CN104246778B - 用于生成切割图案的信息处理设备、方法和存储介质 - Google Patents

用于生成切割图案的信息处理设备、方法和存储介质 Download PDF

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Abstract

为了使在多个元素的组合结果之间进行区分更容易。提供了一种包括指配单元、生成单元和计算单元的信息处理设备。指配单元为多个基本元素中的每一个指配元素标识值。生成单元对所述多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以便生成组合元素，所述组合元素表示两个或多个组合的基本元素。计算单元通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包含在组合元素中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算所述组合元素的一个元素标识值。在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其不适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并。在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并。

Description

用于生成切割图案的信息处理设备、方法和存储介质
技术领域
本发明涉及用于在多个元素的组合结果之间进行识别的信息处理设备、和程序产品及用于其的方法。
背景技术
在铁制品，各种尺寸的平板状钢板依据订单进行生产，以及发货。在生产平板状钢板过程中，通过辊压工艺首先生产长的大钢板(大板)。然后，依据订单把大板切割成各种尺寸的多个钢板(小板)。然而对得到的小板进行检查并作为制品发货。
当从大板切割多个尺寸的小板时，不能用作制品的废弃区依赖于切割位置的布局而增加，这降低了产量。因而，在铁制品，计算机计算允许从大板高效切割出多个尺寸的小板的布局组合以便改善产量。计算允许高效切割出小板的布局组合的过程称为板设计问题。
专利文献1描述了从原始板分配多个尺寸的板状制品的方法。该方法允许通过创建布局图案以及通过给出各个布局图案的评估值和未分配的板形制品的评估值来选择最优布局图案，所述布局图案表示在原始板内可以切割的板形制品的布局。
专利文献2描述了找到最小化评估项的目标函数的值方案的方法，在最优切割问题中期望将评估项的目标函数的值最小化。专利文献3描述了从N×N个处理单元当中选择以输入值的降序排列的前N个处理单元的方法，N×N个处理单元指示N个要布置的对象的布局位置，由此使得要布置的对象和布局位置是唯一的，以及描述了通过改变所选择的处理单元的输入值获得期望的值的方法。
[引用列表]
[专利文献]
[[专利文献1]日本专利申请公开号11-39358
[专利文献2]日本专利申请公开号7-6184
[专利文献3]日本专利申请公开号9-128362。
发明内容
当计算允许有效地切割出小板的布局的组合时，计算机首先生成众多数目的布局候选，诸如数万或数十万布局候选，以及生成各个布局候选的评估值。然后，从所生成的布局候选当中，计算机选择允许切割所有的订购的小板且给出高的评估值的多个布局。
然而，在生成众多数目的布局候选的过程中，诸如数万或数十万布局候选，该生成的计算成本主要被检查等同于已经生成的布局候选的布局候选的过程所占据。因而，为了减小板设计问题的计算成本，以低的计算成本执行用于确定布局候选是否等同于已经生成的布局候选的等同体检查是有效地。
[问题的解决方案]
依据本发明的第一方面，提供了一种包括指配单元、生成单元和计算单元的信息处理设备。指配单元为多个基本元素中的每一个指配元素标识值。生成单元对多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以便生成组合元素，组合元素表示两个或多个组合在一起的基本元素。计算单元通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包含在组合元素中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算所述组合元素的一个元素标识值。在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元通过交换律不适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并。在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元通过交换律适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并。还提供了一种程序产品和方法。
应当注意，上面本发明的概述未包括本发明的所有必要特征，并且这些特征的子组合也可以构成本发明。
附图说明
图1图示了依据实施例的生产钢板(制品板)的流程。
图2图示了依据该实施例的信息处理设备10的功能配置。
图3图示了在该实施例中从材料板切割制品板的过程的示例。
图4图示了生成由依据该实施例的信息处理设备10的布局生成部12执行的布局候选的方法。
图5图示了依据该实施例的布局生成部12的功能配置。
图6图示了由依据该实施例的布局生成部12执行所生成布局候选的流程。
图7图示了通过执行矩阵乘法对两个元素标识值进行合并的过程的示例。
图8图示了通过执行矩阵加法对两个元素标识值进行合并的过程的示例。
图9图示了在生成布局候选的情况下执行的元素-标识-值计算过程的示例。
图10图示了布局候选(第六组合元素p6)的示例，其中，在纵长方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序不同于图9的布局候选(第四组合元素p4)的次序，以及还图示了对应的元素标识值的示例。
