实用下料问题的优化算法

本文针对单一原材料下料问题，讨论了如何在合理的时间内求得一维和二维实用下料问题的较优解。我们实现的是一种改进的以模式为导向的下料方案。以模式为导向的下料方法是相对于以需求为导向的下料方法而言的，即把几种零件组合进行下料，一次切割可得到不同规格的零件，以达到节省原材料的目的。我们的改进是引入了动态权值，具体来说，依据各零件的完成时间要求，赋给每种零件一个权值，而且这个权值会随着下料的进行而不断改变，以调整下料时零件的优先次序。引入动态权值后，不仅能解决时限问题，而且能优化搜索过程。在搜索下料方案的过程中，一维主要采用回溯法搜索部分状态空间，从中找出较优解；二维情形，观察到各种零件的长度比原料的宽度大很多，所以只能按原料的长边方向切割零件的长边，我们运用二叉树前序遍历法去寻找较优解。求得一维问题的下料结果是：需要804块原料，61种下料方式，废料总长度为37012mm，能保证任务按时完成。求得二维问题的解答：需要472块原料，52种下料方式，废料总长度为7340880mm^2，能保证任务按时完成。本模型具有操作简便，求解速度快，适应性好等优点，稍稍修改一些初始值就可以适应新的实际情况。算法是用编程来实现的。