CN111008458A - 一种大型油气模块管线的智能化套料方法 - Google Patents

一种大型油气模块管线的智能化套料方法 Download PDF

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刘伟
赵福桂
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Abstract

本发明公开了一种大型油气模块管线的智能化套料方法，本发明通过采用启发式算法对管线下料过程进行控制，通过计算得到每种原材料上最优的下料方案，然后尽可能多的使用最优的下料方案进行下料，该方案可以尽可能地提高原材料的利用率，并且可以极大地减少计算时间，减轻人工计算的困难，提高大型管线下料效率。

Description

一种大型油气模块管线的智能化套料方法
技术领域
本发明涉及一种大型油气模块管线的智能化套料方法，该方法适用于对大型管线进行套料。
背景技术
对于现在的下料问题，在机械加工行业中使用最多的方法就是在原材料上排放一些比较大的零件先进行下料，然后在分配一些小的零件进行下料，从而尽可能的提高对母材的利用效率。但是现在实际的生产过程中，依旧是依靠工人手工计算进行下料，工人根据自己的工作经验进行型材以及管材的下料，这样可以很快得到一个简单的解，但是这个解往往不太理想，对材料的利用率不是很高。并且手工计算时也容易出现计算错误的现象，下料过程费时，费力，影响工人的工作积极性和效率。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种提高管线套料效率的大型油气模块管线的智能化套料方法。
本发明解决技术问题所采用的技术方案为：
本发明的一种大型油气模块管线的智能化套料方法，包括以下步骤：
(1)将m种作为下料母材用的原材料的数据(Lj,bj)和n种施工图纸中要求的管线零件的数据(li,di)输入到数控库，并按照长度从小到大的顺序排列m种原材料的顺序(L1,b1),(L2,b2),...,(Lm,bm)和n种零件的顺序(l1,d1),(l2,d2),...,(ln,dn)，所述(Lj,bj)表示原材料的长度和数量，所述(li,di)表示所需要零件的长度和数量；
(2)按照数据库中原材料的数量和当前剩余的待加工零件数量，依次计算采用每种原材料加工所需零件的所有下料方案A＝{A1,A2,...Ai,...,Ap}，Ai表示第i种下料方案，Ap＝{a1p,a2p,...,aip,...,anp}，anp表示第p种下料方案中包含的第n种零件的数量；
其中对于任意一种母材的任意一种下料方案Ai中包含的第n种零件的数量的计算方法如下：
Figure BDA0002270300220000021
式中，dn表示零件数据库中待加工的第n种零件的数量，
Figure BDA0002270300220000022
表示小于或等于
Figure BDA0002270300220000023
的最大整数，
Figure BDA0002270300220000024
表示取
Figure BDA0002270300220000025
中的较小的数；
(3)按照步骤(2)计算得到的每一种下料方案中各待加工零件的数量，计算每一种下料方案中加工完待加工零件后所采用的原材料的余料长度Sj,公式如下：
Figure BDA0002270300220000026
(4)从所有下料方案A＝{A1,A2,...,Ap}中挑选出每种原材料的下料方案中余料最少的下料方案作为最优的方案按照步骤(2)计算得到的该种下料方案中各待加工零件的数量对待加工零件进行加工，然后执行下一步骤；
(5)从数据库中除去已经使用的原材料和已完成下料的零件数量，更新数据库中剩余的待加工零件数量和原材料数量，若数据库中所有需要加工零件的数量为零，则计算停止；若剩余需要加工的零件数量不为零，则根据更新过后的数据库中剩余所需待加工零件数量以及原材料数量，重复步骤(2)-(5)，直到完成所有零件的下料操作。
本发明的有益效果是:本发明算法收敛速度更快，结果收敛于全局最优解。指导工作人员对套料过程进行准确控制，减少工作人员的工作强度，并且提高管线的利用率，降低成本。
附图说明
图1是本发明一种大型油气模块管线的智能化套料方法算法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图所示的本发明的一种大型管线下料方法，包括以下步骤：
(1)将m种作为下料母材用的原材料的数据(Lj,bj)和n种施工图纸中要求的管线零件的数据(li,di)输入到数控库，并按照长度从小到大的顺序排列m种原材料的顺序(L1,b1),(L2,b2),...,(Lm,bm)和n种零件的顺序(l1,d1),(l2,d2),...,(ln,dn)。所述(Lj,bj)表示原材料的长度和数量，所述(li,di)表示所需要零件的长度和数量。
(2)按照数据库中原材料的数量和当前剩余的待加工零件数量，依次计算采用每种原材料加工所需零件的所有下料方案A＝{A1,A2,...Ai,...,Ap}。Ai表示第i种下料方案，Ap＝{a1p,a2p,...,aip,...,anp}。anp表示第p种下料方案中包含的第n种零件的数量。
其中对于任意一种母材的任意一种下料方案Ai中包含的第n种零件的数量的计算方法如下：
Figure BDA0002270300220000031
式中，dn表示零件数据库中待加工的第n种零件的数量，符号<>表示取小于或等于符号内数值的最大整数，即：
Figure BDA0002270300220000032
表示小于或等于
Figure BDA0002270300220000033
的最大整数。
Figure BDA0002270300220000041
表示取
Figure BDA0002270300220000042
中的较小的数。
(3)按照步骤(2)计算得到的每一种下料方案中各待加工零件的数量，计算每一种下料方案中加工完待加工零件后所采用的原材料的余料长度Sj,公式如下：
Figure BDA0002270300220000043
(4)从所有下料方案A＝{A1,A2,...,Ap}中挑选出每种原材料的下料方案中余料最少的下料方案作为最优的方案按照步骤(2)计算得到的该种下料方案中各待加工零件的数量对待加工零件进行加工，然后执行下一步骤；
(5)从数据库中除去已经使用的原材料和已完成下料的零件数量，更新数据库中剩余的待加工零件数量和原材料数量，若数据库中所有需要加工零件的数量为零，则计算停止；若剩余需要加工的零件数量不为零，则根据更新过后的数据库中剩余所需待加工零件数量以及原材料数量，重复步骤(2)-(5)，直到完成所有零件的下料操作。