图11图示了布局候选(第七组合元素p7)的示例，在该布局候选中在横向方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序不同于图9的布局候选(第四组合元素p4)的次序，以及还图示了相应的元素标识值的示例。
图12图示了用于把组合元素的元素标识值转换为哈希值的计算的示例。
图13图示了通过执行对应于考虑次序的组合方法的运算对两个元素标识值进行合并的过程的示例。
图14图示了通过执行对应于忽略次序的组合方法的运算对两个元素标识值进行合并的过程的示例。
图15图示了依据该实施例的计算机1900的硬件配置的示例。
具体实施方式
下面将通过本发明的实施例描述本发明。然而下面实施例不对权利要求书中所描述的本发明进行限制。另外，对于本发明提供的解决方案而言，该实施例中所描述的特征的所有组合未必是强制性的。
图1图示了依据实施例的生产钢板(制品板)的流程。在铁制品，具有矩形平表面的平板状钢板依据客户的订单来生产。本文，依据客户的订单生产的具有矩形平表面的钢板称为制品板。
在制品板的生产过程中，计算机接收每个订购的制品板的平表面的尺寸(长和宽)的输入(S11)。在接收到预定数目的制品板的订单或者更多数目的制品板的订单之后，计算机创建多个布局，其指示切割位置，在这些切割位置要从通过辊压生产的多个长钢板切割出多个订购的制品板(S12)。在本文中，通过辊压生产的矩形钢板被称为材料板。
于是，在铁制品，通过辊压生产具有通过由多个创建的布局指示的尺寸的多个材料板(S13)。接着，在铁制品，依据相应的布局切割多个材料板中的每一个(S14)。以这种方式，能够生产具有依据关于铁制品的订单的尺寸的多个制品板。
这里，依据此实施例的信息处理设备10执行步骤S12的布局创建过程。该信息处理设备10由计算机实施。
在此实施例中，信息处理设备10生成多个布局候选，其表示用于从材料板切割出制品板的切割图案。该信息处理设备10然后从多个生成的布局候选中选择多个布局，通过这多个布局能够高产量地切割出所有的多个订购制品板。
信息处理设备10不限于用于在铁制品中生成用于切割钢板的布局候选的设备，并且可以用于组合其它基本元素的应用。例如，信息处理设备10可以是把字或字符串作为基本元素进行处理并且通过组合两个或者更多基本元素生成组合元素(字符串)的设备。
图2图示了依据此实施例的信息处理设备10的功能配置。依据此实施例的信息处理设备10包括布局生成部12和选择部14。
布局生成部12接收多个基本元素，其的每一个表示制品板的形状和尺寸。在此实施例中，制品板具有矩形形状。因而，在此实施例中，每个基本元素表示矩形的尺寸和形状。布局生成部12例如接收针对成百上千个制品板的基本元素。
布局生成部12从多个接收的基本元素当中选择两个或更多基本元素，并且对这两个或更多的所选基本元素进行组合。布局生成部12然后生成多个布局候选(多个组合元素)，其表示用于从材料板切割出该两个或更多组合在一起的基本元素中的每一个的切割图案。在此实施例中，材料板具有矩形形状。因而，布局生成部12于是生成多个布局候选(多个组合元素)，其表示用于从矩形材料板切割出该两个或更多组合在一起的基本元素中的每一个的切割图案。
布局生成部12例如生成布局候选，布局候选的数目为所接收的基本元素的数目的百倍至千倍(几万或数十万的布局候选)。在此情况下，布局生成部12生成多个布局候选，同时消除重复以便避免把表示等同的切割图案的两个或多个布局候选包括进来。
在此实施例中，布局生成部12生成表示依据预定切割规则的切割图案的布局候选。切割规则的示例和布局候选生成方法的示例将参考图3和4进行描述。
从布局生成部12生成的多个布局候选(多个组合元素)当中,选择部14选择包括所有多个订购制品板的多个布局(多个基本元素)。选择部14选择多个布局，例如通过使用使多个所选择的布局的尺寸之和最小化的算法来实现。
例如通过使用整数规划，选择部14选择包括所有多个制品板的多个布局。在此情况下，选择部14使布局的尺寸之和最小化，但是该和实际上未必是最小的。也就是说，在选择多个布局过程中，选择部14只是不得不使用为使布局的尺寸之和更小的解决方案给出更高评估的算法。以这种方式，信息处理设备10能够选择多个布局，通过这多个布局能够高产量地切割出所有多个订购制品板。
图3图示了从材料板切割出制品板的过程的示例。在铁制品，在从长的辊压的材料板切割出多个制品板的情况下，切割依据预定的切割规则来进行。例如，在此实施例中切割是依据图3中所图示的切割规则进行的。
首先，在第一切割过程中，沿着短边方向对材料板进行切割。接着，在第二切割过程中，沿着长边方向对材料板进行切割。然后，在第三切割过程中，沿着短边方向对材料板进行切割。信息处理设备10依据这样的切割规则生成布局候选。
图4图示了由依据此实施例的信息处理设备10的布局生成部飞12执行的布局候选生成方法。当通过对表示制品板的形状和尺寸的多个基本元素进行组合生成一个布局候选(组合元素)时，布局生成部12在与从材料板切割出制品板的过程相反的过程中通过组合多个基本元素生成布局候选。这样，布局生成部12能够依据切割规则生成布局候选。
在此实施例中，在第一步中，布局生成部12例如随机地从多个基本元素中选择两个或多个元素，并且在第一方向(例如，纵长方向)上对两个或多个所选元素进行组合，第一方向是沿着给定侧的方向。然而，布局生成部12生成用于从矩形板切割出两个或多个组合元素中的每一个的切割图案(第一组合元素)。在第一步中，布局生成部12生成上面描述的多个第一组合元素。
接着，在第二步中，布局生成部12例如随机地从多个基本元素和多个第一组合元素当中选择两个或多个元素，并且在第二方向(例如，横长方向)上对两个或多个所选元素进行组合，第二方向垂直于第一方向。然后，布局生成部12生成用于从矩形板切割出两个或多个组合元素的切割图案(第二组合元素)。在第二步中，布局生成部12生成上面描述的多个第二组合元素。
