EP3510502A1 - Procede et dispositif d'optimisation d'un plan de decoupe par guillotine de pieces de verre - Google Patents

Procede et dispositif d'optimisation d'un plan de decoupe par guillotine de pieces de verre

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Publication number
EP3510502A1
EP3510502A1 EP17771817.8A EP17771817A EP3510502A1 EP 3510502 A1 EP3510502 A1 EP 3510502A1 EP 17771817 A EP17771817 A EP 17771817A EP 3510502 A1 EP3510502 A1 EP 3510502A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cutting
node
tree
cutting plane
pieces
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17771817.8A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Claire LUCAS
François SAUSSET
Lydia TLILANE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP3510502A1 publication Critical patent/EP3510502A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
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    • G05B19/182—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by the machine tool function, e.g. thread cutting, cam making, tool direction control
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
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    • C03B33/023—Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/037—Controlling or regulating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
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    • C03B33/10—Glass-cutting tools, e.g. scoring tools
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    • G—PHYSICS
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    • Y02P90/30—Computing systems specially adapted for manufacturing

Definitions

  • the present invention is in the field of glass cutting processes and is more specifically a method and a device for optimizing such cuts.
  • the method and the method according to the invention make it possible in particular to reduce the glass losses during the creation of cutting lots in the factory.
  • a guillotine cutting plane of a batch of rectangular glass pieces must take into account the fact that the pieces are intended to be stacked on one or more trestles, in a predetermined sequence specific to each bridge.
  • the invention relates to a method and a device for determining a cutting plane that does not have the aforementioned drawbacks. More specifically, and according to a first aspect, the invention relates to a computer implemented method for determining an optimized plan for guillotine cutting of a batch of rectangular glass pieces in at least one glass tray, the parts being intended , after cutting, to be stacked on one or more trestles, the pieces of an easel to be placed on a cutting tray in a predetermined sequence for this trestle, said method comprising:
  • the invention finds a preferred application when the parts are intended to be stacked on at least two trestles, with a predefined sequence for each bridge.
  • the invention also finds a preferred application when at least two glass trays are used.
  • the invention is a method for designing a large number of complete cutting plans, including for complex batches.
  • the method is remarkable in that it progressively builds a tree of the partial cutting planes by placing the pieces one by one in compliance with the constraints.
  • the parts of the partial and complete cutting planes have the dimensions of the parts intended to be effectively stacked on the trestles; each complete cutting plan includes exactly the number of pieces intended for all the trestles.
  • the root is the 1st level of the tree, the son of the root the 2nd level of the tree, the son of the son the 3rd level of the tree, etc.
  • This method has the further advantage that it can easily be parallelized.
  • the method greatly facilitates the task of the operator consisting essentially of entering the constraints and the optimization criterion.
  • This optimization criterion may aim at minimizing a total area of loss generated by cutting.
  • the operator can define another optimization criterion, for example to minimize the number of glass trays used.
  • the cutting constraints can be chosen from:
  • a minimum width of the falls for example greater than twice the thickness of the plate
  • a direction of the first break for example in the direction of the width of the tray, or the maximum width of a cutting level for example three meters, due to handling constraints.
  • the positioning constraints can be chosen from the orientation of the pieces in a plate, the relative position of the pieces of the same plate according to their level, the maximum number of said at least one glass plate. .
  • a node of the tree has a maximum of 9 m son, where m is the number of trestles.
  • the creation of the tree comprises:
  • each iteration comprising:
  • a step of creating at least one child node of said current node the cutting plane associated with said child node being obtained by adding to the partial cutting plane associated with said current node, and subject to the constraints, the next piece of a bridge taken according to the predetermined sequence of this bridge.
  • This variant is remarkable in that it comprises, at each iteration, a step of selecting the current node whose son are created according to the characteristics of the partial cutting plane represented by this node.
  • the method includes a step of stopping the iterations if the duration of execution of the method is greater than a predefined duration so as to allow the operator to take cognizance of the an optimized solution or a good solution within a reasonable time.
