CN103124970B - 对多个要素进行分组的方法、程序以及装置 - Google Patents

Abstract

通过计算机生成分别包括多个要素中的至少1个要素的多个组。本发明提供一种方法，包括：选择要素的阶段，从多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素；判定阶段，基于在选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组；分组阶段，以在判定阶段中判定成作为组的情况为条件，对在选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素进行分组；和加权阶段，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中。

Description

对多个要素进行分组的方法、程序以及装置

技术领域

本发明涉及对多个要素进行分组的方法、程序以及装置。

背景技术

在炼钢厂，根据订单制造多种尺寸的平板状钢板并出厂。在制造平板状钢板的情况下，首先，通过轧制工序制造长条状的大型钢板(大钢板)。接着，将大钢板切断成符合订单的各种尺寸的多个钢板(小钢板)。然后，对切断成的小钢板进行检查并作为成品出厂。

在此，在从大钢板切割出多个尺寸的小钢板的情况下，根据切断位置的布局(laysout)，没用作成品的不需要的区域会增多，成品率会恶化。因此，在炼钢厂，在从大钢板切割出多个尺寸的小钢板的情况下，通过计算机算出成品率高的布局来提高成品率。如此，将算出用于从大钢板切割出多个尺寸的小钢板的效率高的布局称为下料(cuttingstock)问题。

在专利文献1中记载了设立从轧制前或轧制后尺寸不同的多个材料对尺寸和数量不同的型钢成品的多单订单进行分配的规划的分配规划立案方法。更详细而言，在专利文献1中记载了以下的分配规划立案方法，其特征在于，包括：分组步骤，根据尺寸将材料分成多个组；模式制作步骤，根据订单的尺寸，求出在预定的模式化的条件下对1件材料进行分配的多个模式；模式选择步骤，至少根据表示材料的成品率是否良好的评价函数，求出组和模式的配置(allocation)，从而选择材料的分配所需要的模式。

在专利文献2中，记载了基于零件数据以及板材数据在板材上配置零件的零件自动下料方法。更详细而言，在专利文献2中记载了如下的零件自动下料方法，该方法包括：判定配置有零件的板材的成品率的工序；和针对所指定的成品率以下的板材，将此时正配置的零件排布在板材上的预先确定的位置的工序。

在专利文献3中记载了如下的在钢材放置场所中钢材的均分规划方法，即基于预定的堆约束(moundingconstraint)将在炼钢过程中等待向下个工序供应或等待出厂的多个对象钢材分成多个钢堆(steelmound)。更详细而言，在专利文献3中记载了如下的钢材均分规划方法：生成作为对象钢材的部分集合的可实现钢堆的集合，设定用于从可实现钢堆集合求出可实现钢堆组合的约束(集合分割约束)，以使各对象钢材都不会遗漏且不会重复，基于集合分割约束算出使评价函数最优的可实现钢堆的组合。

专利文献1：日本特开2009-251683号

专利文献2：日本特开2001-184112号

专利文献3：日本特开2007-137612号

发明内容

然而，订单的钢板的尺寸是多样的。因此，有时在订单的钢板中包括有与平均钢板尺寸相比极小或者极细长的特殊尺寸的钢板。在制造如此多种尺寸的钢板的情况下，算出用于从大钢板高效地切割出多个小钢板的布局是非常困难的。

另外，并不限于钢板，有时也根据预定的条件对分别具有尺寸的多个要素进行分组。在这种情况即包括有偏离平均尺寸的要素的情况下，对多个要素进行分组以使其满足预定的条件是非常困难的。

为了解决上述课题，在本发明的第1技术方案中，提供一种方法、程序以及装置，所述方法是通过计算机生成分别包括多个要素中的至少1个要素的多个组的方法，包括：选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素；判定阶段，通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组；分组阶段，通过计算机，以在所述判定阶段中判定成作为组的情况为条件，对在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素进行分组；和加权阶段，通过计算机，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中。

此外，上述的发明的概要并没有列举本发明的全部必要特征。另外，这些特征群的子组合也可能成为发明。

附图说明

图1表示本实施方式涉及的钢板(成品板)的制造流程。

图2表示本实施方式涉及的分组装置10的功能结构。

图3表示本实施方式涉及的分组装置10的处理流程。

图4表示在本实施方式中从材料板切割出成品板的顺序的一例。

图5表示利用本实施方式涉及的分组装置10生成表示从材料板切割出成品板的位置的布局模式的生成方法。

图6表示评价各成品板的要素评价值g(i)。

图7表示评价布局模式的组评价值f(p)的一例。

图8表示对于各个成品板的出现数的图的一例。

图9表示对应于各个成品板的包括该成品板的最大的布局模式的图的一例。

图10的A表示在没有更新要素评价值的情况下对于按出现数顺序分类的成品板的第n次结束后的出现数的图的一例。图10的B表示在更新了要素评价值的情况下对于按出现数顺序分类的成品板的第n次结束后的出现数的图的一例。

图11表示本实施方式涉及的计算机1900的硬件构成的一例。

具体实施方式

以下，根据发明的实施方式来说明本发明，但以下的实施方式并没有限定权利要求的范围涉及的发明。另外，实施方式中说明的全部特征的组合对发明的解决手段而言并限定于是必须的。