接着，在第三步中，布局生成部12例如随机地从多个基本元素、多个第一组合元素和多个第二组合元素中选择两个或多个元素，并且在第一方向上对两个或多个所选元素进行组合。然后，布局生成部12生成用于从矩形板切割出两个或多个所选元素的切割图案(第三组合元素)。在第三步中，布局生成部12生成上面描述的多个第三组合元素。
布局生成部12输出采用这样的方式生成的第三组合元素以作为多个布局候选。在第一、第二和第三步中，布局生成部12生成组合元素因此每个组合元素的形状适合在材料板的形状之内。当输出布局候选时，布局生成部12执行去重过程以便不输出与已经生成的布局候选相同的布局候选。
图5图示了依据此实施例的布局生成部12的功能配置。布局生成部12包括基本元素存储单元22、组合元素存储单元24、加载单元32、指配单元34、生成单元36、计算单元38、哈希值转换单元40、重复检测单元42和相加单元44。
基本元素存储单元22存储彼此相关联的多个基本元素(制品板的形状和尺寸)和基本元素的元素标识值。组合元素存储单元24存储彼此相关联的多个组合元素(布局候选)和组合元素的元素标识值的哈希值。
加载单元32从外部加载多个基本元素并且把多个加载的基本元素存储在基本元素存储单元22中。在此实施例中，加载单元32加载多个制品板的尺寸和形状以作为多个基本元素，并且把尺寸和形状存储在基本元素存储单元22中。
指配单元34为多个基本元素中的每一个指配元素标识值。在此实施例中，指配单元34基于形状和尺寸为多个基本元素中的每一个指配唯一的元素标识值。指配单元34于是把指配给多个基本元素中的每一个的元素标识值与基本元素相关联地存储在基本元素存储单元22中。
这里，指配单元34为基本元素指配元素标识值，元素标识值是可以通过结合律适用但是交换律不适用的运算以及通过结合律和交换律适用的运算进行计算的值。在此实施例中，指配单元34为多个基本元素中的每一个指配为方阵的元素标识值。在此情况中，指配单元34基于形状和尺寸为多个基本元素中的每一个指配具有随机整数值的项的方阵。
在元素标识值为方阵的情况下，结合律适用但交换律不适用的运算的示例包括矩阵乘法。再者，在元素标识值为方阵的情况下，结合律和交换律适用的运算的示例包括矩阵加法。指配单元34为多个基本元素中的每一个基本元素指配四元数以作为元素标识值。
生成单元36对多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以生成多个组合元素，其中的每一个表示两个或多个组合在一起的基本元素。在此实施例中，生成单元36对多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合，其中的每一个表示制品板，以便生成多个布局候选(多个组合元素)，其表示用于从材料板切割出两个或多个组合在一起的基本元素中的每一个的切割图案。生成单元36例如在图4中所图示的过程中生成多个布局候选。
计算单元38为由生成单元36生成的多个布局候选(多个组合元素)中的每一个生成元素标识值。在此情况下，计算单元38通过执行与元素组合方法相对应的运算以便为布局候选(组合元素)计算一个元素标识值，来计算指配给包含在布局候选(组合元素)中的多个基本元素的多个元素标识值。
更具体地，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行结合律适用但交换律不适用的运算，计算两个对应的元素标识值。在此实施例中，元素标识值是方阵。因而，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行矩阵乘法计算两个相应的元素标识值。在此情况中的计算方法的示例将参考图7进一步描述。
在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行结合律和交换律适用的运算，计算两个对应的元素标识值。在此实施例中，元素标识值是方阵。因而，在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行矩阵加法计算两个相应的元素标识值。在此情况中的计算方法的示例将参考图8进一步描述。
在切割图案是同样的情况下，计算单元38通过此方式计算的布局候选(组合元素)的元素标识值是相同的。再者，在对通过使用忽略次序的组合方法进行组合的元素切换位置的情况下，由于布局是等同的所以布局候选(组合元素)的元素标识值是相同的。所生成的元素标识值的特征将参考图9至11进一步描述。
哈希值转换单元40依据预定规则把多个布局候选(多个组合元素)中的每一个的元素标识值转换为哈希值。例如，哈希值转换单元40依据预定规则把为方阵的元素标识值转换为标量值，由此把元素标识值转换为了哈希值。哈希值转换方法的示例将参考图12进一步描述。
基于多个布局候选(多个组合元素)的元素标识值的哈希值，重复检测单元42在多个组合元素中检测重复的组合元素。更具体地，响应于生成单元36的新布局候选(组合元素)的生成，重复检测单元42从哈希值转换单元40接收新生成的布局候选(组合元素)的元素标识值的哈希值。
重复检测单元42对从哈希值转换单元40接收的元素标识值的哈希值与存储在组合元素存储单元24中的多个已经生成的布局候选(组合元素)的元素标识值的各个哈希值进行比较，以确定哈希值是否匹配。如果哈希值匹配，则重复检测单元42确定新的布局候选(组合元素)与存储在组合元素存储单元24中的多个已经生成的布局候选(组合元素)之一一致。
如果从哈希值转换单元40接收的元素标识值的哈希值匹配于存储在组合元素存储单元24中的多个已经生成的布局候选(组合元素)的哈希值之一，则重复检测单元42可以进一步详细分析具有匹配的元素标识值的哈希值的布局候选(组合元素)的配置，以确定该配置是否匹配。例如，重复检测单元42可以分析具有匹配的元素标识值的哈希值的布局候选(组合元素)中包含的基本元素，以及元素组合方法以进一步确定布局候选(组合元素)是否匹配。