  • the method allows the user to know the best solution at any time while letting the process run to possibly discover better solutions.
  • the current node is selected:
  • a first criterion called “minimum drop criterion” of selecting the node associated with the cutting plane for which the ratio of loss area / useful area is minimal; or - according to a second criterion called “maximum surface criterion” of selecting the node associated with the cutting plane for which the useful surface is the largest.
  • This strategy of exploration of the tree in other words the selection of the current node consists in alternating between the two criteria “minimum fall” and “maximum area”.
  • the criterion "minimum drop criterion" can be used during a defined period of time or during a predetermined number of iterations or until reaching a computer RAM occupancy rate (about 2 million open nodes).
  • the sheet associated with the complete cutting plane maximizing the optimization criterion is stored, the other sheets being deleted.
  • the first sheet obtained is stored, and when a new sheet is obtained, only the sheet associated with the best complete cutting plane is stored in memory.
  • the method comprises a step of removing the nodes of the tree associated with partial cutting planes for which the area of the acquired falls is greater than the area of loss of a complete cutting plane associated with a said sheet.
  • This embodiment can advantageously be combined with the previously described embodiment in which the "minimum fall criterion" and “maximum surface criterion” are alternated.
  • a pruning operation is done on all the current nodes in order to try to remove non-promising nodes which will not lead to a better complete cutting plan. This is done by comparing the geometric loss of a node not yet explored to that of the best solution obtained so far; in other words if the loss of a node is greater than the loss of the best solution, we delete this node). This reduces the number of remaining nodes to explore and thus free up memory.
  • This criterion is also applied for a certain time or during a number of predefined iterations, then the "minimum fall" criterion is reapplied again in order to create new promising nodes.
  • the procedure consists of alternating between these two criteria, that is to say alternating between the creation of promising new nodes and the obtaining of new and improved solutions that allow the removal of the least promising nodes.
  • This notion of "acquired falls" is recalled with other notions with reference to FIG. 7 representing a partial cutting plan PDP.
  • This particular embodiment makes it possible to prune the tree and to considerably reduce the duration of execution of the process.
  • the optimization method according to the invention avoids or minimizes the creation in the tree of nodes corresponding to isomorphous partial cutting planes, namely cutting planes comprising the same parts and presenting the same surface of acquired falls.
  • the partial cutting planes PDPA and PDBP of FIG. 9 are isomorphous.
  • said positioning constraints comprise at least one lexicographic constraint on a number of said easels to avoid or minimize the creation of nodes corresponding to isomorphous partial cutting planes.
  • the positioning constraints may include two lexicographic rules according to which:
  • the easel number of this last piece must be less than the easel number of the previous piece; - If you place the last piece to the right of the previous one, the easel number of this last piece must be greater than or equal to the easel number of the previous piece.
  • the node is classified according to at least one characteristic of the cutting plane represented by this node, this or these characteristic (s) being sufficient to select the complete cutting plane. optimized.
  • This characteristic is preferably the characteristic used during said step of selecting the current node of the shaft in the optimized variant embodiment.
  • This embodiment avoids having to re-browse the entire shaft to select the optimized complete cutting plane and to select the current node in the optimized embodiment variant.
  • the other nodes of the tree are represented in memory by the bridge number of the last piece placed, and the direction in which it was laid.
  • This embodiment allows a minimum memory footprint.
  • the invention also relates to a device for determining an optimized plan for guillotine cutting of a batch of rectangular glass pieces in at least one glass plate, the parts being intended, after cutting, to be stacked on at least one easel, the pieces of an easel to be placed on a cutting tray in a predetermined sequence for this bridge, said device comprising:
  • a module for creating a tree comprising a root, sheets each representing a complete cutting plane for cutting all the pieces of the batch, each other node of the tree representing a partial cutting plane, the associated cutting plane; at a node of the tree being obtained by adding to the partial cutting plane associated with the father node of this node, under the respect of the constraints, the next piece of an easel determined according to the predetermined sequence of this easel; and
  • a module for selecting a complete cutting plane associated with a leaf of the tree according to said optimization criterion a module for selecting a complete cutting plane associated with a leaf of the tree according to said optimization criterion.
