CN102760120A - 一种工程图排版优化方法 - Google Patents

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万能
莫蓉
乔虎
王展
李联辉
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Abstract

本发明提出了一种工程图排版优化方法，首先将非标准工程图按面积排序，而后寻找最大面积非标准工程图的目标标准工程图，从剩余的非标准工程图中寻找合适的工程图对最大面积非标准工程图与目标标准工程图之间的空白进行填充，直至所有非标准工程图均组合转化为标准工程图，最后采用基于二叉树的工程图排版优化方法对标准工程图进行组合排版。本发明能有效利用纸张，纸张利用率能够达到95％以上，同时工程图裁剪简便。而且此方法对软件平台没有限制，可以将此方法与多种CAD软件结合进行工程图的组合排版。

Description

一种工程图排版优化方法
技术领域
本发明涉及工程图排版技术领域，具体为一种工程图排版优化方法。
背景技术
工程图作为指导生产和企业归档的重要材料，在制造企业中有着广泛的应用。现阶段，工程图的绘制主要通过二维或三维CAD软件进行，但是作为指导生产和企业归档的材料，纸质工程图仍然非常必要。工程图纸基本上都是通过A0/A1幅面绘图仪进行打印。如果每次只打印一张不足A0/A1幅面的工程图，必定造成纸张的浪费，而且极大的影响出图效率。为了提高工程图绘制效率、充分利用纸张，需要对工程图进行排版优化，将排版后的工程图进行打印。由于工程图纸数量较多，有可能一次打印几十到几百张工程图。而且图纸尺寸大小不一致，除了国标的A0～A4幅面工程图外，还可能存在企业自定义幅面的工程图（即非标准工程图），且非标准工程图不大于A0幅面工程图。因此，对工程图进行排版优化，是实现工程图批量打印的难点。
一种工程图排版优化的方法是根据绘图仪的绘制宽度，通过手工将某几张工程图在CAD软件里进行排版。将工程图按照图幅的不同进行分类，同一类的工程图根据图纸方向的不同再分为横向和纵向两类。根据绘图仪的绘制宽度和图纸的尺寸，选择某几张待排版工程图，将待排版工程图通过手工导入CAD软件并对每一张工程图的位置进行手工调整，得到选定的工程图的排版结果，送入绘图仪进行打印。重复进行人工的选择和排版，实现工程图的排版打印。这种方法的局限性是：排版优化的效率依赖于操作人员的水平，排版优化的效率不能保证。而且以人工操作为主，耗时较长，对批量打印的效率提高不明显。
以标准幅面工程图为基础，华中科技大学CAD中心提出了一种基于二叉树的工程图排版优化方法。按照国标GB/T 14689--1993要求，两张A4幅面的工程图可以组合得到一张A3幅面的工程图，两张A3幅面的工程图可以组合得到一张A2幅面的工程图，两张A2幅面的工程图可以组合得到一张A1幅面的工程图。最终，两张A1幅面的工程图可以组合得到一张A0幅面的工程图。组合得到的A0幅面工程图即是排版优化的最终结果，可以直接送入绘图仪进行打印。这种方法的局限性是：主要适用于整页出图方式的绘图仪。将非标准工程图按照最接近原则标准化为标准幅面工程图，进行排版优化，当非标准工程图较多时，排版优化效率较低。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有技术中对非标准工程图较多情况下，排版优化效率较低的问题，本发明提出了一种工程图排版优化方法，通过将非标准工程图组合优化为标准幅面工程图，然后统一进行组合排版。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种工程图排版优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据工程图幅面建立2个工程图集合：标准幅面工程图集合和非标准幅面工程图集合，其中标准幅面工程图包括A0幅面工程图、A1幅面工程图、A2幅面工程图、A3幅面工程图和A4幅面工程图；将待排版工程图按照幅面分类到2个工程图集合中；
步骤2：对非标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版，将非标准幅面工程图标准化为A0～A4幅面工程图：
步骤A：计算非标准幅面工程图集合中每个非标准幅面工程图的面积，并按照面积大小进行排序；
步骤B：将非标准幅面工程图集合中面积最大的非标准幅面工程图AMAX的长度Lmax和宽度Wmax依次与标准Ai幅面工程图的长度LAi和宽度WAi进行比较，其中i从0至4；当比较至存在Lmax>LAi或Wmax>WAi时，停止比较，取A(i-1)幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；当Lmax<LA4且Wmax<WA4时，取A4幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；将非标准幅面工程图AMAX从非标准幅面工程图集合中剔除；
步骤C：目标标准幅面工程图与非标准幅面工程图AMAX的面积差为：
S差=（L目标-Lmax）×W目标+（W目标-Wmax）×L目标-（L目标-Lmax）×（W目标-Wmax）比较区域（L目标-Lmax）×W目标和（W目标-Wmax）×L目标的面积，选择较大面积区域进行填充：
若（W目标-Wmax）×L目标的面积较大，则将待填充区域分为（W目标-Wmax）×L目标和（L目标-Lmax）×Wmax两部分；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（W目标-Wmax）×L目标进行填充：
步骤a：令L剩余=L目标；