再者，在此实施例中，组合元素存储单元24可以与多个布局候选中的每一个相关联地存储其所包括的制品板的数目。在此情况下，重复检测单元42首先检测包括在由生成单元36生成的新的布局候选中的制品板的数目。重复检测单元42然后从组合元素存储单元24中提取包括与所检测数目相同数目的制品板的一个或多个布局候选，并且确定所提取的布局候选的各个元素标识值和新的布局候选的元素标识值之间的重复。采用这样的方式，重复检测单元42能够高效地执行布局候选重复检测。
在确定了生成单元36生成的新布局候选(组合元素)的元素标识值不匹配于存储在组合元素存储单元24中的布局候选(组合元素)的元素标识值的情况下，相加单元44附加地把该新布局候选(组合元素)和相应的元素标识值存储在组合元素存储单元24中。
图6图示了生成由依据该实施例的布局生成部12执行的布局候选的流程。布局生成部12执行图6中所图示的步骤S21至S29的过程。
在步骤S21，首先，加载单元32加载多个制品板的尺寸和形状以作为多个基本元素。接着，在步骤S22，指配单元34基于形状和尺寸为多个基本元素中的每一个指配唯一的元素标识值，其中，该唯一的元素标识值是方阵。
接着，布局生成部12重复地执行从步骤S24至步骤S28的处理(在步骤S23和S29之间进行循环处理)。在循环处理中，在步骤S24，生成单元36首先生成一个布局候选(组合元素)。生成单元36例如在图4中所图示的过程中生成该布局候选。
接着，在步骤S25，计算单元38计算在步骤S24中生成的布局候选(组合元素)的元素标识值。在此情况下，计算单元38通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包括在该布局候选(组合元素)中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算该布局候选的元素标识值。
在此实施例中，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行矩阵乘法对两个相应的元素标识值进行合并。在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行矩阵加法对两个相应的元素标识值进行合并。
接着，在步骤S26，哈希值转换单元40依据预定规则把步骤S25中计算的元素标识值转换为哈希值。然后，在步骤S27，重复检测单元42确定步骤S24中生成的布局候选是否与至目前为止在该过程中已经生成的一个或多个布局候选相同。更具体地，如果步骤S26中计算的元素标识值的哈希值匹配于一个或多个已经生成的布局候选的元素标识值的哈希值，则重复检测单元42确定布局候选是等同的。如果哈希值不匹配，则重复检测单元42确定布局候选不等同。
在确定了布局候选等同(在步骤S27中YES(是))的情况下，重复检测单元42丢弃步骤S24中生成的新布局候选。该过程于是进行至步骤S29。如果重复检测单元42确定布局候选不等同(在步骤S27中NO(否))，则该过程进行至步骤S28。在步骤S28，相加单元44把步骤S24中生成的布局候选(组合元素)和步骤S26中计算的在组合元素存储单元24中的元素标识值的哈希值相加。在相加单元44完成相加之后，该过程进行至步骤S29。
在步骤S29，布局生成部12确定是否结束布局候选生成过程。例如，在生成预定数目(例如，数万或数十万)的布局候选之后或者在经过预定时间之后，布局生成部12确定结束该布局候选生成过程。如果布局生成部12确定不结束布局候选生成过程，则该过程返回至步骤S24。于是，重复步骤S24至步骤S28的处理。
布局生成部12通过执行上面描述的步骤S21至步骤S29的过程能够生成多个唯一的布局候选。
图7图示了通过执行矩阵乘法合并两个元素标识值的过程的示例。例如，假定把由两行两列的方阵表示的元素标识值指配给每个元素。在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行如图7中所图示的矩阵乘法对与这两个元素相对应的两个元素标识值进行合并。结果，计算单元38能够从矩阵乘法获得两行两列的方阵以作为组合元素的元素标识值。
图8图示了通过执行矩阵加法合并两个元素标识值的过程的示例。例如，假定把由两行两列的方阵表示的元素标识值指配给每个元素。在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行如图8中所图示的矩阵加法对与这两个元素相对应的两个元素标识值进行合并。结果，计算单元38能够从矩阵加法获得两行两列的方阵以作为组合元素的元素标识值。
如上面所描述的，通过使用矩阵乘法和矩阵加法，能够获得具有与合并之前各个元素标识值相同行数和相同列数的方阵。在组合元素与另一元素进一步进行组合的情况下，这允许计算单元38基于作为组合结果获得的元素标识值计算新组合元素的元素标识值。
在执行矩阵乘法或矩阵加法之后，计算单元38可以对该矩阵的每个项值四舍五入至预定数目的数位或更小的值，并且使用得到的矩阵以作为元素标识值。这允许计算单元38避免出现矩阵乘法或矩阵加法引起的溢出。
图9图示了在生成布局候选的情况下执行的元素-标识-值计算过程的示例。例如，在铁制品中通过在短边方向上切割长的辊压板来切割出钢板的情况下，如果切割位置改变，成本不变。相反，在铁制品中通过在纵向方向切割长的辊压板而切割出钢板的情况下，成本可能依赖于切割位置而变化，这是由于诸如从端部切割出钢板过程中的难度的原因。
相应地，在图9的示例中，在沿着纵长方向(长的辊压板的纵向方向)对制品板进行组合的情况下，生成单元36在不考虑对制品板进行组合的次序的情况下生成布局候选。相反，在沿着横向方向(长的辊压板的短边方向)对制品板进行组合的情况下，生成单元36在考虑对制品板进行组合的次序的情况下生成布局候选。