  • the cutting planes obtained by the process according to the invention can in particular be used:
  • the cut when cutting itself, the cut consisting mainly of propagating cracks on the glass, in an order respecting the cutting plane;
  • the invention is also directed to a method of guillotine cutting of a batch of rectangular glass pieces in at least one glass tray, characterized in that it comprises:
  • the batch is itself determined by the implementation of a method of determining an optimized cutting plane as described above.
  • the various steps of the method for determining an optimized cutting plane according to the invention are determined by computer program instructions.
  • the invention also relates to a computer program, on an information medium, this program including instructions adapted to the implementation of the steps of a method for determining an optimized cutting plane according to the invention. invention.
  • This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.
  • the invention also relates to a computer-readable information medium, comprising instructions of a computer program as mentioned above.
  • the information carrier may be any entity or device capable of storing the program.
  • the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, for example a hard disk.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method in question.
  • FIGS. 2A and 2B show complete cutting planes for cutting all the pieces of the trestles of FIG.
  • FIG. 3 represents, in flowchart form, the main steps of a determination method according to a first particular embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows partial cutting planes obtainable by the invention
  • FIG. 5 represents, in flowchart form, the main steps of a determination method according to a second particular embodiment of the invention.
  • FIG. 6 represents, in flowchart form, the main steps of an optimization function implemented by the determination method of FIG. 5;
  • FIG. 8 represents a buffer memory for storing the nodes associated with the partial cutting planes in a particular embodiment of the invention
  • FIG. 9 already described represents isomorphous partial cutting planes.
  • Figure 10 schematically shows the hardware architecture of a determination device according to a particular embodiment of the invention.
  • This method can be implemented by the determination device 100 according to the invention shown in FIG. 10.
  • This device presents the hardware architecture of a computer. It comprises, in particular, a processor 101, a ROM-type ROM 102, a RAM-type random access memory 103, a keyboard 104, a screen 105 and a hard disk 106.
  • the ROM-type memory 102 constitutes a medium within the meaning of the invention. It comprises a PG computer program comprising instructions for carrying out the steps of the method for determining an optimized cutting plane according to the invention.
  • the program PG contains instructions to allow the execution of the steps shown in FIG. This program makes it possible to determine an optimized plan for guillotine cutting of pieces P22 to P22 in at least one glass plate.
  • This program includes a module enabling the operator to provide the device 100 with the keyboard or by any other means the cutting constraints and positioning constraints of the parts and an optimization criterion.
  • This data can be stored on the hard disk 106.
  • This program also includes a module for creating a tree comprising a root, sheets each representing a complete cutting plane for cutting all the pieces of the batch, each other node of the tree representing a partial cutting plane, the plan cutter associated with a node of the tree being obtained by adding to the partial cutting plane associated with the father node of this node, under the respect of said constraints, the next piece of a said bridge determined according to the predetermined sequence of this bridge.
  • the nodes of the tree are stored in the random access memory 103.
  • the program PG also includes a module for selecting a complete cutting plane associated with a leaf of the tree according to the optimization criterion stored in the hard disk 106.
  • the open nodes otherwise known as the nodes representing the partial cutting planes whose extension has not been studied by a part, are stored in a RAM buffer.
  • the buffer memory is organized in the form of a two-input array T in which:
  • the lines make it possible to classify the nodes according to the percentage of loss area of the associated cutting plane
  • the columns make it possible to classify the nodes according to the percentage of useful area of the associated cutting plane.
  • the table has 20 rows and 20 columns, in other words a step of 5%.
  • the value of this step is configurable and can be different for rows and columns.
  • a node associated with a partial cutting plane having 91% of useful area and 6% of loss area will be stored in the box T1.
  • This table is updated each time a node is created.
  • each open node is characterized by:
  • a closed node is represented in memory by the easel number of the last piece placed, and the direction in which it was laid.