步骤b：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Wj，且L剩余>=Lj时，将非标准幅面工程图Aj插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wj和Lj为非标准幅面工程图Aj的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Lj，并将非标准幅面工程图Aj从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤b，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤c：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Lk，且L剩余>=Wk时，将非标准幅面工程图Ak旋转90°后插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wk和Lk为非标准幅面工程图Ak的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Wk，并将非标准幅面工程图Ak从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤c，直至查找不到符合要求的工程图；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（L目标-Lmax）×Wmax进行填充：
步骤d：令W剩余=Wmax；
步骤e：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Lp，且W剩余>=Wp时，将非标准幅面工程图Ap插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wp和Lp为非标准幅面工程图Ap的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Wp，并将非标准幅面工程图Ap从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤e，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤f：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至L目标-Lmax>＝Wq，且W剩余>=Lq时，将非标准幅面工程图Aq旋转90°后插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wq和Lq为非标准幅面工程图Aq的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Lq，并将非标准幅面工程图Aq从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤f，直至查找不到符合要求的工程图；
步骤g：将填充后的得到的组合工程图放入标准幅面工程图集合中；
若（L目标-Lmax）×W目标的面积较大，则将待填充区域分为（L目标-Lmax）×W目标和（W目标-Wmax）×Lmax两部分；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（L目标-Lmax）×W目标进行填充：
步骤h：令W剩余=W目标；
步骤i：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Wj，且W剩余>=Lj时，将非标准幅面工程图Aj旋转90°后插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wj和Lj为非标准幅面工程图Aj的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Lj，并将非标准幅面工程图Aj从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤i，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤j：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Lk，且W剩余>=Wk时，将非标准幅面工程图Ak插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wk和Lk为非标准幅面工程图Ak的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Wk，并将非标准幅面工程图Ak从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤j，直至查找不到符合要求的工程图；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（W目标-Wmax）×Lmax进行填充：
步骤k：令L剩余=Lmax；