在生成单元36在纵长方向对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过执行矩阵加法对指配给这两个元素的两个元素标识值(矩阵)进行组合，以便计算组合元素的元素标识值。在生成单元36在横向方向对两个元素进行组合的情况下，计算单元38通过以对这两个相应元素进行布置的次序执行矩阵乘法，来对指配给这两个元素的两个元素标识值(矩阵)进行组合，以便计算组合元素的元素标识值。
图9图示了分别通过组合第一、第二、第三、和第四基本元素a、b、c、d生成布局候选(组合元素)的示例。第一基本元素a被指配两行两列的矩阵A，其用作元素标识值。第二基本元素b被指配两行两列的矩阵B，其用作元素标识值。第三基本元素c被指配两行两列的矩阵C，其用作元素标识值。第四基本元素d被指配两行两列的矩阵D，其用作元素标识值。
再者，在图9的示例中，分别生成第一、第二、第三、第四和第五组合元素p1、p2、p3、p4、和p5。在这些组合元素之中，第四和第五组合元素p4和p5是布局候选。
第一组合元素p1通过在纵长方向上对第一基本元素a和第二基本元素b进行组合来形成。因而，计算单元38对元素标识值A和B执行矩阵加法(A+B)以便生成第一组合元素p1的元素标识值P1。第二组合元素p2通过在横向方向上对第三基本元素c和第四基本元素d进行组合来形成。因而，计算单元38对元素标识值C和D执行矩阵乘法(C×D)以便生成第二组合元素p2的元素标识值P2。
再者，第三组合元素p3通过在纵长方向上对第二基本元素b和第二组合元素p2进行组合来形成。因而，计算单元38对元素标识值B和P2执行矩阵加法(B+P2)以便生成第三组合元素p3的元素标识值P3。
此外，第四组合元素p4通过在纵长方向上对第一基本元素a和第三组合元素p3进行组合来形成。因而，计算单元38对元素标识值A和P3执行矩阵加法(A+P3)以便生成第四组合元素p4的元素标识值P4。
此外，第五组合元素p5通过在纵长方向上对第一组合元素p1和第二组合元素p2进行组合来形成。因而，计算单元38对元素标识值P1和P2执行矩阵加法(P1+P2)以便生成第五组合元素p5的元素标识值P5。
这里，已经在不同的过程中产生了第四组合元素p4和第五组合元素p5，但是它们具有多个所包括的基本元素的同样的布局。矩阵乘法和矩阵加法是适用结合律的运算。因而，即使产生过程不同，当多个所包括的基本元素的布局相同时计算单元38也能获得组合单元的相同元素标识值。
相应地，第四组合元素p4的元素标识值P4等于第五组合元素p5的元素标识值P5。因而，重复检测单元42能够消除多个布局候选之一，所述多个布局候选在不同的过程中产生但是多个所包括的基本元素的布局相同。
图10图示了布局候选(第六组合元素p6)的示例，在该布局候选中在纵长方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序不同于图9的布局候选(第四组合元素p4)的次序，以及还图示了相应的元素标识值的示例。与图9的第四组合元素p4进行比较，图10中所图示的第六组合元素p6在纵长方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序方面是不同的，但是在横方向上对所包括元素进行组合的次序方面是相同的。
在此实施例中，在纵长方向上对两个元素进行组合情况下，计算单元38通过执行矩阵加法(结合律和交换律适用)，来合并两个元素标识值。因而，在纵长方向上对所包括元素进行组合的次序不同的组合元素具有相同的元素标识值。为此，图10中的第六组合元素p6的元素标识值P6等于图9中所图示的第四组合元素p4的元素标识值P4。因此，重复检测单元42能够消除在纵长方向上对所包括元素进行组合的次序不同的多个布局候选之一。
图11图示了布局候选(第七组合元素p7)的示例，在该布局候选中在横宽方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序不同于图9的布局候选(第四组合元素p4)的次序，以及还图示了相应的元素标识值的示例。与图9的第四组合元素p4进行比较，图11中所图示的第七组合元素p7在横向方向上对所包括元素中的一些元素进行组合的次序方面是不同的。
在此实施例中，在横向方向上对两个元素进行组合情况下，计算单元38通过执行矩阵乘法(结合律适用但交换律不适用)，来合并两个元素标识值。因而，在横向方向上对所包括元素进行组合的次序不同的组合元素具有不同的元素标识值。为此，图11中的第七组合元素p7的元素标识值P7不同于图9中所图示的第四组合元素p4的元素标识值P4。因此，重复检测单元42能够在不进行消除的情况下登记在纵长方向上对所包括元素进行组合的次序不同的多个布局候选。
图12图示了用于把由矩阵表示的元素标识值转换为哈希值的计算的示例。哈希值转换单元40把由计算单元38生成的元素标识值转换为哈希值。
在例如元素标识值是两行两列的矩阵的情况下，哈希值转换单元40例如把第一行第一列的值(x11)乘以1，第二行第一列的值(x21)乘以10，第一行第二列的值(x12)乘以100，第二行第二列的值(x22)乘以1000，然后，对所得到的值进行相加，如图12中所图示的。加法方法不限于上面的方法，并且哈希值转换单元40可以通过使用任何加法方法把元素标识值转换为哈希值。
图13图示了通过执行对应于考虑次序的组合方法的运算合并两个元素标识值的过程的示例。结合律适用下面表达式(11)所指明的矩阵运算，但是交换律不适用表达式(11)所指明的矩阵运算。
[公式1]
因而，当把由矩阵表示的元素标识值指配给每个元素且通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合时，该计算单元38可以通过执行由表达式(11)所指明的矩阵运算来对这两个相应的元素标识值进行合并。
当考虑次序地对元素进行组合所在的方向存在两个方向时，计算单元38必须通过对各个方向使用不同的运算来对元素标识值进行合并。例如，假定考虑次序地对表示固态体的元素进行组合，其中，在高度方向(第一方向)上对元素进行组合以及在横向方向(第二方向)上对元素进行组合。在此情况下，计算单元38通过在第一方向上执行用于组合的矩阵乘法来对元素标识值进行合并，以及通过在第二方向上执行用于组合的由表达式(11)指明的运算。