  • FIGS. 2A and 2B show two permissible cutting planes PD1, PD2, namely (FIG.2A) a first cutting plane PD1 in which all the parts are placed on the same plate PLF1, and a second cutting plane PD2 in which the pieces are placed on two trays PLF2, PLF3.
  • FIGS. 2A and 2B show two permissible cutting planes PD1, PD2, namely (FIG.2A) a first cutting plane PD1 in which all the parts are placed on the same plate PLF1, and a second cutting plane PD2 in which the pieces are placed on two trays PLF2, PLF3.
  • the cutting plane PD1 of FIG. 2A is preferred to the cutting plane PD2 of FIG. 2B because it minimizes the area of the generated falls represented in hatched lines.
  • FIG. 3 represents the main steps of a glass cutting optimization method according to a first embodiment of the invention.
  • the method comprises a step E5 for defining cutting constraints and positioning constraints of said parts and an optimization criterion. This step is used to initialize the process with:
  • the initialization step E10 is followed by a step E10 of creating the first stage L1 of the tree T of the cutting planes.
  • the complete cutting planes are represented by the leaves of the tree, the fathers nodes of a sheet representing a complete cutting plane representing the partial cutting planes PDP making it possible to reach this plane complete cutting.
  • each node (son) is obtained from the previous node (father) by adding to the partial cutting plane represented by this father, an additional piece in the respect of the positioning and cutting constraints.
  • the set of partial plans eligible for the first stage L1 of the shaft T is constituted by the set of partial planes that can be obtained by placing the first piece of each of the trestles Cl, or C2, namely the piece Ply or the piece P21, in a corner of a glass tray.
  • four partial cutting planes PDP1 to PDP4 are thus obtained according to whether the Piece Piece or the Piece Piece Piece is placed and whether this piece is placed horizontally or vertically.
  • each of these partial cutting planes (shown in dashed lines) comprises only a glass plate PLF1 (shown in solid line).
  • step E35 the wires of each of the nodes of the stage L1 are created, these nodes constituting a stage L2 of the tree T.
  • the PDPl / i partial cutting planes are obtained from the PDPl partial cutting plane:
  • the pieces lying above the easels C1 and C2 at the end of the partial cutting plane PDP1 are the piece 12 for the bridge C1 and the piece 21 for the bridge C2.
  • the admissible cutting planes that can be obtained from the partial plan PDP1 by placing part 12 or part 21 are:
  • the PDP1 / 12 cutting plane obtained by creating a new PLF2 plate comprising the piece 21 in the vertical position.
  • the stage L2 also comprises:
  • the method according to this first embodiment comprises a step E100 during which is selected from all the sheets of the shaft T the complete cutting plane which minimizes the area of falls.
  • This cutting plane optimizes the cutting of glass trays to form the easels Cl and C2.
  • the computation time required to create the complete T-tree according to the first embodiment of the invention may be excessively long.
  • the total duration of execution of the method is limited and the creation of all the nodes of the tree is omitted by selecting at each iteration, among the nodes of the tree already created, a current node representing a promising partial cutting plane whose son are created.
  • This method can be implemented by the determination device 100 according to the invention shown in FIG. 10, but in this example, the program PG contains instructions for enabling the steps shown in FIG.
  • each open node is further characterized by:
  • the method comprises two selection criteria for selecting this promising partial cutting plan, namely:
  • minimum drop criterion of selecting among all partial cutting planes already created one for which the ratio of loss area / useful area is minimal;
  • maximum surface criterion of selecting among all partial cutting planes already created one for which the useful surface is the largest.
  • the selection criterion is initialized to the "minimum fall criterion".
  • a time counter is initialized to 0.
  • each iteration comprises a general step E25 during which it is checked whether it is necessary to change selection criteria.
  • This step is described with reference to FIG. 6 in a particular embodiment of the invention.
  • a value TMAX is initialized according to the current selection criterion.
  • TMAX is equal to 10s
  • TMAX is "maximum surface criterion”
  • step E252 it is checked whether the time counter t initialized in step E20 is greater than this duration TMAX. If this is not the case, the general step E25 ends without changing the selection criteria or resetting the time counter t.