步骤l：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Wp，且L剩余>=Lp时，将非标准幅面工程图Ap插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wp和Lp为非标准幅面工程图Ap的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Lp，并将非标准幅面工程图Ap从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤l，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤m：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Lq，且L剩余>=Wq时，将非标准幅面工程图Aq旋转90°后插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wq和Lq为非标准幅面工程图Aq的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Wq，并将非标准幅面工程图Aq从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤m，直至查找不到符合要求的工程图；
步骤n：将填充后的得到的组合工程图放入标准幅面工程图集合中；
步骤D：重复步骤B～步骤C，直至非标准幅面工程图集合变为空集，从而将所有非标准幅面工程图均组合转换成为标准幅面工程图；
步骤3：按照基于二叉树的工程图排版优化方法对标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版。
有益效果
本发明的有益效果是，通过对工程图国家标准进行分析，采用将非标准工程图标准化后统一排版优化的思想。通过对工程图进行预分类，把非标准工程图按照幅面大小顺序排列，将非标准工程图组合为标准幅面工程图后进行排版。通过此方法对大量工程图进行组合排版，能有效利用纸张，纸张利用率能够达到95％以上，同时工程图裁剪简便。而且此方法对软件平台没有限制，可以将此方法与多种CAD软件结合进行工程图的组合排版。
附图说明
图1是待排版的工程图尺寸及每种幅面工程图的张数。
图2是AF1与A1幅面工程图相比较的面积差。
图3是将待填充区域分割后的结果。
图4是将AF2插入待填充区域X后的结果。
图5是将AF3插入待填充区域X后的结果。
图6是将AF4插入待填充区域Y后的结果，即AF1标准化后的效果。
图7是使用基于二叉树的方法对标准工程图排版后的结果。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
如附图1所示，本实施例要对一组工程图进行排版，其中包括标准幅面工程图8张，以及非标准幅面工程图4张。
采用本发明提出的方法，首先将待排版工程图按照幅面分类，并将非标准幅面工程图按照面积大小进行顺序排列，然后对非标准工程图进行组合标准化，对组合标准化的工程图进行组合排版。具体步骤为：
步骤1：根据工程图幅面建立2个工程图集合：标准幅面工程图集合和非标准幅面工程图集合，其中标准幅面工程图包括A0幅面工程图、A1幅面工程图、A2幅面工程图、A3幅面工程图和A4幅面工程图；将待排版工程图按照幅面分类到2个工程图集合中；本实施例中：A0幅面工程图0张，A1幅面工程图1张，A2幅面工程图2张，A3幅面工程图3张，A4幅面工程图2张，非标准幅面工程图4张。
步骤2：对非标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版，将非标准幅面工程图标准化为A0～A4幅面工程图：
步骤A：计算非标准幅面工程图集合中每个非标准幅面工程图的面积，并按照面积大小进行排序，排序结果为AF1>AF2>AF3>AF4；
步骤B：将非标准幅面工程图集合中面积最大的非标准幅面工程图AMAX的长度Lmax和宽度Wmax依次与标准Ai幅面工程图的长度LAi和宽度WAi进行比较，其中i从0至4；当比较至存在Lmax>LAi或Wmax>WAi时，停止比较，取A(i-1)幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；当Lmax<LA4且Wmax＜WA4时，取A4幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；将非标准幅面工程图AMAX从非标准幅面工程图集合中剔除。
本实施例中，面积最大的非标准工程图AF1的长度LF1为600mm和宽度WF1为300mm，比较后发现，当i=2时，LF1=600mm，LA2=594mm，LF1>LA2，停止比较，取A1幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；将非标准幅面工程图AF1从非标准幅面工程图集合中剔除。
步骤C：目标标准幅面工程图A1与非标准幅面工程图AF1的面积差如图2阴影区域所示，为：
S差=（LA1-LAF1）×WA1+（WA1-WAF1）×LA1-（LA1-LAF1）×（WA1-WAF1）为了排版最优，需要对区域S差进行填充。区域（LA1-LAF1）×WA1的面积为143154mm2，区域（WA1-WAF1）×LA1的面积为247254mm2，选择较大面积区域（WA1-WAF1）×LA1进行填充：
将待填充区域分为（WA1-WAF1）×LA1和（LA1-LAF1）×WAF1两部分，（图3所示阴影区域X和Y）；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（WA1-WAF1）×LA1进行填充：
步骤a：令L剩余=LA1=841mm；
步骤b：将WA1-WAF1=294mm与非标准幅面工程图集合中的首张非标准幅面工程图AF2的宽度进行比较，WAF2=290mm<294mm，且LAF2=400mm<841mm，可以将工程图AF2插入到区域（WA1-WAF1）×L剩余中，如图4所示；令L剩余=L剩余-LAF2=441mm，并将非标准幅面工程图AF2排除出非标准幅面工程图集合；
