CN115936396A - 基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统，包括以下步骤：获取货物和装载空间的规格信息；将大件货物按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造；将小件货物按照堆长、堆高、堆宽的组装方式进行多种简单模型块的构造；将简单模型块之间有一面能够完全贴合的简单模型块进行组合构造成复合模型块。本发明通过构造出所有可能性的简单模型块和复合模型块，基于构造的简单模型块和复合模型块能清晰的知道待装的货物哪些组合模式空间利用率更高，散碎的空间最小，如此，不但提高了集装箱的空间容积和载重量利用率，而且也大大提高了装箱的效率。
Description
技术领域
本发明属于物流货物拣选及集装箱技术领域，尤其涉及一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统。
背景技术
在进行物流运输时，集装箱作为一种标准化的装载容器被经常使用，集装箱在进行货物装载时，装箱的技术直接关系着集装箱资源以及运输空间是否能得到高效利用；目前，在进行货物装箱时，通常凭借历史装箱方案和经验对货物进行搭配组合然后进行装箱，但该种方法会出现集装箱的装载空间容积和载重量利用率低，不可装载货物的散碎空间多的问题，使用集装箱的性价比会大幅降低。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中的装箱方式凭借历史装箱方案和经验对货物进行搭配组合然后进行装箱，集装箱的装载空间容积和载重量利用率低，不可装载货物的散碎空间多。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统。
本发明是这样实现的，一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，包括以下步骤：
步骤1：获取货物和装载空间的规格信息；
货物的规格信息包括货物的长、宽、高尺寸信息和码放要求信息，依据货物的尺寸信息将货物分为大件货物和小件货物，装载空间的规格信息包括装载空间的长、宽、高尺寸信息；
步骤2：将大件货物按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造，且简单构造模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；
步骤3：将小件货物按照堆长、堆高、堆宽的组装方式进行多种简单模型块的构造，且简单构造模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；
步骤4：将简单模型块之间有一面能够完全贴合的简单模型块进行组合构造成复合模型块，且复合模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高。
进一步，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤a：将大件货物依据其尺寸信息进行分组，具备相同尺寸信息的货物划分为一组；
步骤b：依据大件货物的分组结果按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造；
步骤c：判断简单模型块是否满足构造条件，如满足则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；
步骤d：计算当前货物数量能够组装简单模型块的数量；
步骤e：依据计算得到的简单模型块数量对该简单模型块直接进行长度向和高度方向向组合构造多种组合的简单模型块。
进一步，所述判断简单模型块是否满足构造条件包括：
判断货物数量是否满足构造当前简单模型块的需求，如满足则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；
判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不作处理；
判断简单模型块两侧边占用装载空间长度差在一定范围内，如长度差在该范围内则构造该简单模型块，如超过则不作处理。
进一步，所述步骤b中不同的拼装组合方式主要包括N横摆M纵摆、回字形摆放和2货物摆放靠近容器两侧。
进一步，所述N横摆M纵摆的拼装组合方式包括以下步骤：
两次嵌环大件货物分组的货物尺寸，将第1层循环记为N横摆摆放的货物尺寸，将第2层循环记为M纵摆摆放的货物尺寸；
判断货物数量是否能够满足简单模型组合的数量，满足则构建简单模型块，不满足则不作处理；
尝试将纵摆货物正向旋转90°，分别记录两尺寸货物的长度分别为L1、L2，判断(L1*N-L2*M)是否超过范围，如果不超范围则构建简单模型块，如果超过范围则不作处理。
进一步，所述回字型摆放的拼装组合方式包括以下步骤：
一次循环大件货物分组的货物尺寸，依次取出每组规格对应的货物；
判断货物数量是否满足≧4件，不满足则不作处理；
判断货物的长与宽之和是否超过集装箱的宽度，超过则不作处理；