  • step E253 If the time counter is greater than the duration TMAX, it is determined in step E253 which selection criterion to use for the selection of the next node whose son will be created. In the embodiment described here:
  • the criterion "maximum area criterion” is retained (step E254) if the current criterion is the criterion "minimum fall criterion” or if the number of nodes of the tree T is greater than an NMAX value predefined.
  • an overall variable nb_noeuds is used which stores, in the random access memory 103, the number of nodes of the tree T, this variable having, in this example, the value 4 at the end of the step E10 of creating the first stage L1;
  • step E255 the criterion "minimum fall criterion" is retained (step E255) in the other cases.
  • the time counter t is reset to 0 during a step E256 and the general criterion change step E25 ends.
  • step E30 one of the nodes of the tree already created is selected from a current node according to the selection criterion selected in step E25:
  • the selection criterion is "minimum fall criterion"
  • the node of the tree representing the cutting plane for which the loss area / useful area ratio is minimal is selected.
  • the selection criterion is "maximum surface criterion"
  • the node of the tree representing the cutting plane for which the useful surface area is the largest is selected. In the particular embodiment of FIG. 8, this amounts to selecting a node stored in a box on the far right of the table. If several possibilities exist, one chooses a node in a highest box (percentage of minimum loss area).
  • the threads of the current node are created. This step is identical to the step E35 described with reference to FIG. 3. During this same step, the attributes of each of the nodes created are calculated and stored and the variable nb_noeuds representative of the number of nodes of the node is updated. the tree.
  • step E40 the current node is deleted.
  • step E45 it is checked whether one or more nodes created in step E35 are leaves of the tree, that is to say if they contain all the pieces of the trestles.
  • step E50 the sheet associated with the complete cutting plane corresponding to the best solution obtained so far, that is to say in this example minimizing the area of falls .
  • Other sheets can be deleted. When a first sheet is obtained, this sheet is kept in memory.
  • step E55 it is checked whether a sheet obtained in step E35 corresponds to an improved solution, and if this is the case, during step E60, all the elements nodes whose area of acquired falls is greater than the area of loss of this sheet.
  • the optimization method comprises a step E65 during which it is verified that the total execution time of the method does not exceed a predefined DMAX duration, for example one hour.
  • a predefined DMAX duration for example one hour.
  • step E65 If it is determined in step E65 that the duration DMAX has not been reached, the method continues by looping on the step E25 of determining the selection criterion of the next node.
  • the optimization method according to the invention avoids or minimizes the creation in the tree T of nodes corresponding to isomorphic partial cutting planes, namely cutting planes comprising the same parts, presenting the same area of acquired falls and the same values for xll, x3, xlr, y2f, y4 and y2c.
  • lexicographic rules are added to the positioning constraints. For example, we can add two rules according to which:
  • the easel number of this last piece must be greater than or equal to the easel number of the previous piece.
  • the preceding K levels 1 comprise less a piece to be arranged on the same easel.
  • the pieces of the two preceding levels 1 are respectively ⁇ P1, P21, P22 ⁇ and ⁇ P12, P13 ⁇ ; each of these levels 1 therefore comprises at least one piece of the bridge C1 so that the condition 1 is met;

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Abstract

Ce procédé mis en œuvre par ordinateur permet de déterminer un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires dans au moins un plateau de verre. Les pièces sont destinées, après découpe, à être empilées sur au moins un chevalet, les pièces d'un chevalet devant être placées sur les plateaux selon une séquence prédéterminée pour chaque chevalet. Il comporte : - une étape (E5) de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement desdites pièces et d'un critère d'optimisation; - la création (E10, E35) d'un arbre comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces dudit lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu (E35) en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect desdites contraintes, la prochaine pièce d'un dit chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet; et - une étape (E100) de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction dudit critère d'optimisation.

Description

Procédé et dispositif d'optimisation d'un plan de découpe par guillotine de pièces de verre.