图14图示了通过执行对应于忽略次序的组合方法的运算对两个元素标识值进行组合的过程的示例。结合律适用于下面表达式(12)所指明的矩阵运算。交换律也适用于表达式(12)所指明的矩阵运算。
[公式2]
因而，当把由矩阵表示的元素标识值指配给每个元素且通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合时，该计算单元38可以通过执行由表达式(12)所指明的矩阵运算来对这两个相应的元素标识值进行合并。
当忽略次序地对元素进行组合所在的方向存在两个方向时，计算单元38可以通过对各个方向使用不同的运算来对元素标识值进行合并。例如，假定忽略次序地对表示固态体的元素进行组合，其中，在高度方向(第一方向)上对元素进行组合且在横向方向(第二方向)上对元素进行组合。在此情况下，计算单元38通过在第一方向上执行用于组合的矩阵加法来对元素标识值进行合并，以及通过在第二方向上执行用于组合的由表达式(12)指明的运算。
图15图示了依据此实施例的计算机1900的硬件配置的示例。依据此实施例的计算机1900包括中央处理单元(CPU)外围部分、输入/输出(I/O)部分、以及传统I/O部分。CPU外围部分包括CPU 2000、随机存取存储器(RAM)2020、图形控制器2075、以及显示设备2080，它们经由主机控制器2082与彼此连接。I/O部分包括通信接口(I/F)2030、硬盘驱动器(HDD)2040、和只读紧致盘存储器(CD-ROM)驱动器2060，它们经由I/O控制器2084连接至主机控制器2082。传统I/O部分包括ROM 2010、软盘(FD)驱动器2050、以及I/O芯片2070，它们连接至I/O控制器2084。
主机控制器2082把RAM 2020连接至以高的传输速率访问RAM 2020的CPU 2000和图形控制器2075。CPU 2000基于存储在ROM 2010和RAM 2020中的程序进行操作以控制每个部件。图形控制器2075在提供在RAM 2020中的帧缓冲器中获取由CPU 2000等生成的图像数据，并且把该图像数据的图像显示在显示设备2080上。可选地，图形控制器2075可以包括帧缓冲器，帧缓冲器在其中存储由CPU 2000等生成的图像数据。
I/O控制器2084把主机控制器2082连接至通信接口2030、硬盘驱动器2040、和CD-ROM驱动器2060，它们是相对高速的I/O设备。通信接口2030经由网络与另一设备通信。硬盘驱动器2040存储计算机1900内的CPU 2000所使用的程序和数据。CD-ROM驱动器2060从CD-ROM 2095读取程序或数据，并且经由RAM 2020把该程序或数据提供给硬盘驱动器2040。
I/O控制器2084还连接至ROM 2010、软盘驱动器2050、和I/O芯片2070，它们是相对低速的I/O设备。ROM 2010存储计算机1900引导时执行的引导程序和/或依赖于计算机硬件的程序。软盘驱动器2050从软盘2090读取程序或数据，并且经由RAM 2020把该程序或数据提供给硬盘驱动器2040。I/O芯片2070把软盘驱动器2050连接至I/O控制器2084且例如经由并行端口、串行端口、键盘端口、鼠标端口等还把各I/O装置连接至I/O控制器2084。
通过用户，程序经由RAM 2020被提供给硬盘驱动器2040，其中程序被存储在诸如软盘2090、CD-ROM 2095或者IC卡之类的记录介质上。程序从记录介质读出，经由RAM 2020安装在计算机1900中的硬盘驱动器2040中，并且由CPU 2000执行。
安装在计算机1900中且促使计算机1900起到信息处理设备10的作用的程序包括布局生成模块和选择模块。布局生成模块包括基本元素存储模块、组合元素存储模块、加载单模块、指配模块、生成模块、计算模块、哈希值转换模块、重复检测模块和相加模块。这些程序或模块与CPU 2000一起运行以促使计算机1900起到布局生成部12和选择部14的作用，布局生成部12包括基本元素存储单元22、组合元素存储单元24、加载单元32、指配单元34、生成单元36、计算单元38、哈希值转换单元40、重复检测单元42和相加单元44。
在这些程序中编写的信息处理被加载到计算机1900中，由此起到布局生成部12和选择部14的作用，它们是从软件和上面提及的各硬件资源的协作得到的具体装置。在此实施例中这些具体装置依据计算机1900的使用执行信息的计算或处理，由此构成了依据使用的唯一信息处理设备10。
例如，当计算机1900与外部设备等通信时，CPU 2000执行已经加载到RAM 2020的通信程序并且基于该通信程序中编写的处理内容指示通信接口2030实施通信处理。在CPU2000的控制下，通信接口2030读取存储在存储装置中提供的通信缓冲器等中的传输数据，并把该传输数据传送至网络，其中，存储装置诸如RAM 2020、硬盘驱动器2040、软盘2090、或CD-ROM 2095；或者通信接口2030把从网络接收的接收数据写入存储装置中提供的接收缓冲器等中。这样，通信接口2030通过使用直接存储器存取(DMA)方法把传输/接收数据传递至存储装置和从存储装置传递。可选地，CPU 2000从作为传递源的存储装置或通信接口2030读出数据并将该数据写入作为传递目的地的通信接口2030或存储装置，由此可以传递传输/接收数据。
