CN110228640B - 一种多规格板件打包方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种多规格板件打包方法，通过读取数据库中的板件信息，采用全区域划分方法、整合算法以及最低水平线算法对数据库中未打包组件下的板件进行分包配置，形成打包数据，供打包使用。本发明利用全区域划分、整合算法及最低水平线算法进行分包以及对分包结果再分层排样，能快速给出不同订单不同组件下板件打包信息；大大提高打包效率，并且有效避免打包规则多样无序、混乱等问题；更好地保证了板件的完整性，最大程度节省包装空间，也节省了纸箱，提高货车载运量，降低成本。

Description

一种多规格板件打包方法

技术领域

本发明涉及板件打包技术领域，特别是涉及一种多规格板件打包方法。

背景技术

传统的家具行业由于自动化生产程度较低，浪费了大量的生产时间与劳动力，越来越不能满足客户对于家具产品需求量和质量方面的要求。

对于板件式的家具产品，如橱柜门、高柜门、抽屉等，在运输过程中保证板件式家具产品的质量是各家具生产厂商所要解决的问题，而板件式家具本身就是一个面积较大、尺寸规格复杂多样的产品。如果直接对成品板件式家具进行运输，很容易造成产品的损伤而且装卸不易、运输费用较高。为此，生产厂商们均会为客户的家具产品进行打包运输，以保证家具产品的完整性以及降低产品运输成本。此时，如何把家具产品包装打包好显得尤为重要。

传统的板件式家具产品均是通过工人根据个人的经验进行打包的。打包工人用眼睛观察板件尺寸，根据自己经验，把板件打进一个包装箱内，不同的工人可能有不同的打包方案，没有统一的打包标准，这种打包方法存在如下缺陷和不足：

需要大量的人力，浪费大量的时间，效率低；不同的工人有不同的打包方案，不能快速合理地完成打包，容易造成混乱，增加工人负担；不合理的打包容易造成空间浪费，提高搬运、装卸难度，增加成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，提供一种多规格板件打包方法,通过读取板件数据库，经过全区域划分、整合、最低水平线，能保证相同尺寸或相近尺寸分在同一包中，并且保证每包板件的总重量在一定合理范围内，使板件分包更快捷合理，提高效率，降低装卸难度，减小空间浪费，降低成本。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种多规格板件打包方法，包括步骤：

读取板件数据库，判断是否存在未打包的组件，若存在，则采用预定算法对未打包组件下的板件进行打包配置，形成打包数据，供打包使用；所述采用预定算法对板件进行打包配置，形成打包数据的步骤如下：

首先，采用全区域划分算法，按一定间隔划分根据板件宽长所确定的平面区域，形成多个板件容纳区域；根据板件参数和板件容纳区域的参数，将组件下的板件放到各板件容纳区域中，形成以板件容纳区域的编号及板件的初步放置信息构建的二维列表式的分包字典中，初步完成板件分包；

其次,采用整合算法，根据各板件容纳区域内板件初步分包情况，对初步分包结果再分包或不分包，形成分包数据记录在最终的分包字典中，得到分包结果；

最后，利用最低水平线算法对分包结果中各包内板件进行分层排样，给出各包板件具体的放置位置，形成打包数据。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用全区域划分、整合、基于最低水平线分层排样方法，能快速给出不同订单不同组件下板件放置的位置、尺寸、所属包编号、所属层编号、包中板件总层数总面积总数量、层中板件总数量等多方面信息，从而使打包成品的板件式家具更加合理、快捷，不需要工人根据眼睛缓慢辨别板件的数据属性再去打包；不需要浪费大量的人力和时间，大大提高打包效率，并且有效避免打包混乱的问题；更好地保证了板件的完整性，最大程度节省包装空间，也节省了纸盒，提高货车载运量，降低成本，同时也能协调包装中板件质量与重量的关系，降低运输中板件的损坏几率。

附图说明

图1为本发明的板件打包方法主流程图；

图2为本发明板件打包方法的全区域算法流程图；

图3为本发明板件打包方法的经全区域算法初步放置板件结果图；

图4为本发明板件打包方法的整合算法流程图；

图5为本发明板件打包方法的最低水平线算法流程图；

图6为未经本发明板件打包方法处理的原始数据图；

图7为经本发明板件打包方法处理后的数据图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，本发明一种多规格板件打包方法，包括以下步骤：