图1表示本实施方式涉及的钢板(成品板)的制造流程。炼钢厂根据来自顾客的订单，制造具有长方形平面的平板状钢板。此外，将根据顾客的订单制造的具有长方形平面的钢板称为成品板。

在制造成品板的情况下，首先，将订单要求的成品板的平面尺寸(横向宽度，纵向宽度)输入到计算机(S11)。接着，在接受了预定数量以上的成品板的订单之后，通过计算机，制作示出从通过轧制制造的长条状的多个钢板切割出订单要求的多个成品板的位置的多个布局模式(S12)。此外，将通过轧制制造的长条状的钢板称为材料板。

接着，在炼钢厂，通过轧制制造由所制作出的多个布局模式所示的尺寸的多个材料板(S13)。接着，在炼钢厂，将多个材料板分别按照对应的布局模式进行切断(S14)。由此，在炼钢厂，能够制造与订单相应的大小的多个成品板。

在此，通过本实施方式涉及的分组装置10来执行步骤S12的布局制作处理。分组装置10通过计算机来实现。

分组装置10，为了将分别具有尺寸的多个要素全部收纳在预先设定的多个设定尺寸内，没有重复地对多个要素进行分组。本例中，分组装置10，为了从具有长方形设定形状的材料板切割出分别具有长方形形状的作为要素的多个成品板，进行布局以使多个成品板全部没有重复地包括在多个设定形状内。

此外，分组装置10也可以不限于成品板而将具有其他形状的多个要素布局在设定形状内。作为一例，分组装置10可以以如下方式对多个要素进行分组并布局，即，将分别具有2维形状或立体形状的多个要素全部没有重复地包括在预先设定的多个设定形状(例如，2维形状或立体形状)内。

图2表示本实施方式涉及的分组装置10的功能结构。本实施方式涉及的分组装置10具有组生成部12和组选择部14。

组生成部12受理分别具有尺寸的多个要素。本例中，组生成部12受理分别具有平面尺寸(横向宽度、纵向宽度)的成品板的形状。作为一例，组生成部12受理数百块成品板的形状。

组生成部12生成分别包括所受理的多个要素的至少1个要素的多个组。作为一例，组生成部12生成多个组合了至少1个要素而成的组的候选，以使合成尺寸被收纳在预先设定的设定尺寸内。在该情况下，组生成部12允许在一个组与其他组之间重复包括同一要素地生成多个组。

本例中，组生成部12生成用于从材料板切割出至少1个成品板的多个布局模式的候选群，所述布局模式是组合了至少1个成品板的形状而成。作为一例，组生成部12按照随机或预先设定的条件组合至少1个成品板来生成布局模式，以使合成形状被收纳在材料板的形状(设定形状)内。此外，作为一例，作为材料板形状的设定形状也可以在某一定的范围内变更。另外，组生成部12允许在一个布局模式与其他布局模式之间重复包括同一成品板地生成多个布局模式。

作为一例，组生成部12生成所受理的要素数量(例如数百块)的100倍(例如数万块)、优选200倍以上的组(例如布局模式)。另外，作为一例，组生成部12将生成的组(例如布局模式)的上限设定为所受理的要素数量的1000倍以下、优选400倍以下、更优选300倍以下。

组选择部14从由组生成部12生成的多个组的候选中，选择没有重复地包括全部多个要素的各要素的多个组。该情况下，组选择部14选择使为了将组内所包括的要素组合而使用的设定尺寸的总和最小的多个组。

本例中，组选择部14从由组生成部12生成的多个布局模式的候选中，选择没有重复地包括全部多个成品板的各成品板的多个布局模式。该情况下，组选择部14选择使材料板的尺寸的总和最小的多个布局模式。

作为一例，组选择部14使用整数规划法来选择没有重复地包括全部多个要素(例如多个成品板)的多个组(例如布局模式)。另外，组选择部14使设定尺寸的总和(例如材料板的尺寸的总和)最小的结果，也可以是使设定尺寸的总和在现实中不为最小。即，组选择部14通过给予比设定尺寸的总和较小的解高的评价的算法，选择多个组(例如多个布局模式)即可。

图3表示本实施方式涉及的分组装置10的处理流程。分组装置10执行图3所示的步骤S21～步骤S28的处理。步骤S21～步骤S27的各处理对应于由组生成部12执行的处理。另外，步骤S28的处理对应于由组选择部14执行的处理。

首先，在步骤S21中，分组装置10从分别具有尺寸的多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素。在该情况下，分组装置10从多个要素中选择至少1个候选要素，以使组合各要素得到的尺寸在预先设定的设定尺寸内。

进而，在该情况下，分组装置10允许在已生成的组之间重复选择同一要素而从多个要素中选择1个组所包括的至少1个候选要素。此外，在设定尺寸能够在预先设定的限制内变更的情况下，分组装置10使设定尺寸在预先设定的限制内变化，并选择至少1个候选要素以使组合得到的尺寸在设定尺寸内。