Claims (1)

1.一种大型油气模块管线的智能化套料方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将m种作为下料母材用的原材料的数据(Lj,bj)和n种施工图纸中要求的管线零件的数据(li,di)输入到数控库，并按照长度从小到大的顺序排列m种原材料的顺序(L1,b1),(L2,b2),...,(Lm,bm)和n种零件的顺序(l1,d1),(l2,d2),...,(ln,dn)，所述(Lj,bj)表示原材料的长度和数量，所述(li,di)表示所需要零件的长度和数量；
(2)按照数据库中原材料的数量和当前剩余的待加工零件数量，依次计算采用每种原材料加工所需零件的所有下料方案A＝{A1,A2,...Ai,...,Ap}，Ai表示第i种下料方案，Ap＝{a1p,a2p,...,aip,...,anp}，anp表示第p种下料方案中包含的第n种零件的数量；
其中对于任意一种母材的任意一种下料方案Ai中包含的第n种零件的数量的计算方法如下：
Figure FDA0002270300210000011
式中，dn表示零件数据库中待加工的第n种零件的数量，
Figure FDA0002270300210000012
表示小于或等于
Figure FDA0002270300210000013
的最大整数，
Figure FDA0002270300210000014
表示取
Figure FDA0002270300210000015
中的较小的数；
(3)按照步骤(2)计算得到的每一种下料方案中各待加工零件的数量，计算每一种下料方案中加工完待加工零件后所采用的原材料的余料长度Sj,公式如下：
Figure FDA0002270300210000016
(4)从所有下料方案A＝{A1,A2,...,Ap}中挑选出每种原材料的下料方案中余料最少的下料方案作为最优的方案按照步骤(2)计算得到的该种下料方案中各待加工零件的数量对待加工零件进行加工，然后执行下一步骤；
(5)从数据库中除去已经使用的原材料和已完成下料的零件数量，更新数据库中剩余的待加工零件数量和原材料数量，若数据库中所有需要加工零件的数量为零，则计算停止；若剩余需要加工的零件数量不为零，则根据更新过后的数据库中剩余所需待加工零件数量以及原材料数量，重复步骤(2)-(5)，直到完成所有零件的下料操作。
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