S101,采用全区域划分算法，初步完成板件的分包：

取合适间隔，划分板件长宽所能涉及的全部区域，并计算区域容纳板件数量的最小值和最大值，再根据板件宽长组成的坐标点和区域范围，将板件放到各区域中，最大限度保证相同尺寸或相近尺寸分在同一包中，初步完成板件分包；

S102,采用整合算法，对初步分包的结果进行再分包，实现板件合理分包：

根据区域所能放置板件的最小数量和最大数量，分别处理区域板件数量在最小数量和最大数量之间、区域板件数量小于最小数量、区域板件数量大于最大数量三种情况，最大限度保证分包的合理性，进一步完成板件的合理分包。

其中，本发明中，所述全区域划分算法的具体步骤如下：

(1)定义一包板件重量阈值为[Q_min,Q_max]，板件宽度阈值为[W_min,W_max]，长度阈值为[L_min,L_max]，划分的区域间隔为I；

(2)以板件宽度为横坐标，长度为纵坐标建立坐标系，将宽长阈值范围组成的平面区域按间隔I进行全区域划分。其中宽度方向上划分的区间为[W_min,I],[I,2I],[2I,3I],...,[(m-1)I,W_max]，长度方向上划分的区间为[L_min,I],[I,2I],[2I,3I],...,[(n-1)I,L_max]，此处的m,n分别为宽长方向上的区间个数，则将宽长区间进行一一组合，可以得到m×n个板件容纳区域，并将区域编号为1，2，...i,...,m×n。

(3)从数据库中读取一个组件下所有板件长度、宽度、厚度、板件号和所属的组件号等信息；

(4)根据板件厚度，然后利用下面的公式计算出各板件容纳区域内能够放置板件的数量阈值[K_min,K_max]。

其中，[.]代表取整符号，w_low,w_up,l_low,l_up分别表示各板件容纳区域宽长(mm)方向的上下限，thick为板件的厚度(mm)，density为板件密度(kg/m³)，Q_min,Q_max为一包板件重量(kg)阈值。

(4)根据板件宽长和板件容纳区域的上下限，初步将组件下的各板件分别放置在各板件容纳区域中；

(5)以区域的编号为键，以板件的初步放置信息为值，存放在二维列表中，键值对组成的初步放置板件整体信息存放字典中，输出初步分包结果，供整合算法使用。

上述的步骤(3)读取一个组件的解释是：由于订单是由多个组件组成，且一个组件下的板件类型与板件厚度是一样的，因此以一个组件为维度进行打包更符合客户的安装要求。故本发明提供的打包方案以组件为维度，并给出打包规则如下：

规则1：以一个组件为维度进行打包运算，相同尺寸的板件式家具尽可能在同一个包中，如果一个包不满足，则分别放置在不同包中；

规则2：尺寸相差不大的板件式家具尽可能在同一个包中，尽量避免出现一包板件数量很少的情况；

规则3：尺寸相对较小的板件，可同层进行组合，但组合好的总尺寸，需保证与下面一层的总尺寸尽可能相近。中间层不允许比相邻层总尺寸小太多，以保证板件打包时的稳定性；

规则4：单个包的总重量不能太大，防止超过工人搬运、卸载货物的极限。

工厂实际生产的板件，板件长度和宽度均在30mm-2436mm范围内，但是宽长不能同时超过1200mm。在实际订单中，通过比较板件的长宽，取较长的为长，较短的为宽，将长度范围固定在30mm-2436mm，将宽度范围固定在30mm-1200mm。

见图3所示，以100mm为单位间隔(最大程度保证尺寸相差不超过100mm可放在同一包)，将宽度方向划分为12个区间，将长度方向划分为24个区间，总计288个区域，然后将以实际订单下的一个组件为维度，通过比较板件长宽与区域的关系，将组件下的板件放入各处于中(图3中区间内的点为板件宽长组成的坐标点，尺寸相同的板件坐标点会重合)，最大限度保证相同尺寸或相近尺寸分在同一包中，初步完成板件分包。