本例中，在步骤S21中，分组装置10从多个成品板中选择成为1个布局模式所包括的候选的至少1个候选的成品板。在该情况下，分组装置10从多个成品板中选择至少1个成品板，以使组合各要素得到的合成形状在预先设定的材料板的设定形状内。进而，在该情况下，分组装置10允许在已生成的布局模式之间重复选择同一成品板而从多个成品板中选择1个布局模式所包括的至少1个成品板。

接着，在步骤S22中，分组装置10基于在要素选择阶段(S21)中选择出的至少1个候选要素各自的要素评价值以及包括至少1个候选要素的组的组评价值，判定是否将所选择出的至少1个候选要素作为组。本例中，在步骤S22中，分组装置10基于所选择出的成为至少1个候选的成品板各自的要素评价值以及包括成为至少1个候选的成品板的布局模式的组评价值，判定是否生成布局模式。此外，关于要素评价值以及组评价值的详细内容，将在后面进行描述。

在判定为不作为组的情况下(S22“NG”)，分组装置10将处理返回步骤S21来进行关于下一组的处理。在判定为作为组的情况下(S22“是”)，分组装置10将处理推进到步骤S23。

接着，在步骤S23中，分组装置10以在判定阶段(S22)中判定为作为组的情况为条件，对在要素选择阶段(S21)中选择出的至少1个候选要素进行分组。本例中，在步骤S23中，分组装置10以判定为生成布局模式作为条件，将包括在要素选择阶段(S21)中选择出的至少1个候选成品板的布局模式登记到例如服务器中。

接着，在步骤S24中，分组装置10判断是否达到了要素评价值的更新条件。作为一例，分组装置10在使用当前的要素评价值生成了预先设定的数量的组的情况下(例如生成了1000个组的情况下)，判断为达到了要素评价值的更新条件。

在没有达到要素评价值的更新条件的情况下(S24“否”)，分组装置10将处理返回步骤S21来进行关于下一组的处理。在达到了要素评价值的更新条件的情况下(S24“是”)，分组装置10将处理推进到步骤S25。

接着，在步骤S25中，分组装置10判断是否达到了组生成处理的结束条件。作为一例，分组装置10在处理时间达到预先设定的设定时间的情况下或者生成了预先设定的设定数量的组的情况下(例如，生成了数万个组的情况下)，判断为达到了结束条件。

在没有达到结束条件的情况下(S25“否”)，分组装置10将处理推进到步骤S26。在达到了结束条件的情况下(S25“是”)，将处理推进到步骤S27。

接着，在步骤S26中，分组装置10将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权并反映到之后的组生成中。在该情况下，作为一例，分组装置10将至少1个要素的要素评价值更新为已生成的多个组所包括的该要素的数量越多就越小的值。本例中，在步骤S26中，分组装置10将至少1个成品板各自的要素评价值根据已生成的布局模式所包括的该成品板的数量进行更新并反映到之后的布局模式生成中。

此外，关于要素评价值的更新方法的详细内容，将在后面进行描述。当结束步骤S26时，分组装置10将处理返回步骤S21来进行关于下一组的处理。

接着，在步骤S27中，分组装置10针对多个要素的至少一部分要素，生成包括单一要素的组。该情况下，分组装置10针对多个要素的每个要素，生成只包括该要素而不包括其他要素的组。本例中，作为一例，分组装置10针对多个成品板的每个成品板，将只包括该成品板而不包括其他成品板的布局模式登记例如服务器中。此外，分组装置10也可以是不执行步骤S27的结构。

接着，在步骤S28中，分组装置10从在组生成阶段(S23)以及单一要素生成阶段(S27)中生成的多个组中，选择没有重复地包括全部多个要素的各要素、且使为了选择候选要素而使用的设定尺寸的总和最小的多个组。本例中，在步骤S28中，分组装置10从所生成的多个布局模式中，选择没有重复地包括全部多个成品板的各成品板、且使为了选择候选成品板而使用的设定形状(材料板的尺寸)的总和最小的多个布局模式。

根据这样的分组装置10，能够容易地生成没有重复地包括具有多种尺寸的多个要素的多个组。本例中，能够容易地生成能从多个材料板高效地切割出例如一部分具有特殊尺寸的多个成品板的布局模式。

图4表示在本实施方式中从材料板切割出成品板的顺序的一例。在炼钢厂，在从轧制出的长条状的材料板切割出多个成品板的情况下，按预先设定的顺序进行切断。本例中，首先，在第1次切断处理中，沿着短边方向切断材料板。接着，在第2次切断处理中，沿着长边方向切断材料板。然后，在第3次切断处理中，沿着短边方向切断材料板。

图5表示利用本实施方式涉及的分组装置10生成表示从材料板切割出成品板的位置的布局模式的生成方法。分组装置10，在组合多个成品板生成1个布局模式的情况下，按与从材料板切割出成品板的顺序相反的顺序将多个成品板彼此连接来生成布局模式。由此，在炼钢厂，分组装置10能够生成可实际进行切断处理的布局模式。

在本例的情况下，在用于连接多个成品板彼此的第1次序中，分组装置10选择多个成品板中的任意2个以上的模式。然后，分组装置10将所选择出的2个以上的模式在成品板的任意一边的方向即第1方向(例如横向)上进行连接，从而生成多个第1模式。