重复步骤b，将WA1-WAF1=294mm与非标准幅面工程图集合中的首张非标准幅面工程图AF3的宽度进行比较，WAF3=240mm<294mm，且LAF3=400mm<441mm，可以将工程图AF3插入到区域（WA1-WAF1）×L剩余中，如图5所示；令L剩余=L剩余-LAF3=41mm，并将非标准幅面工程图AF3排除出非标准幅面工程图集合；
重复步骤b，将WA1-WAF1=294mm与非标准幅面工程图集合中的首张非标准幅面工程图AF4的宽度进行比较，WAF4=240mm<294mm，但是LAF4=280mm>41mm，无法将工程图AF4插入到区域（WA1-WAF1）×L剩余中，且非标准幅面工程图集合中已经没有其它的工程图，所以结束步骤b，进行下一步骤；
步骤c：将WA1-WAF1=294mm与非标准幅面工程图集合中剩余的非标准幅面工程图AF4的长度进行比较，LAF4=280mm<294mm，但是WAF4=240mm>41mm，无法将工程图AF4插入到区域（WA1-WAF1）×L剩余中，且非标准幅面工程图集合中已经没有其它的工程图，所以结束步骤c，进行下一步骤；待填充区域区域（WA1-WAF1）×LA1填充完成；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（LA1-LAF1）×WAF1（图3所示阴影区域Y）进行填充：
步骤d：令W剩余=WAF1=300mm；
步骤e：将LA1-LAF1=241mm与非标准幅面工程图集合中的工程图AF4的长度进行比较，LAF4=280mm>241mm，无法将非标准幅面工程图AF4插入到区域（LA1-LAF1）×W剩余中，且非标准幅面工程图集合中已经没有其它的工程图，结束步骤e，进行下一步骤；
步骤f：将LA1-LAF1=241mm与非标准幅面工程图集合中的工程图AF4宽度进行比较，WAF4=240mm<241mm，且LAF4=280mm<300mm，则可以将工程图AF4旋转90°后插入到区域（LA1-LAF1）×W剩余中，如图6所示。令W剩余=W剩余-LAF4=20mm，并将非标准幅面工程图AF4排除出非标准幅面工程图集合。由于非标准幅面工程图集合中已经没有其它的工程图，结束步骤f；
步骤g：经过步骤a～步骤f，非标准工程图AF1与目标A1幅面工程图相比存在的空白区域已经使用其它非标准幅面工程图得到填充，将填充后的得到的组合工程图（如图6所示）放入标准A1幅面工程图集合中。
步骤3：将非标准幅面工程图标准化后，按照基于二叉树的工程图排版优化方法对标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版。将这12张工程图组合排版成为两张A0幅面工程图。排版结果如图7所示。

Claims (1)

1.一种一种工程图排版优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：根据工程图幅面建立2个工程图集合：标准幅面工程图集合和非标准幅面工程图集合，其中标准幅面工程图包括A0幅面工程图、A1幅面工程图、A2幅面工程图、A3幅面工程图和A4幅面工程图；将待排版工程图按照幅面分类到2个工程图集合中；
步骤2：对非标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版，将非标准幅面工程图标准化为A0～A4幅面工程图：
步骤A：计算非标准幅面工程图集合中每个非标准幅面工程图的面积，并按照面积大小进行排序；
步骤B：将非标准幅面工程图集合中面积最大的非标准幅面工程图AMAX的长度Lmax和宽度Wmax依次与标准Ai幅面工程图的长度LAi和宽度WAi进行比较，其中i从0至4；当比较至存在Lmax>LAi或Wmax>WAi时，停止比较，取A(i-1)幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；当Lmax<LA4且Wmax<WA4时，取A4幅面工程图作为组合排版的目标标准幅面工程图；将非标准幅面工程图AMAX从非标准幅面工程图集合中剔除；
步骤C：目标标准幅面工程图与非标准幅面工程图AMAX的面积差为：
S差=（L目标-Lmax）×W目标+（W目标-Wmax）×L目标-（L目标-Lmax）×（W目标-Wmax）比较区域（L目标-Lmax）×W目标和（W目标-Wmax）×L目标的面积，选择较大面积区域进行填充：
若（W目标-Wmax）×L目标的面积较大，则将待填充区域分为（W目标-Wmax）×L目标和（L目标-Lmax）×Wmax两部分；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（W目标-Wmax）×L目标进行填充：
步骤a：令L剩余=L目标；
步骤b：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Wj，且L剩余>=Lj时，将非标准幅面工程图Aj插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wj和Lj为非标准幅面工程图Aj的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Lj，并将非标准幅面工程图Aj从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤b，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤c：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Lk，且L剩余>=Wk时，将非标准幅面工程图Ak旋转90°后插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wk和Lk为非标准幅面工程图Ak的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Wk，并将非标准幅面工程图Ak从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤c，直至查找不到符合要求的工程图；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（L目标-Lmax）×Wmax进行填充：