其中，本发明中，所述的整合算法的步骤如下：

(1)获取全区域划分算法输出的初步分包结果；即获取通过全区域划分算法所得到的板件初步放置在各板件容纳区域的二维列表信息(即分包字典)；

(2)判断初步放置在各板件容纳区域内板件的情况。如果各板件容纳区域内被放置的板件数量K_i在对应板件容纳区域全部都满足

为编号i区域内板件数量最小值和最大值，则放置板件的板件容纳区域数量即为分包数量，进入步骤(9)，否则进入步骤(3)；

(3)判断初步放置在各板件容纳区域内板件的数量K_i是否存在

如果存在，把该板件容纳区域板件进一步分多包，找出所有存在的区域及板件，进入步骤(4)，否则进入步骤(6)；

(4)将存在

区域内的板件按照长度和宽度由小到大排列；

(5)计算

的商k和余数r，确定区域分包情况。

(6)判断已放置在各区域内板件的数量K_i是否存在

如果存在，找出所有存在的区域，对这些区域的板件进行重组，进入步骤(7)，否则进入步骤(9)；

(7)用

即用区域的能够放置板件的最大块数减去区域已放置的板件数量，计算所有区域能够容纳板件的剩余数量K_r；利用板件的长宽厚和密度计算没有达到K_max数量的区域内板件的重量，并将其降序排列；

(8)选没有达到区域K_max数量且板件重量最大的区域为重组板件放置的目标区域，记录目标区域放置板件的Q是否小于Q_max。如果Q<Q_max，以目标区域的中心点((w_low+w_up)/2,(l_low+l_up)/2)为参考点，以需要要重组的板件宽长(w,l)为可行点，计算该参考点距离所有可行点的距离，选距离参考点最近的可行点对应的板件放置到目标区域，更新各区域板件重量Q，判断目标区域板件重量Q是否小于Q_max，如果Q<Q_max，重复上述操作寻找距离最近板件放置，否则选没有达到K_max数量且重量次大的区域为目标区域，以此类推，继续进行重组操作，直到所有放置板件的区域都不存在需要重组状态的板件才结束重组操作。

(9)以区域的编号为键，以板件分包时所属的包、板件长宽厚、板件号等二维信息列表为值，将即各板件的分包情况记录在字典中，输出进一步分包结果，完成板件的分包过程。

所述整合算法的上述步骤(5)中处理一个区域板件分多包的具体过程为：

1)当K_i能被整除

时，则该板件容纳区域能容纳k包板件，将板件容纳区域重新编号为i-1,i-2,...,i-k(此处的“-”不是减号，只起连接作用，下面类同)，将步骤(4)排序好的板件以

为数量单位，依次放置到i-1,i-2,...,i-k区域中，进入步骤(6)；

2)当K_i不能被整除

时，则该板件容纳区域能容纳k+1包板件，将板件容纳区域重新编号为i-1,i-2,...,i-k,i-(k+1)，将排序好的板件以

为数量单位，依次放置到i-1,i-2,...,i-k区域中，将该区域剩余的数量为r那些板件放置在i-(k+1)区域中，此时对数量为r的板件有2种处理方式：

Ⅰ、当

时，则该板件容纳区域板件能分k+1包，进入步骤(6)；

Ⅱ、当

时，则该板件容纳区域板件能分k包，i-(k+1)区域中的板件需要重组，记录该区域板件需要重组的状态，进入步骤(7)。

本发明中，通过整合算法的运用，对全区域划分算法处理完成的初步分包的板件，分别从区域板件数量在最小数量和最大数量之间、区域板件数量小于最小数量、区域板件数量大于最大数量三个方面来处理，进一步完成板件的合理分包，能最大限度保证分包的合理性，使各包总重量能合适地被搬运、装卸、运输且避免出现一包板件数量很少的情况。

进一步的，在通过所述全区域划分算法和整合算法完成的分包，获得相应的分包结果，还进一步的包括对板件分层排样的步骤。

具体的，可以采用最低水平线算法，实现板件分包后分层排样，即获取该通过全区域划分算法和整合算法获得的分包的结果，将每包板件进一步分层排列处理，给出各包板件具体的放置位置，最大限度地保证板件打包时的稳定性和合理性。

见图5，所述的最低水平线算法的具体步骤如下：

(1)，获取通过整合算法形成的各板件的分包字典信息；

(2)计算包中板件长度尺寸最大值、宽度尺寸最大值作为包装纸箱的长宽尺寸，分别用L_box,W_box表示，并建立以L_box为横轴，W_box为纵轴的坐标系，便于记录板件排样时左下角的位置信息；