接着，在第2次序中，分组装置10选择多个成品板的模式及多个第1模式中的任意2个以上的模式。然后，分组装置10将所选择出的2个以上的模式在与第1方向垂直的第2方向(例如纵向)上进行连接，从而生成多个第2模式。

接着，在第3次序中，分组装置10选择多个成品板的模式、多个第1模式及多个第2模式中的任意2个以上的模式。然后，分组装置10将所选择出的2个以上的模式在第1方向上进行连接，从而生成多个布局模式。

此外，分组装置10在第1次序、第2次序以及第3次序中都以使连接后的合成形状被收纳在材料板的设定形状内的方式生成模式。在该情况下，材料板的设定形状例如可以在长边方向的预先设定的范围内进行变更。

然后，分组装置10通过使用了评价该布局模式所包括的各个成品板的要素评价值以及评价该布局模式的组评价值的公式，判定是否登记如此生成的布局模式。

图6表示评价各成品板的要素评价值g(i)。分组装置10，如图6所示，与订单要求的各成品板(i)分别对应地存储要素评价值g(i)。在此，i表示用于识别各成品板的自然数的索引(index)。

要素评价值g(i)表示订单要求的一堆成品板的相对价值。更具体而言，要素评价值g(i)是对应的成品板被包括在布局模式内的可能性越高就越小、对应的成品板被包括在布局模式内的可能性越低就越大的值。

图7表示评价布局模式的组评价值f(p)的一例。分组装置10算出评价布局模式的组评价值f(p)，并判定是否登记该布局模式。

组评价值f(p)，例如如图7所示，是在组合所选择出的成品板得到的合成形状的面积(合成形状的尺寸)相对于布局模式的面积(即材料板的设定尺寸)的比例(填充比例)上乘以100得到的值(成品率，yieldrate)。即，组评价值f(p)表示是否能够从该布局模式高效地切割出成品板的指标。

并且，作为一例，分组装置10基于使用了以上那样的要素评价值g(i)以及组评价值f(p)的下述的式(1)，判定是否登记该布局模式。

$(100-f\left(p\right))\≤(100-a)\frac{1}{\left|p\right|}\underset{i\∈p}{\mathrm{\Σ}}g\left(i\right)...\left(1\right)$

式(1)中，“a”是常数，表示预先设定的目标成品率。例如，“a”表示99.98这样的值。另外，式(1)中，“|p|”表示该布局模式内所包括的成品板的数量。另外，式(1)中，∑项表示该布局模式所包括的各个成品板的要素评价值g(i)的总和。

即，式(1)是判定从100减去组评价值f(p)得到的值(100-f(p))是否为将从100减去预先设定的目标成品率得到的值(100-a)与布局模式所包括的各个成品板的要素评价值g(i)的平均值相乘得到的值以下的式子。分组装置10，在满足式(1)的情况下登记该布局模式，在不满足式(1)的情况下不登记该布局模式。

此外，组评价值f(p)例如也可以是在从布局模式的面积减去合成形状的面积得到的损耗面积相对于布局模式的面积的比例(损耗比例)上乘以100得到的值(成品损耗率)。该情况下，作为一例，分组装置10基于下述的式(2)，判定是否登记布局模式。

$f\left(p\right)\≤b\×\frac{1}{\left|p\right|}\underset{i\∈p}{\mathrm{\Σ}}g\left(i\right)...\left(2\right)$

式(2)中，“b”是常数，表示预先设定的目标成品损耗率。式(1)的常数“a”与式(2)的常数“b”是“100-a＝b”的关系。“|p|”以及∑项与式(1)同样。

即，式(2)是判定组评价值f(p)是否为将预先设定的成品损耗率(b)与布局模式所包括的各个成品板的要素评价值g(i)的平均值相乘得到的值以下的式。分组装置10，在满足式(2)的情况下登记该布局模式，在不满足式(1)的情况下不登记该布局模式。

如上所述，分组装置10基于作为表示从布局模式切割出成品板的效率的指标的组评价值f(p)以及表示布局模式所包括的各个成品板的价值的要素评价值g(i)，判定是否登记该布局模式。由此，分组装置10能够以高概率登记组装了多个成品板中价值高的成品板的布局模式。

图8表示对于各个成品板的出现数的图的一例。图9表示对于各个成品板的包括该成品板的最大的布局模式的图的一例。

在此，分组装置10，在生成大量布局模式(例如数万个布局模式)的过程中，依次更新各要素评价值g(i)。作为一例，分组装置10，每生成预先设定的数量的布局模式(例如，每生成1000个布局模式)，评价各个成品板的价值，更新与各个成品板对应的要素评价值。

例如，分组装置10，在生成布局模式的最初阶段中，将与各个成品板对应的要素评价值全部预先设定成相同的值。然后，分组装置10在生成大量布局模式的过程中，使与已生成的布局模式所包括的数量多的成品板对应的要素评价值相对较低，使与已生成的布局模式所包括的数量少的成品板对应的要素评价值相对较高。

由此，分组装置10能够将至少1个要素各自的要素评价值g(i)根据已生成的布局模式所包括的该要素的数量进行更新并反映在之后的布局生成中。

作为一例，分组装置10通过下述的式(3)更新索引i的要素评价值g(i)。

$g_{n+1}\left(\mathrm{di}\right)=g_n\left(\mathrm{di}\right)\×(1+\frac{g_n^{\mathrm{num}}\left(\mathrm{di}\right)+g_n^{\mathrm{wgt}}\left(\mathrm{di}\right)}{2})...\left(3\right)$