用货物总件数除以4，得出能构造出该回字简单模型块数量的最大值；
循环第4步的最大值，并将两件货作为横摆货物，两件货正向旋转90°作为纵摆货物排列组合出对应最大值数量的回字简单模型块。
进一步，所述步骤e中用于长度方向组合的简单模型块的层数不超过3层，用于高度方向组合的简单模型块的层数不超过2层。
进一步，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤f：将小件货物依据其尺寸信息和码放要求信息进行分组，具备相同尺寸信息和码放要求信息的货物划分为一组；
步骤g：递归小件货物分组结果依据装载空间计算货物的堆高数量NH、长摆数量NL、宽摆数量NW；
步骤h：依次按照堆高数量选用1——NH，长摆数量选用1——NL，宽摆数量选用1——NW，进行任意组合构建多种简单模型块；
步骤i：判断该简单模型块是否满足构造条件，如满足构造条件则依据货物码放要求依次按照正放、正放&旋转、侧放、侧放&旋转、立放、立放&旋转不同码放方式并按照步骤h进行简单模型块构建。
进一步，所述判断该简单模型块构建方案是否满足构造条件包括：
依据小件货物数量判断是否满足能够构成当前简单模型块，货物数量满足则构建该简单模型块，如货物数量不满足则不作处理；
判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不做处理。
本发明的另一目的在于提供一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造系统，该系统应用上述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法。
本发明提供的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统具有以下
有益效果：
本发明依据货物的规格信息对货物进行分组，在满足模型构造条件的前提下，通不过不同的组合方式将货物之间进行组装，构造出满足模型构造条件下所有可能性的简单模型块和复合模型块，在进行货物装箱时，基于构造的简单模型块和复合模型块就能清晰的知道待装的货物能有哪些不同的组合模式，哪些货物组合在一起空间利用率更高，散碎的空间最小，如此装载人员在装箱时便可以很直观的选择最合适的组合方案进行装箱，不但提高了集装箱的空间容积和载重量利用率，而且也大大提高了装箱的效率；本发明的技术方案充分解决了传统装箱方式凭借历史装箱方案和经验进行装箱导致装载空间容积和载重量利用率低，不可装载货物的散碎空间多的技术难题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法的流程图。
图2是本发明实施例提供的大件货物简单模型块构造步骤的流程图。
图3是本发明实施例提供的小件货物简单模型块构造步骤的流程图。
图4是本发明实施例提供的大件货物按不同组合方式构造的简单模型块示意图。
图5是本发明实施例提供的2个小件货物构造的简单模型块示例图。
图6是本发明实施例提供的2个简单模型块构造的复合模型块示例图。
图7是基于本发明实施例提供模型块构造方法构造的模型块进行三维装箱的仿真效果图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法及系统，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，包括以下步骤：
(1)步骤1：获取货物和装载空间的规格信息；
货物的规格信息包括货物的长、宽、高尺寸信息和码放要求信息，依据货物的尺寸信息将货物分为大件货物和小件货物，长宽均大于75cm为大件货，其他均为小件货物，装载空间的规格信息包括装载空间的长、宽、高尺寸信息。
(2)步骤2：将大件货物按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造；
大件货物的简单模型块的构造需要满足以下构造条件：(1)判断货物数量是否满足构造当前简单模型块的需求，如满足(即构造当前简单模型块对应任一规格货物的数量均不小于构建一个当前简单模型块所需该货物的数量)则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；(2)判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不作处理；(3)判断简单模型块两侧边占用装载空间长度差在一定范围内(优选的范围值为0-10cm)，如长度差在该范围内则构造该简单模型块，如超过则不作处理；
如图2和4所示，大件货物简单模型块的构造包括以下步骤完成：
步骤a：将大件货物依据其尺寸信息进行分组，具备相同尺寸信息的货物划分为一组；
步骤b：依据大件货物的分组结果按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造；不同的拼装组合方式主要包括N横摆M纵摆、回字形摆放和2货物摆放靠近容器两侧；
步骤c：判断简单模型块是否满足构造条件，如满足则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；