而且，CPU 2000通过使用DMA传递等把存储在外部存储装置中的文件或数据库的整体或者必要部分，加载到RAM 2020中，所述外部存储装置诸如硬盘驱动器2040、CD-ROM驱动器2060(CD-ROM 2095)、或软盘驱动器2050(软盘2090)。于是，CPU2000对RAM 2000中的数据执行各种类型的处理。然后，CPU 2000使用DMA传输等把经处理的数据写回至外部存储装置。在这样的处理中，由于RAM 2020能够被视为临时存储外部存储装置的内容的装置，所以在该实施例中，RAM 2020、外部存储装置等共同称为存储器、存储单元、或存储装置。诸如该实施例中的各种程序、数据、表和数据库之类的各种类型的信息被存储在这样的存储装置中并经受信息处理。CPU 2000可以把RAM 2020中的数据的一部分存储在高速缓冲存储器中并对该高速缓冲存储器执行读和写操作。即使在这样的实施例中，由于高缓冲存储器从事RAM 2020的一些功能，所以假定在该实施例中高速缓冲存储器包括在RAM 2020、存储器、和/或存储装置中，除非另外指明。
而且，CPU 2000对从RAM 2020读出的数据执行程序中指令序列规定的各种类型的处理。各种类型的处理包括各种类型的计算、信息的处理、条件确定和该实施例中所描述的信息的取出和替换。于是，CPU 2000把经处理的数据写回至RAM 2020。例如，当CPU 2000执行条件确定时，CPU 2000对该实施例中描述的各种类型的变量中的每一个与另一变量或常数进行比较并确定是否满足条件。条件的示例包括该变量大于另一变量或常数，该变量小于另一变量或常数，该变量等于或大于另一变量或常数，该变量等于或小于另一变量或常数，以及该变量等于另一变量或常数。当条件满足(不满足)时，该过程分支至不同的指令序列或者调用子例程。
另外，CPU 2000可以搜索存储在文件中的信息或者存储在存储装置中的数据库。例如，当在存储装置中存储多个条目时，在每个条目中第二属性的属性值与第一属性的属性值相关联，CPU2000在存储在存储装置的多个条目中搜索其第一属性的属性值满足规定条件的条目，并读出存储在该条目中的第二属性的属性值，由此能够获取与第一属性相关联的满足预定条件的第二属性的属性值。
上面描述的程序或模块可以存储在外部记录介质上。除了软盘2090和CD-ROM2095之外，例如，诸如DVD或CD之类的光学记录介质、诸如MO之类的磁光学记录介质、磁带介质、或诸如IC卡之类的半导体存储器也可以用作记录介质。而且，诸如硬盘或RAM之类的提供在连接至私有通信网络或因特网的服务器系统中的存储装置可以用作记录介质，并且经由网络可以把程序提供给计算机1900。
虽然已经使用该实施例描述了本发明，但是本发明的技术范围并不限于上面提及的实施例的描述的范围。对于本领域技术人员而言显而易见的是在上面提及的实施例中可以进行各种改变或改进。根据权利要求书的描述，显而易见的是这样的改变或改进也包括在本发明的技术范围中。
应当注意，关于诸如在权利要求书、说明书和附图中描述的装置、系统、程序和方法中的操作、过程、步骤和阶段之类的过程的执行次序，诸如“在...之前”和“先于”之类的表达未明确给出，并且装置、系统、程序和方法可以以任何次序实现除非进行的过程的输出被下面过程使用。即使当权利要求书中的操作循环进行时，为了便利在说明书和附图中使用诸如“首先”和“下一个”之类的表达式进行描述，这不意味着要求这样的次序。
附图标记列表
10:信息处理设备
12:布局生成部
14:选择部
22:基本元素存储单元
24:组合元素存储单元
32:加载单元
34:指配单元
36:生成单元
38:计算单元
40:哈希值转换单元
42:重复检测单元
44:相加单元
1900:计算机
2000:CPU
2010:ROM
2020:RAM
2030:通信接口
2040:硬盘驱动器
2050:软盘驱动器
2060:CD-ROM驱动器
2070:I/O芯片
2075:图形控制器
2080:显示装置
2082:主机控制器
2084:I/O控制器
2090:软盘
2095:CD-ROM

Claims (18)

1.一种用于生成切割图案的信息处理设备，包括：
指配单元，为多个基本元素中的每一个基本元素指配元素标识值；
生成单元，对所述多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以便生成组合元素，所述组合元素表示两个或多个组合的基本元素，其中每个基本元素表示矩形制品板，其中所述组合元素表示每个布局候选表示用于从矩形材料板切割出两个或多个组合的基本元素中的每一个的切割图案；以及
计算单元，通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包含在组合元素中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算所述组合元素的一个元素标识值，
其中，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其不适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并，以及
其中，在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并。
2.依据权利要求1所述的信息处理设备，
其中，所述生成单元生成多个组合元素，以及
其中，所述信息处理设备还包括重复检测单元，其基于所述多个组合元素的元素标识值从所述多个组合元素中检测等同的组合元素。
3.依据权利要求2所述的信息处理设备，
其中，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过结合律对其适用但交换律对其不适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并，以及
其中，在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过结合律和交换律对其适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并。
4.依据权利要求3所述的信息处理设备，还包括
哈希值转换单元，依据预定规则把所述多个组合元素中的每一个元素的元素标识值转换为哈希值，
其中，所述重复检测单元基于所述多个组合元素的元素标识值的哈希值从所述多个组合元素当中检测等同的组合元素。