步骤d：令W剩余=Wmax；
步骤e：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Lp，且W剩余>=Wp时，将非标准幅面工程图Ap插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wp和Lp为非标准幅面工程图Ap的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Wp，并将非标准幅面工程图Ap从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤e，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤f：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Wq，且W剩余>=Lq时，将非标准幅面工程图Aq旋转90°后插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wq和Lq为非标准幅面工程图Aq的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Lq，并将非标准幅面工程图Aq从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤f，直至查找不到符合要求的工程图；
步骤g：将填充后的得到的组合工程图放入标准幅面工程图集合中；
若（L目标-Lmax）×W目标的面积较大，则将待填充区域分为（L目标-Lmax）×W目标和（W目标-Wmax）×Lmax两部分；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（L目标-Lmax）×W目标进行填充：
步骤h：令W剩余=W目标；
步骤i：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Wj，且W剩余>=Lj时，将非标准幅面工程图Aj旋转90°后插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wj和Lj为非标准幅面工程图Aj的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Lj，并将非标准幅面工程图Aj从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤i，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤j：将L目标-Lmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至L目标-Lmax>=Lk，且W剩余>=Wk时，将非标准幅面工程图Ak插入到区域（L目标-Lmax）×W剩余中，其中Wk和Lk为非标准幅面工程图Ak的宽度和长度；令W剩余=W剩余-Wk，并将非标准幅面工程图Ak从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤j，直至查找不到符合要求的工程图；
寻找面积合适的非标准幅面工程图对区域（W目标-Wmax）×Lmax进行填充：
步骤k：令L剩余=Lmax；
步骤l：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的宽度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Wp，且L剩余>=Lp时，将非标准幅面工程图Ap插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wp和Lp为非标准幅面工程图Ap的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Lp，并将非标准幅面工程图Ap从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤l，直至查找不到符合要求的工程图，则进行下一步骤；
步骤m：将W目标-Wmax依次与非标准幅面工程图集合中非标准幅面工程图的长度进行比较，当比较至W目标-Wmax>=Lq，且L剩余>=Wq时，将非标准幅面工程图Aq旋转90°后插入到区域（W目标-Wmax）×L剩余中，其中Wq和Lq为非标准幅面工程图Aq的宽度和长度；令L剩余=L剩余-Wq，并将非标准幅面工程图Aq从非标准幅面工程图集合中剔除；重复步骤m，直至查找不到符合要求的工程图；
步骤n：将填充后的得到的组合工程图放入标准幅面工程图集合中；
步骤D：重复步骤B～步骤C，直至非标准幅面工程图集合变为空集，从而将所有非标准幅面工程图均组合转换成为标准幅面工程图；
步骤3：按照基于二叉树的工程图排版优化方法对标准幅面工程图集合中的工程图进行组合排版。
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