式(3)中，下标“n”为0以上的整数，表示要素评价值的更新次数。式(3)中，“di”表示索引i的要素(成品板)。

另外，式(3)的g_n ^num(di)如下述的式(4)这样表示。另外，式(4)内的各项如式(5)、式(6)以及式(7)这样表示。

$g_n^{\mathrm{num}}\left(\mathrm{di}\right)=\frac{\log \left(\mathrm{num}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\right)-\log \left(\mathrm{num}(\mathrm{Pn},\mathrm{di})\right)}{\log \left(\mathrm{num}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\right)-\log \left(\mathrm{num}\stackrel{\min }{\mathrm{Pn}}\right)}...\left(4\right)$

$\mathrm{num}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}=\underset{\mathrm{di}\∈D}{\max }\mathrm{num}(\mathrm{Pn},\mathrm{di})...\left(5\right)$

$\mathrm{num}\stackrel{\min }{\mathrm{Pn}}=\underset{\mathrm{di}\∈D}{\min }\mathrm{num}(\mathrm{Pn},\mathrm{di})...\left(6\right)$

$\mathrm{num}(\mathrm{Pn},\mathrm{di})=\underset{p\∈\mathrm{Pn}}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{num}(p,\mathrm{di})...\left(7\right)$

式(5)表示如图8所示对于在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式的、出现数最大的成品板的该出现数。式(6)表示如图8所示对于在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式的、出现数最小的成品板的该出现数。式(7)表示如图8所示对于在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式的、索引i的成品板di的出现数。Pn表示第n次更新结束时刻的布局模式集合。式(7)的num(p，di)表示在布局模式p∈P中包括要素(成品板)di的数量。

从以上可知，式(3)的g_n ^num(di)为0以上且1以下的值，是对多个成品板中出现数相对较多的成品板而言小、而对出现数相对较少的成品板而言大的值。

另外，式(3)的g_n ^wgt(di)如下述的式(8)这样表示。另外，式(8)内的各项如式(9)、式(10)以及式(11)这样表示。

$g_n^{\mathrm{wgt}}\left(\mathrm{di}\right)=\frac{\log \left(\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\right)-\log \left(\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\left(\mathrm{di}\right)\right)}{\log \left(\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\right)-\log \left(\mathrm{wgt}\stackrel{\min }{\mathrm{Pn}}\right)}...\left(8\right)$

$\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}=\underset{\mathrm{di}\∈D}{\max }\left(\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\left(\mathrm{di}\right)\right)...\left(9\right)$

$\mathrm{wgt}\stackrel{\min }{\mathrm{Pn}}=\underset{\mathrm{di}\∈D}{\min }\left(\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\left(\mathrm{di}\right)\right)...\left(10\right)$

$\mathrm{wgt}\stackrel{\max }{\mathrm{Pn}}\left(\mathrm{di}\right)={\max }_{p=\left\{p\right|p\∈\mathrm{Pn},\mathrm{num}(p,\mathrm{di})>0\}}\mathrm{wgt}\left(p\right)...\left(11\right)$

式(9)表示如图9所示在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式中的最大的布局模式的尺寸。式(10)表示如图9所示在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式中的最小的布局模式的尺寸。

式(11)表示如图9所示对于在即将进行第n+1次更新之前已生成的多个布局模式的、包括索引i的成品板的材料板中最大的布局模式的尺寸。wgt(p)表示布局模式p的尺寸。

从以上可知，式(3)的g_n ^wgt(di)为0以上且1以下的值，是对包括该成品板的最大的布局模式相对较大的成品板而言小，而对包括该成品板的最大的布局模式相对较小的成品板而言大的值。

如上所述，式(3)表示，在进行了第n次更新的索引i的成品板的要素评价值gn(di)上乘以对出现数相对较多的成品板而言小而对出现数相对较少的成品板而言大、且对包括该成品板的最大的布局模式相对较的大的成品板而言小而对包括该成品板的最大的布局模式相对较小的成品板而言大的、1以上且2以下的系数(1+(g_n ^num(di)+g_n ^wgt(di))/2)，生成进行了第n+1次更新的索引i的成品板的要素评价值gn(di)。

由此，在生成大量布局模式的情况下，分组装置10能够以使对价值高的成品板而言相对的值减小而对价值低的成品板而言相对的值增大的方式更新要素评价值g(i)。

图10的A表示在没有更新要素评价值的情况下对于按出现数的顺序分类的成品板的第n次结束后的出现数的曲线图的一例。图10的B表示在更新了要素评价值的情况下对于按出现数的顺序分类的成品板的第n次结束后的出现数的曲线图的一例。

如图10的A曲线图所示，在没有更新要素评价值g(i)的情况下，结束第n次更新处理后出现的最大数的成品板与最小数的成品板之差，为10000倍左右非常大。当如此多个布局模式内所包括的数量极少的成品板存在时，没有重复地包括多个成品板的多个布局模式的组合会减少。其结果，成品率恶化，成品板的制造成本增大。