步骤d：计算当前货物数量能够组装简单模型块的数量；
步骤e：依据计算得到的简单模型块数量对该简单模型块直接进行长度向和高度方向向组合构造多种组合的简单模型块，并且用于长度方向组合的简单模型块的层数不超过3层，用于高度方向组合的简单模型块的层数不超过2层。
在步骤b中对大件货物以N横摆M纵摆的拼装组合方式进行组合时具体执行以下步骤：
两次嵌环大件货物分组的货物尺寸，将第1层循环记为N横摆摆放的货物尺寸，将第2层循环记为M纵摆摆放的货物尺寸；
判断货物数量是否能够满足简单模型组合的数量，满足则构建简单模型块，不满足则不作处理；
尝试将纵摆货物正向旋转90°，分别记录两尺寸货物的长度分别为L1、L2，判断(L1*N-L2*M)是否超过在一定范围内(优选的范围值为0-10cm)，如果不超范围则构建简单模型块，如果超过范围则不作处理。
在步骤b中对大件货物以回字型摆放的拼装组合方式进行简单模型块构建时具体执行以下步骤：
一次循环大件货物分组的货物尺寸，依次取出每组规格对应的货物；
判断货物数量是否满足≧4件，不满足则不作处理；
判断货物的长与宽之和是否超过集装箱的宽度，超过则不作处理；
用货物总件数除以4，得出能构造出该回字简单模型块数量的最大值；
循环第4步的最大值，并将两件货作为横摆货物，两件货正向旋转90°作为纵摆货物排列组合出对应最大值数量的回字简单模型块。
在步骤b中对大件货物以2货物摆放靠近容器两侧的组合方式进行简单模型块构建时具体执行以下步骤：
两次循环大件货物分组的货物尺寸，将第1层循环记为第一件的货物尺寸，将第2层循环记为第二件的货物尺寸；
分别记录两尺寸货物的长度分别为L3、L4，判断L3和L4长度差值是否满足在10cm以内，如满足则以两件货物分别贴近装载空间两侧壁为条件进行简单模型块构造，不满足则不作处理。
(3)步骤3：将小件货物按照堆长、堆高、堆宽的组装方式进行多种简单模型块的构造；且简单构造模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；
小件货物的简单模型块的构造需要满足以下构造条件：(1)判断小件货物数量是否满足能够构成当前简单模型块，货物数量满足(即构造当前简单模型块对应任一规格货物的总数量均不小于构建一个当前简单模型块所需该货物的数量)则构建该简单模型块，如货物数量不满足则不作处理；(2)判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不做处理；
如图3所示，小件货物简单模型块的构件通过以下步骤完成：
步骤f：将小件货物依据其尺寸信息和码放要求信息进行分组，具备相同尺寸信息和码放要求信息的货物划分为一组；
步骤g：递归小件货物分组结果依据装载空间计算货物的堆高数量NH、长摆数量NL、宽摆数量NW；
步骤h：依次按照堆高数量选用1——NH，长摆数量选用1——NL，宽摆数量选用1——NW进行任意组合构建多种简单模型块；
步骤i：判断该简单模型块是否满足构造条件，如满足构造条件则依据货物码放要求依次按照正放、正放&旋转、侧放、侧放&旋转、立放、立放&旋转不同码放方式并按照步骤h进行简单模型块构建；
以2件小件货物为例可构建的简单模型块示例如图5所示。
(4)步骤4：将简单模型块之间有一面能够完全贴合的简单模型块进行组合构造成复合模型块，且复合模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；以2个简单模型块为例有一面能够完全贴合构造的复合模型块如图6所示；在上述步骤中已经构造了大件货物之间进行组合的各种简单模型块和小件货物之间进行组合的各种简单模型块，本步骤是为了通过对比构建的所有简单模型块，判定这些简单模型块之间是否有一面能够完全贴合，如果能贴合便构造成复合模型块，如此，便更能更进一步清晰的判断出在进行装箱时哪些简单模型块组合能更加能够提高容积利用率。
一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造系统，该系统应用上述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，通过基于模型块进行三维装箱的模型块构造系统，用户可以导入待装货物的规格信息数据，系统可以依据上述方法构造出复合条件的模型块并对结果进行可视化展示。
实施例相关效果的证据。本发明实施例在研发或者使用过程中取得了一些积极效果，和现有技术相比的确具备很大的优势，如图7所示，为使用本发明技术方案构造的模型块进行三维装箱的仿真效果图，由仿真效果图可以很直观的看出，集装箱的空间容积利用率得到了极大的提高，货物之间的散碎空间极少。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：获取货物和装载空间的规格信息；
货物的规格信息包括货物的长、宽、高尺寸信息和码放要求信息，依据货物的尺寸信息将货物分为大件货物和小件货物，装载空间的规格信息包括装载空间的长、宽、高尺寸信息；
步骤2：将大件货物按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造，且简单构造模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；
