發(fā)布時(shí)間：2020-05-22 01:17

【摘要】：船舶板材套料過(guò)程需要處理大小不一,形狀各異的板材零件,存在著大量的工作量。而合理的板材排樣方案直接影響了生產(chǎn)過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益。船舶板材套料優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的是為了提高船舶板材的利用率。船舶板材套料問(wèn)題,按研究對(duì)象的不同,可分為規(guī)則件排樣問(wèn)題和不規(guī)則件排樣問(wèn)題。本文主要對(duì)船舶板材件中的規(guī)則件(矩形零件和直角三角形零件)進(jìn)行排樣優(yōu)化。因?yàn)橹苯侨�角形零件又可以通過(guò)組合的方式轉(zhuǎn)換為矩形零件。因此本文中的船舶板材套料優(yōu)化設(shè)計(jì)是將大小不一,數(shù)量不同的船舶矩形板材零件,在一定的約束條件下合理排放,以達(dá)到板材利用率的最大化。首先,針對(duì)船舶板材套料問(wèn)題,本文在研究總結(jié)了相關(guān)矩形件排樣優(yōu)化問(wèn)題及現(xiàn)有的排樣算法基礎(chǔ)上,提出了解決矩形件排樣的最大剩余矩形算法。在該算法的框架下,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了五種不同的啟發(fā)式策略,來(lái)有效引導(dǎo)矩形件的排樣,提高算法的適應(yīng)能力。在此基礎(chǔ)上,將排樣源從單一矩形擴(kuò)展到矩形和直角三角形,嵌入直角三角形的排樣算法,并完成CAD宏命令出圖編撰。同時(shí)選取合適的測(cè)試樣本,通過(guò)測(cè)試結(jié)果證明,該算法能夠給出令人滿意的排樣結(jié)果。其次,考慮到算法在全局范圍內(nèi)搜索的不足,在分析總結(jié)現(xiàn)有智能算法的前提下,引入基本遺傳算法。首先確定了先啟發(fā)式搜索后遺傳算法優(yōu)化的總體算法框架,接著確定遺傳算法中的重要參數(shù)。同時(shí)選取了十組具有代表性的測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行算法嵌入前后的對(duì)比,得到的計(jì)算結(jié)果表明,遺傳算法的嵌入在最大剩余矩形算法啟發(fā)式搜索結(jié)果較優(yōu)的基礎(chǔ)上,可進(jìn)一步提升板材排樣利用率。最后,對(duì)基本遺傳算法進(jìn)行改進(jìn),提升遺傳算法模塊的效率。針對(duì)遺傳算法的三個(gè)重要操作過(guò)程,引入小生境遺傳策略來(lái)提高選擇過(guò)程的高效性,以及自適應(yīng)概率策略來(lái)提升交叉過(guò)程和變異過(guò)程的合理性。通過(guò)相同的測(cè)試數(shù)據(jù),得出的排樣結(jié)果證明,改進(jìn)后的算法整體表現(xiàn)出更優(yōu)秀的最優(yōu)解搜索質(zhì)量以及更強(qiáng)的全局搜索能力。本文提出的板材排樣算法通過(guò)排樣結(jié)果的對(duì)比證明了相較于現(xiàn)有的相關(guān)排樣算法的優(yōu)越性。在一定程度上減少了船舶生產(chǎn)過(guò)程中,板材排樣的生產(chǎn)工作,同時(shí)提高了船舶板材的利用率。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U671

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本文編號(hào)：2675214