L0001 |
|
2 |
零件號 |
Primary key |
s000001 |
|
3 |
數量 |
|
1 |
|
4 |
外輪廓 |
|
[[1420.0, 5998.6], [1420.0, 6062.8], [2183.1, 6062.8],[2183.1, 5998.6], [1420.0, 5998.6]] |
|
5 |
允許旋轉角度 |
逆時針旋轉角度 |
0,90,180,270 |
|
6 |
面料號 |
|
M0001 |
註：外輪廓曲線數據均離散化為點坐標序列；所有尺寸的單位為毫米(mm). 2）面料數據說明
|
編號 |
列名 |
說明 |
示例 |
|---|---|---|---|
|
1 |
面料號 |
Primary key |
M0001 |
|
2 |
面料規格 |
規則（矩形）面料，長度*寬度（單位：mm） |
10000*100 |
|
3 |
瑕疵區域 |
瑕疵均為圓形區域，標註方式為圓形中心、圓形半徑。比如[[2000,400],80]，即圓形中心坐標點為[2000,400]，半徑為80。坐標系的原點為面料的左下角（參考「約束說明「第（7）條說明） |
[[[2000,400],80],[[1000,1200],50],⋯] |
|
4 |
零件間最小間距 |
|
5 |
|
5 |
最小邊距 |
|
10 |
註：瑕疵區域均為圓形；所有尺寸的單位為毫米(mm)。
排樣規則
1）排版的零件不能超出面料的可行區域；
2）排版零件互不重疊；
3）零件按批次，在同一面料上排版；
4）面料可能存在多個長寬度規格，如寬度為900mm、1000mm等、長度為10000mm、12000mm等；
5）允許用戶設置切邊預留量，如面料四邊各預留5mm（最小邊距）；切割零件間預留量5mm（最小間距）；
6）某些零件存在旋轉角度上的要求，比如零件紋理方向必須保持一致；旋轉角度為0表示，零件不允許發生旋轉，必須原樣放在面料上，面料的放置方向為面料窄邊（寬度）在垂直方向，面料寬邊（長度）在水平方向；旋轉角度為90表示允許零件逆時針旋轉90度。
7）切割零件需要避開面料上的瑕疵，瑕疵均為圓形區域，標註方式為圓形中心、圓形半徑，坐標系的原點為面料的左下角（參考「數據說明」第（2）條「面料數據說明」），面料的放置方向為面料窄邊（寬度）在垂直方向，面料寬邊（長度）在水平方向；瑕疵與零件間間距視同零件間間距，即，如果零件間間距（最小距離）為5mm，零件與瑕疵的間距（最小距離）也為5mm。
移步留言區可下載相關數據
———- END ———-