(3)将包中板件按照长度和宽度进行降序排列，并标记包中各板件的状态S＝0，表示板件未完成排样状态(S＝1表示板件完成排样状态)；

(4)初始化最低水平线为0；

(5)首先以最低水平线对包中的第一层进行排样，此时待排样区域就是整个纸包装箱长宽围成的区域。取排序后的第一个板件放置到待排样区域中，标记该板件S＝1，记录板件位置和所属层编号，更新当前最低水平线的剩余区域为新产生的待排样区域；

(6)判断包中的S＝0的板件能否放置到新待排样区域，如果该板件能放置进去，标记该板件S＝1，记录板件位置和所属层编号，更新当前最低水平线待排样区域，继续判断包中的下一个S＝0的板件能否放置到新待排样区域，依次下去，否则，再判断下一个S＝0的板件能否放置到新待排样区域，依次下去。

(7)若当前最低水平线上的待排样区域不能放置包中任何一块S＝0的板件，则通过提升最低水平线来产生新的待排样区域，并将提升后最低水平线更新为当前最低水平线，继续判断包中的S＝0的板件能否放置到新待排样区域，重复步骤(6)、(7)的操作，直到当前层产生的待排样区域不能放置任何一块S＝0的板件或最低水平线超过W_box，记录当前层的板件数量，并更新当前层为第二层，重复步骤(4)、(5)、(6)、(7)对第二层进行层排样，依次下去，直到包中的所有板件的状态S都标记为1为止，此时计算该包的总层数和总面积信息。

(8)重复步骤(2)-(7)继续下一包的层排样，直到组件下所有包完成层排样。输出包中板件放置的坐标位置、尺寸、所属包编号、所属层编号、包中板件总层数总面积总数量、层中板件总数量信息，并根据板件厚度和总层数，可确定包装纸箱的高度，完成一个组件的打包。

其中，所述的最低水平线算法的上述步骤(7)中提升最低水平线的具体过程为：

1)根据记录的板件左下角坐标和板件的尺寸计算最低水平线上所有板件的左上角坐标，记这些坐标为(x_i,y_i)；

2)计算这些坐标y_i的最小值为y_min；

3)提升最低水平线到y_min处，更新最低水平线为y_min。

通过最低水平线算法，将板件进一步进行分层排列处理，给出各包板件具体的放置位置，最大限度地保证了板件打包时的稳定性和合理性。

形成打包数据后，存储在数据库中，可以输出到计算机中显示，或由打包人员调取，根据打包数据来进行快速打包作业。

见图6，给出了一个工厂的实际订单，该订单只有一个MY_1777套系且板件厚度为18mm(18单面板)，即只有一个组件，对该组件下的48块板件运用本发明的打包算法，其打包结果见图7。见图7，给出了该组件下的板件打包的包编号、一包板件总面积、一包板件总数量、层编号、板件位置及状态(0表示板件层排样不需要旋转，1表示旋转，本次层排样无旋转的板件)、板件尺寸、板件号信息。该组件共打了6包，相同尺寸，如P48O43S55-5包板件全都放在一起，相近尺寸如P48O43S55-2包板件也放在了一起，将不满足区域条件的尺寸，通过整合算法分到其他区域，可将尺寸小的板件放在大板件上面进行拼接，且符合稳定性要求，如P48O43S55-2包，各包的板件总面积和通过总面积计算的总重量也在合理阈值范围中。

通过以上分析，可以看出，本发明利用全区域划分算法、整合算法、最低水平线算法，实现了一种快捷、合理、效率高、装卸更舒适、产品更完整、成本更低的多规格板件打包方法，克服了工人手动打包方式的缺陷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多规格板件打包方法，其特征在于，包括步骤：

读取板件数据库，判断是否存在未打包的组件，若存在，则采用预定算法对未打包组件下的板件进行打包配置，形成打包数据，供打包使用；所述采用预定算法对板件进行打包配置，形成打包数据的步骤如下：

首先，采用全区域划分算法，按一定间隔划分根据板件宽长所确定的平面区域，形成多个板件容纳区域；根据板件参数和板件容纳区域的参数，将组件下的板件放到各板件容纳区域中，形成以板件容纳区域的编号及板件的初步放置信息构建的二维列表式的分包字典中，初步完成板件分包；