与此相对，如图10的B曲线图所示，在更新了要素评价值g(i)的情况下，结束第n次更新处理后出现的最大数的成品板与最小数的成品板之差，为100倍左右非常小。如此，本实施方式涉及的分组装置10，能够使多个布局模式内所包括的数量对多个成品板而言均匀。

由此，根据分组装置10，没有重复地包括多个成品板的多个布局模式的组合增加。其结果，根据分组装置10，能够使成品率良好，并减少成品板的制造成本。

图11表示本实施方式涉及的计算机1900的硬件构成的一例。本实施方式涉及的计算机1900具有：CPU周边部，其包括通过主机控制器2082相互连接的CPU2000、RAM2020、图形控制器2075以及显示装置2080；输入输出部，其包括通过输入输出控制器2084与主机控制器2082连接的通信接口2030、硬盘启动器2040以及CD-ROM驱动器2060；以及遗产输入输出部，其包括与输入输出控制器2084连接的ROM2010、软盘驱动器2050以及输入输出芯片2070。

主机控制器2082连接RAM2020、以高传输率访问RAM2020的CPU2000以及图形控制器2075。CPU2000基于存储在ROM2010以及RAM2020中的程序进行工作，进行各部的控制。图形控制器2075取得由CPU2000等在设置于RAM2020内的帧缓冲器上生成的画像数据，并使其显示在显示装置2080上。也可以取代之，图形控制器2075在内部包括存储由CPU2000等生成的画像数据的帧缓冲器。

输入输出控制器2084连接主机控制器2082、作为较高速的输入输出装置的通信接口2030、硬盘驱动器2040、CD-ROM驱动器2060。通信接口2030经由网络与其他的装置通信。硬盘驱动器2040存储由计算机1900内的CPU2000使用的程序以及数据。CD-ROM驱动器2060从CD-ROM2095读取程序或数据，并经由RAM2020提供给硬盘驱动器2040。

另外，在输入输出控制器2084上连接有ROM2010、软盘驱动器2050以及输入输出芯片2070的较低速的输入输出装置。ROM2010存储计算机1900启动时执行的启动程序以及/或者依赖于计算机1900的硬件的程序等。软盘驱动器2050从软盘2090读取程序或数据，并经由RAM2020提供给硬盘驱动器2040。输入输出芯片2070将软盘驱动器2050连接到输入输出控制器2084，并且经由例如并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等将各种输入输出装置连接到输入输出控制器2084。

经由RAM2020提供给硬盘驱动器2040的程序，被存储在软盘2090、CD-ROM2095或IC卡等存储介质中并由利用者提供。程序被从存储介质中读出，经由RAM2020安装在计算机1900内的硬盘驱动器2040中，并在CPU2000中执行。

安装在计算机1900上使计算机1900作为分组装置10发挥作用的程序，包括组生成模块和组选择模块。这些程序或模块在CPU2000等中进行工作，使计算机1900分别作为组生成部12以及组选择部14发挥作用。

在这些程序中记述的信息处理，被读入计算机1900中，从而作为软件和上述的各种硬件资源协调工作的具体单元的组生成部12以及组选择部14发挥作用。并且，利用这些具体单元实现与本实施方式中的计算机1900的使用目的相应的信息演算或加工，从而构筑与使用目的相应的特有的分组装置10。

作为一例，在计算机1900与外部的装置等之间进行通信的情况下，CPU2000执行加载到RAM2020中的通信程序，基于在通信程序中记述的处理内容，对通信接口2030指示通信处理。通信接口2030接受CPU2000的控制，将在设置于RAM2020、硬盘驱动器2040、软盘2090或CD-ROM2095等存储装置上的发送缓冲区域等中存储的发送数据读出并发送到网络，或者将从网络接收到的接收数据写入设置于存储装置上的接收缓冲区域等。如此，通信接口2030可以通过DMA(直接存储器存取)方式在与存储装置之间传输发送接收数据，也可以取代之，通过CPU2000从传输源地的存储装置或通信接口2030读出数据，并向传输目的地的通信接口2030或存储装置写入数据来传输发送接收数据。

另外，CPU2000从存储在硬盘驱动器2040、CD-ROM驱动器2060(CD-ROM2095)、软盘驱动器2050(软盘2090)等外部存储装置中的文件或数据库等中，通过DMA传输等将全部或必要部分读入到RAM2020，对RAM2020上的数据进行各种处理。然后，CPU2000通过DMA传输等将结束了处理的数据写回到外部存储装置。在这样的处理中，RAM2020将外部存储装置的内容视为暂时保存的内容，因此本实施方式中将RAM2020以及外部存储装置等统称为存储器、存储部或存储装置等。本实施方式中的各种程序、数据、表、数据库等各种信息，被存储在这样的存储装置上而成为信息处理的对象。此外，CPU2000也可以将RAM2020的一部分保存在高速缓冲存储器中并在高速缓冲存储器上进行读写。在这样的形式下，高速缓冲存储器也负担RAM2020的功能的一部分，在本实施方式中，除了要以示区别的情况以外，高速缓冲存储器也包括在RAM2020、存储器、以及/或者存储装置中。