步骤3：将小件货物按照堆长、堆高、堆宽的组装方式进行多种简单模型块的构造，且简单构造模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高；
步骤4：将简单模型块之间有一面能够完全贴合的简单模型块进行组合构造成复合模型块，且复合模型块的长、宽、高分别不超过装载空间的长、宽、高。
2.如权利要求1所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述步骤2具体包括如下步骤：
步骤a：将大件货物依据其尺寸信息进行分组，具备相同尺寸信息的货物划分为一组；
步骤b：依据大件货物的分组结果按照不同的拼装组合方式进行多种简单模型块构造；
步骤c：判断简单模型块是否满足构造条件，如满足则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；
步骤d：计算当前货物数量能够组装简单模型块的数量；
步骤e：依据计算得到的简单模型块数量对该简单模型块直接进行长度向和高度方向向组合构造多种组合的简单模型块。
3.如权利要求2所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述判断简单模型块是否满足构造条件包括：
判断货物数量是否满足构造当前简单模型块的需求，如满足则构造该简单模型块，如不满足则不作处理；
判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不作处理；
判断简单模型块两侧边占用装载空间长度差在一定范围内，如长度差在该范围内则构造该简单模型块，如超过则不作处理。
4.如权利要求2所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述步骤b中不同的拼装组合方式主要包括N横摆M纵摆、回字形摆放和2货物摆放靠近容器两侧。
5.如权利要求4所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述N横摆M纵摆的拼装组合方式包括以下步骤：
两次嵌环大件货物分组的货物尺寸，将第1层循环记为N横摆摆放的货物尺寸，将第2层循环记为M纵摆摆放的货物尺寸；
判断货物数量是否能够满足简单模型组合的数量，满足则构建简单模型块，不满足则不作处理；
尝试将纵摆货物正向旋转90°，分别记录两尺寸货物的长度分别为L1、L2，判断(L1*N-L2*M)是否超过范围，如果不超范围则构建简单模型块，如果超过范围则不作处理。
6.如权利要求4所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述回字型摆放的拼装组合方式包括以下步骤：
一次循环大件货物分组的货物尺寸，依次取出每组规格对应的货物；
判断货物数量是否满足≧4件，不满足则不作处理；
判断货物的长与宽之和是否超过集装箱的宽度，超过则不作处理；
用货物总件数除以4，得出能构造出该回字简单模型块数量的最大值；
循环第4步的最大值，并将两件货作为横摆货物，两件货正向旋转90°作为纵摆货物排列组合出对应最大值数量的回字简单模型块。
7.如权利要求2所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述步骤e中用于长度方向组合的简单模型块的层数不超过3层，用于高度方向组合的简单模型块的层数不超过2层。
8.如权利要求1所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述步骤3具体包括如下步骤：
步骤f：将小件货物依据其尺寸信息和码放要求信息进行分组，具备相同尺寸信息和码放要求信息的货物划分为一组；
步骤g：递归小件货物分组结果依据装载空间计算货物的堆高数量NH、长摆数量NL、宽摆数量NW；
步骤h：依次按照堆高数量选用1——NH，长摆数量选用1——NL，宽摆数量选用1——NW进行任意组合构建多种简单模型块；
步骤i：判断该简单模型块是否满足构造条件，如满足构造条件则依据货物码放要求依次按照正放、正放&旋转、侧放、侧放&旋转、立放、立放&旋转不同码放方式并按照步骤h进行简单模型块构建。
9.如权利要求8所述的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法，其特征在于，所述判断该简单模型块构建方案是否满足构造条件包括：
依据小件货物数量判断是否满足能够构成当前简单模型块，货物数量满足则构建该简单模型块，如货物数量不满足则不作处理；
判断简单模型块的长、宽、高分别是否超过装载空间的长、宽、高，如不超过则构造该简单模型块，如超过则不做处理。
10.一种基于模型块进行三维装箱的模型块构造系统，其特征在于，该系统应用上述权利要求1-9任意一项的基于模型块进行三维装箱的模型块构造方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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