5.依据权利要求4所述的信息处理设备，其中，在检测到多个组合元素具有匹配的元素标识值的哈希值时，所述重复检测单元还分析包含在多个检测的组合元素中的多个基本元素是否匹配以及元素组合方法是否匹配以便检测等同的组合元素。
6.依据权利要求2所述的信息处理设备，其中所述指配单元为多个基本元素中的每一个元素指配由方阵表示的元素标识值。
7.依据权利要求6所述的信息处理设备，其中在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过矩阵乘法对两个相应的元素标识值进行合并。
8.依据权利要求6所述的信息处理设备，其中在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过矩阵加法对两个相应的元素标识值进行合并。
9.依据权利要求6所述的信息处理设备，其中在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过由表达式(11)指明的矩阵运算对两个相应的元素标识值进行合并[公式.11]
10.依据权利要求6所述的信息处理设备，其中在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过由表达式(12)指明的矩阵运算，对两个对应的元素标识值进行合并
[公式.12]
11.依据权利要求6所述的信息处理设备，其中在与彼此被区分开的组合方向上对两个基本元素进行组合的情况下，所述计算单元通过针对各个组合方向的不同运算对两个相应的元素标识值进行合并。
12.依据权利要求2所述的信息处理设备，所述信息处理设备是这样的设备，该设备在每个基本元素表示形状和尺寸的所述多个基本元素中对两个或多个基本元素进行组合，以便生成多个组合元素，每个组合元素表示两个或多个组合的基本元素，
其中，所述指配单元基于形状和尺寸为所述多个基本元素中的每一个指配元素标识值，以及
其中，所述计算单元根据所述组合方向，通过交换律对其适用的运算和交换律对其不适用的运算中的一个运算对两个相应的元素标识值进行合并。
13.依据权利要求12所述的信息处理设备，所述信息处理设备是这样的设备，其生成多个布局候选以作为所述多个组合元素，以及
其中，所述重复检测单元基于所述多个布局候选的元素标识值在所述多个布局候选中检测等同体。
14.依据权利要求13所述的信息处理设备，其中所述指配单元为具有相同尺寸的制品板指派相同的元素标识值。
15.依据权利要求13所述的信息处理设备，还包括
组合元素存储单元，将布局候选和元素标识值彼此相关联地进行存储；以及
相加单元，在确定了所述生成单元生成的新布局候选的元素标识值不匹配于存储在所述组合元素存储单元中的布局候选的元素标识值的情况下，附加地把所述新布局候选和相应的元素标识值存储在所述组合元素存储单元中。
16.依据权利要求15所述的信息处理设备，
其中，所述组合元素存储单元把包含在所述多个布局候选中的每一个布局候选中的制品板的数目与相应的布局候选相关联地进行存储，以及
其中，所述重复检测单元检测包含在所述新布局候选中的制品板的数目，从所述组合元素存储单元提取一个或多个布局候选，其中每个布局候选包括与所检测数目相同数目的制品板，以及在所述新布局候选的元素标识值和一个或多个提取的布局候选的元素标识值中确定等同体。
17.一种用于生成切割图案的计算机存储介质，其存储有计算机程序代码，其中所述计算机程序代码当其在计算机上运行时促使计算机起到信息处理设备的作用，所述信息处理设备包括：
指配单元，为多个基本元素中的每一个基本元素指配元素标识值；
生成单元，对所述多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以便生成组合元素，所述组合元素表示两个或多个组合的基本元素，其中每个基本元素表示矩形制品板，其中所述组合元素表示每个布局候选表示用于从矩形材料板切割出两个或多个组合的基本元素中的每一个的切割图案；以及
计算单元，通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包含在组合元素中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算所述组合元素的一个元素标识值，
其中，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其不适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并，以及
其中，在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，所述计算单元通过交换律对其适用的运算，对两个相应的元素标识值进行合并。
18.一种用于生成切割图案的方法，包括：
指配步骤，为多个基本元素中的每一个基本元素指配元素标识值；
生成步骤，对所述多个基本元素中的两个或多个基本元素进行组合以便生成组合元素，所述组合元素表示两个或多个组合的基本元素，其中每个基本元素表示矩形制品板，其中所述组合元素表示每个布局候选表示用于从矩形材料板切割出两个或多个组合的基本元素中的每一个的切割图案；以及
计算步骤，通过与元素组合方法相对应的运算，对分别指配给包含在组合元素中的多个基本元素的多个元素标识值进行合并，以便计算所述组合元素的一个元素标识值，
其中，在通过使用考虑次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，通过交换律对其不适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并，以及
其中，在通过使用忽略次序的组合方法对两个元素进行组合的情况下，通过交换律对其适用的运算，对两个对应的元素标识值进行合并。
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