基于多链编码遗传算法的二维卷材下料问题优化方法.docx

苏州大学本科生毕业设计（论文）目录摘要1Abstract2第一章绪论31.1.研究背景31.2.国内外研究进展31.2.1.国外研究进展31.2.2.国内研究进展41.3.研究意义41.4.结构安排4第二章二维卷材下料问题模型探究62.1.术语定义62.2.条件假设72.3.问题描述72.3.1.排样规则与订单分割82.3.2.损耗形式92.3.3.约束条件112.3.4.目标函数11第三章多链结构遗传算法设计123.1.遗传算法简介123.1.1.构成参数123.1.2.实现逻辑123.2.算法结构13第四章仿真实验184.1.参数选择184.1.1.模型参数选择184.1.2.算法参数选择184.2.实验结果与评价19第五章结论与展望22参考文献23已公开发表的论文25致谢26附录：部分程序代码2733摘要本文介绍了二维下料问题的背景和研究进展，并详细描述了本课题的研究对象和研究内容，论述了二维卷材下料问题的问题特性。在此基础上，以纸板厂纸板排样切割作业为研究对象，综合考虑其生产工艺特性和任务要求，提出一种基于自适应容许条带长度差的分割式纸板排样模型，并依据模型特性详尽论述了该模型原料的四种主要损失形式，在此基础上生成了以材料损耗率最小化为目标的目标函数。在算法设计阶段，本文通过对基础遗传算法框架的归纳总结，依据模型特性设计出一种基于多链结构的遗传算法对问题进行求解。在不同参数条件和问题规模下，通过仿真实验验证了该算法解决实际生产任务的有效性。关键词：二维下料问题；遗传算法；排样优化；排样模型AbstractThebackgroundandresearchprogressoftwo-dimensionalcuttingstockproblemareintroducedinthispaper,andtheresearchobjectandmaincontentofthistopicarediscussedindetail,alongwiththeproblemcharacteristicsofthetwo-dimensionalrollingcuttingstockproblem.Onthisbasis,Consideringtheproductionprocesscharacteristicsanddemandcomprehensively,anewlayoutmodelbasedonadaptivestripesdistancetoleranceispromotedwhichtakethedivisionoperatingintoaccounttodealwiththeproblemarisefrompatterncuttingoperationincorrugatedboardfactory.Thenfourkindsofmaterialwasteformsarefullydiscussedaccordingtothemodelcharacteristics,basedonwhichanobjectivefunctionisgeneratedtominimizethematerialwaste.Inthesectionofalgorithmdesigning,amulti-chaincodinggeneticalgorithmisdesignedtominimizethestockutilizationonthebasisofsummarizingthebasicgeneticalgorithmframework.Besides,underdifferentparameterconditionsandvariousmodesofproblems,simulativeexperimentsareconductedtoverifytheefficiencyofthisalgorithmtoresolvepracticalproductiontasks.Keywords:Two-dimensionalcuttingstockproblem;Geneticalgorithm;Layoutoptimization;Layoutmodel绪论研究背景下料问题在机械行业中的型材板材等金属件切割、服装行业中的皮革布料裁剪、建筑行业中的木料石材切割和玻璃行业中的玻璃划割等领域都有广泛的应用。随着社会经济的快速发展和对相关产品的需求不断增大，企业的生产规模日益扩大，生产活动所需资源越来越多。与此同时，由于生产工艺或改进成本的制约，部分生产领域未能及时提高资源的利用效率，降低废弃资源占比。这些未被充分利用的资源不仅造成了大量经济损失，也给环境带来了污染和破坏。下料活动作为产品生产链的首道工序，其调度方案的优劣严重影响着原材料的利用程度和后续