另外，CPU2000对从RAM2020读出的数据进行由程序的命令列指定的记载在本实施方式中的包括各种运算、信息加工、条件判断、信息搜索/替换等的各种处理，并写回到RAM2020中。例如，CPU2000在进行条件判断的情况下，将本实施方式中示出的各种变量与其他变量或常数进行比较，判断是否满足大、小、以上、以下、等于等条件，在条件成立的情况(或不成立的情况)下，分支到不同的命令列或调用子程序。

另外，CPU2000能够搜索在存储装置内的文件或数据库等中保存的信息。例如，在存储装置中保存了第1属性的属性值与第2属性的属性值分别对应的多个条目的情况下，CPU2000通过从保存在存储装置中的多个条目中搜索与指定第1属性的属性值的条件一致的条目，并读出保存在该条目中的第2属性的属性值，能够取得与满足预定条件的第1属性对应的第2属性的属性值。

以上所示的程序或模块也可以保存在外部的存储介质中。作为存储介质，除了软盘2090、CD-ROM2095以外，还可以使用DVD或CD等光学存储介质、MO等光磁存储介质、磁带介质、IC卡等半导体存储器等。另外，也可以使用在与专用通信网络或者因特网连接的服务器系统上设置的硬盘或RAM等存储装置作为存储介质，并经由网络将程序提供给计算机1900。

以上，使用实施方式对本发明进行了说明，但本发明的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围。本领域技术人员清楚能够对上述实施方式进行多种变更或改良。从权利要求书的记载可以清楚，这样的进行了变更或改良的方式也可包括在本发明的保护范围内。

应该注意到，关于权利要求书、说明书以及附图中所示的装置、系统、程序以及方法中的动作、顺序、步骤以及阶段等的各处理的执行顺序，只要没有特别用“比～前”、“先于”等进行明示也没有将前一处理的输出在后一处理中使用，就能够以任意的顺序来实现。关于权利要求书、说明书以及附图中的动作流程，为了方便而使用“首先，”、“接着，”等进行了说明，但并不意味着必须按照该顺序来实施。

符号的说明

10分组装置

12组生成部

14组选择部

1900计算机

2000CPU

2010ROM

2020RAM

2030通信接口

2040硬盘驱动器

2050软盘驱动器

2060CD-ROM驱动器

2070输入输出芯片

2075图形控制器

2080显示装置

2082主机控制器

2084输入输出控制器

2090软盘

2095CD-ROM

Claims (21)

1.一种对多个要素进行分组的方法，通过计算机生成分别包括多个要素中的至少1个要素的多个组，该方法的特征在于，包括：

选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素；

判定阶段，通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组；

分组阶段，通过计算机，以在所述判定阶段中判定成作为组的情况为条件，对在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素进行分组；以及

加权阶段，通过计算机，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中；

其中：

在所述选择要素的阶段中，通过计算机从分别具有尺寸的所述多个要素中选择至少1个候选要素，以使组合各候选要素得到的尺寸在预先设定的设定尺寸内，

在所述判定阶段中，通过计算机，基于与填充比例相应的组评价值，判定是否生成组，所述填充比例表示将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素组合得到的合成尺寸相对于所述设定尺寸的比例，并通过计算机，基于在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素的要素评价值的平均值以及所述组评价值，判定是否生成组。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述加权阶段中，通过计算机，将至少1个要素的要素评价值更新为已生成的多个组所包括的该要素的数量越少就越大的值。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述判定阶段中，通过计算机，以在所述平均值上乘以预先设定的比例而得的值为与损耗比例相应的组评价值以上作为条件，判定为生成组，所述损耗比例表示从所述设定尺寸减去所述合成尺寸得到的尺寸相对于所述设定尺寸的比例。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述选择要素的阶段中，通过计算机使设定尺寸在预先设定的限制内变化，并选择至少1个候选要素，以使组合得到的尺寸在所述设定尺寸内，

在所述加权阶段中，通过计算机，对于至少1个要素，根据已生成的多个组所包括的该要素的数量以及包括该要素的至少1个组中的最大的所述设定尺寸，对所述至少1个要素各自的要素评价值进行更新。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述选择要素的阶段中，通过计算机，允许在已生成的组之间重复选择同一要素，从所述多个要素中选择1个组所包括的至少1个候选要素，

所述方法还包括选择组的阶段，该阶段中，通过计算机，从所述分组阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素的所述多个组。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

在所述选择组的阶段中，从所述分组阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素、且使为了选择候选要素而使用的设定尺寸的总和最小的所述多个组。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，

还包括生成包括单一要素的组的阶段，该阶段中，通过计算机，针对所述多个要素的至少一部分要素，生成包括单一要素的组，

在所述选择组的阶段中，从所述分组阶段以及所述生成包括单一要素的组的阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素的所述多个组。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

在该方法中，通过计算机，对所述多个要素进行分组并布局，以使分别具有形状的所述多个要素全部没有重复地包括在预先设定的多个设定形状内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，

在该方法中，通过计算机，为了从具有长方形设定形状的多个材料板切割出分别具有长方形形状的作为所述多个要素的多个成品板，进行分组并布局以使所述多个成品板全部没有重复地包括在多个设定形状内。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