其次,采用整合算法，根据各板件容纳区域内板件初步分包情况，对初步分包结果再分包或不分包，形成分包数据记录在最终的分包字典中，得到分包结果；

最后，利用最低水平线算法对分包结果中各包内板件进行分层排样，给出各包板件具体的放置位置，形成打包数据。

2.如权利要求1所述的多规格板件打包方法，其特征在于，所述的根据板件参数和板件容纳区域的参数，将组件下的板件放到各板件容纳区域中的步骤具体包括：

从数据库中读取一个组件下所有板件的长度、宽度、厚度、板件编号和所属的组件编号信息；

根据板件的厚度、密度、一包板件的重量阈值以及板件容纳区域的宽长阈值参数，计算各个板件容纳区域能容纳板件的数量阈值；

根据板件宽长和板件容纳区域的参数，将组件下的板件放到各板件容纳区域中。

3.如权利要求1所述多规格板件打包方法，其特征在于，所述板件的初步放置信息包括板件编号、板件的长宽厚数据以及对应的板件容纳区域的板件放置数量阈值。

4.如权利要求1所述多规格板件打包方法，其特征在于，根据放置在各板件容纳区域内板件的情况，决定对初步分包结果再分包或不分包的步骤如下：

(1)若

为第i个板件容纳区域内的板件数量最小值和最大值，K_i为各板件容纳区域内被放置的板件数量，则放置板件的板件容纳区域数量即为分包数量，否则进入步骤(2)；

(2)判断是否存在

若存在，进入步骤(3)，否则进入步骤(5)；

(3)将存在

的板件容纳区域内的板件按照长度和宽度升序排列；

(4)计算

的商k和余数r，确定分包情况；

(5)判断是否存在

若存在，找出存在

的板件容纳区域，对

的板件容纳区域的板件进行重组，进入步骤(6)；

(6)用

计算所有板件容纳区域能够容纳板件的剩余数量K_r；用板件长宽厚和密度计算未达到K_max数量的板件容纳区域内板件的重量并降序排列；

(7)选取未达到K_max数量且板件重量最大的区域为重组板件放置的目标区域，记录目标区域放置板件的重量Q是否小于最大板件放置重量Q_max，若Q<Q_max，以目标区域的中心点为参考点，以需要重组的板件宽长组成的坐标为可行点，计算该参考点距离所有可行点的距离，选距离参考点最近的可行点对应的板件放置到目标区域，更新各区域板件重量Q，判断目标区域板件重量Q是否小于Q_max，若Q<Q_max，重复上述操作寻找距离最近板件放置，否则选取未达到K_max数量且重量次大的区域为目标区域，以此类推，继续进行重组操作，直到所有放置板件的区域都不存在需要重组状态的板件才结束重组操作；

其中，所述步骤(4)确定再分包情况的步骤如下：

当K_i能被

整除时，则该板件容纳区域能容纳k包板件，将板件容纳区域重新编号，将步骤(3)排序好的板件以

为数量单位，依次放到目标容纳区域中，进入步骤(5)；

当K_i不能被

整除时，该板件容纳区域能容纳k+1包板件，将板件容纳区域重新编号，将排序好的板件以

为数量单位，依次放到目标容纳区域中，将数量为r的板件放置在i-(k+1)区域中，对数量为r的板件按下述方式处理：

当

时，则该板件容纳区域板件能分k+1包，进入步骤(5)；

当

时，则该板件容纳区域板件能分k包，i-(k+1)区域中的板件需要重组，记录该i-(k+1)区域板件需要重组的状态，进入步骤(6)。

5.如权利要求1所述的多规格板件打包方法，其特征在于，所述采用利用最低水平线算法对分包结果中各包内板件进行分层排样的步骤具体如下：

获取通过整合算法形成各板件的最终分包字典信息；

根据分包字典信息，采用最低水平线算法对一个组件下所有包的板件进行分层排样；

排样完成后，输出每个包中放置板件的坐标位置、尺寸、所属包编号、所属层编号、包中板件层数面积数量、各层板件数量信息；完成一个组件的打包过程。

6.如权利要求5所述的多规格板件打包方法，其特征在于，其中，对每个包的板件分层排样的步骤如下：

将一个包中板件长度尺寸最大值、宽度尺寸最大值作为包装纸箱长宽尺寸；

将包中的板件按照长度和宽度降序排列；

先用最低水平线算法对包中第一层待排样区域排样，待排样区域是包装纸箱长宽围成的区域，将包内的板件放置到第一层的待排样区域中，完成第一层排样后，再对第二层进行排样，依次下去，直到包中的各层板件排样完成为止，计算该包的总层数和总面积信息，并根据板件厚度和总层数，确定包装纸箱的高度。

Images