在所述选择要素的阶段中，通过计算机，以与从材料板切割出成品板的顺序相反的顺序，将多个成品板彼此连接来生成布局模式。

11.一种对多个要素进行分组的系统，通过计算机生成分别包括多个要素中的至少1个要素的多个组，该系统的特征在于，包括：

用于在选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素的装置；

用于在判定阶段，通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组的装置；

用于在分组阶段，通过计算机，以在所述判定阶段中判定成作为组的情况为条件，对在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素进行分组的装置；以及

用于在加权阶段，通过计算机，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中的装置；

其中：

所述用于在选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素的装置进一步被配置为：

在所述选择要素的阶段中，通过计算机从分别具有尺寸的所述多个要素中选择至少1个候选要素，以使组合各候选要素得到的尺寸在预先设定的设定尺寸内，

所述用于在判定阶段，通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组的装置进一步被配置为：

在所述判定阶段中，通过计算机，基于与填充比例相应的组评价值，判定是否生成组，所述填充比例表示将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素组合得到的合成尺寸相对于所述设定尺寸的比例，并通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组的装置进一步被配置为在所述判定阶段中，通过计算机，基于在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素的要素评价值的平均值以及所述组评价值，判定是否生成组。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

所述用于在加权阶段，通过计算机，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中的装置进一步被配置为在所述加权阶段中，通过计算机，将至少1个要素的要素评价值更新为已生成的多个组所包括的该要素的数量越少就越大的值。

13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

用于在判定阶段，通过计算机，基于在所述选择阶段中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素作为组的装置进一步被配置为在所述判定阶段中，通过计算机，以在所述平均值上乘以预先设定的比例而得的值为与损耗比例相应的组评价值以上作为条件，判定为生成组，所述损耗比例表示从所述设定尺寸减去所述合成尺寸得到的尺寸相对于所述设定尺寸的比例。

14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

用于在选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素的装置进一步被配置为在所述选择要素的阶段中，通过计算机使设定尺寸在预先设定的限制内变化，并选择至少1个候选要素，以使组合得到的尺寸在所述设定尺寸内，

用于在加权阶段，通过计算机，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中的装置进一步被配置为在所述加权阶段中，通过计算机，对于至少1个要素，根据已生成的多个组所包括的该要素的数量以及包括该要素的至少1个组中的最大的所述设定尺寸，对所述至少1个要素各自的要素评价值进行更新。

15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

用于在选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素的装置进一步被配置为在所述选择要素的阶段中，通过计算机，允许在已生成的组之间重复选择同一要素，从所述多个要素中选择1个组所包括的至少1个候选要素，

所述系统还包括用于在选择组的阶段，该阶段中，通过计算机，从所述分组阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素的所述多个组的装置。

16.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，

用于在选择要素的阶段，通过计算机，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素的装置进一步被配置为在所述选择组的阶段中，从所述分组阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素、且使为了选择候选要素而使用的设定尺寸的总和最小的所述多个组。

17.根据权利要求15所述的系统，其特征在于，

还包括用于在生成包括单一要素的组的阶段，该阶段中，通过计算机，针对所述多个要素的至少一部分要素，生成包括单一要素的组的装置，

用于在选择组的阶段，该阶段中，通过计算机，从所述分组阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素的所述多个组的装置进一步被配置为在所述选择组的阶段中，从所述分组阶段以及所述生成包括单一要素的组的阶段中生成的多个组中，选择没有重复地包括所述多个要素的各要素的所述多个组。

18.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，

在该系统中，通过计算机，对所述多个要素进行分组并布局，以使分别具有形状的所述多个要素全部没有重复地包括在预先设定的多个设定形状内。

19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，

在该系统中，通过计算机，为了从具有长方形设定形状的多个材料板切割出分别具有长方形形状的作为所述多个要素的多个成品板，进行分组并布局以使所述多个成品板全部没有重复地包括在多个设定形状内。

20.根据权利要求19所述的系统，其特征在于，

在所述选择要素的阶段中，通过计算机，以与从材料板切割出成品板的顺序相反的顺序，将多个成品板彼此连接来生成布局模式。

21.一种对多个要素进行分组的装置，生成分别包括多个要素中的至少1个要素的多个组，该装置的特征在于，具有：

要素选择部，从所述多个要素中选择成为1个组所包括的候选的至少1个候选要素；

判定部，基于在所述要素选择部中选择出的至少1个候选要素各自对应的要素评价值，判定是否将在所述要素选择部中选择出的至少1个候选要素作为组；

分组部，以在所述判定部中判定成作为组的情况为条件，对在所述要素选择部中选择出的至少1个候选要素进行分组；和

加权部，将至少1个要素各自的要素评价值根据已生成的组所包括的该要素的数量进行加权，并使其反映于之后的组生成中；

其中：

在所述选择要素的阶段中，通过计算机从分别具有尺寸的所述多个要素中选择至少1个候选要素，以使组合各候选要素得到的尺寸在预先设定的设定尺寸内，

在所述判定阶段中，通过计算机，基于与填充比例相应的组评价值，判定是否生成组，所述填充比例表示将在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素组合得到的合成尺寸相对于所述设定尺寸的比例，并通过计算机，基于在所述选择要素的阶段中选择出的至少1个候选要素的要素评价值的平均值以及所述组评价值，判定是否生成组。