Arrière-plan de l'invention
La présente invention se situe dans le domaine des procédés de découpe du verre et vise plus précisément une méthode et un dispositif permettant d'optimiser de telles découpes.
La méthode et le procédé selon l'invention permettent notamment de réduire les pertes verrières lors de la création de lots de découpe en usine.
On rappelle qu'un plan de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires doit prendre en compte le fait que les pièces sont destinées à être empilées sur un ou plusieurs chevalets, selon une séquence prédéterminée propre à chaque chevalet.
Il n'existe pas, dans l'état actuel de la technique, de logiciel permettant d'optimiser la conception d'un plan de découpe permettant de respecter ces contraintes de placement, tout en minimisant les pertes verrières.
En effet, les logiciels aujourd'hui utilisés à cet effet permettent de ne construire qu'un nombre limité de plans de découpe respectant les contraintes de placement, obligeant en pratique l'opérateur à utiliser plusieurs logiciels en parallèle, et à choisir parmi les plans de découpe générés par ces différents logiciels, celui qui minimise les pertes verrières.
Le document « An exact algorithm for gênerai, orthogonal, two- dimensional knapsack problems, European journal of operational research, vol. 83, no. 1, 18 mai 1995, Hadjisconstantinou et al.) » décrit une méthode de découpe de pièces dans un plateau unique. Cette méthode n'est pas applicable à une méthode de découpe par guillotine, dans laquelle les pièces peuvent avoir des dimensions très différentes, ces pièces étant éventuellement destinées à être empilées sur plusieurs chevalets avec une séquence prédéfinie par chevalet.
Objet et résumé de l'invention
L'invention vise un procédé et un dispositif de détermination d'un plan de découpe qui ne présente pas les inconvénients précités. Plus précisément, et selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé mis en œuvre par ordinateur pour déterminer un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires dans au moins un plateau de verre, les pièces étant destinées, après découpe, à être empilées sur un ou plusieurs chevalets, les pièces d'un chevalet devant être placées sur un plateau pour découpe selon une séquence prédéterminée pour ce chevalet, ledit procédé comportant :
- une étape de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement desdites pièces et d'un critère d'optimisation ;
- la création d'un arbre comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces du lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect de contraintes prédéterminées, la prochaine pièce d'un dit chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet ; et
- une étape de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction dudit critère d'optimisation.
L'invention trouve une application privilégiée lorsque les pièces sont destinées à être empilées sur au moins deux chevalets, avec une séquence prédéfinie pour chaque chevalet.
L'invention trouve également une application privilégiée lorsqu'on utilise au moins deux plateaux de verre.
Ainsi, et d'une façon générale, l'invention vise une méthode permettant de concevoir un nombre important de plans de découpe complets, y compris pour des lots complexes. Le procédé est remarquable en ce qu'il construit progressivement un arbre des plans de découpe partiels en plaçant les pièces une par une dans le respect des contraintes.
Conformément à l'invention, les pièces des plans de découpe partiels et complets ont les dimensions des pièces destinées à être effectivement empilées sur les chevalets ; chaque plan de découpe complet comprend exactement le nombre de pièces destinées à l'ensemble des chevalets. Cela constitue une différence fondamentale avec la méthode décrite dans le document, Hadjisconstantinou et al. qui autorise la découpe d'un nombre variable de pièces selon une limite prédéfinie.
Il est usuel pour l'homme du métier des arbres d'utiliser la notion de « niveau ». La racine constitue le 1er niveau de l'arbre, les fils de la racine le 2eme niveau de l'arbre, les fils de ces fils le 3eme niveau de l'arbre, etc.
Ce procédé présente en outre l'avantage de pouvoir facilement être parallélisé.
Le procédé facilite grandement la tâche de l'opérateur consistant essentiellement en la saisie des contraintes et du critère d'optimisation.
Ce critère d'optimisation peut viser à minimiser une surface totale de perte engendrée par la découpe. En variante, l'opérateur peut définir un autre critère d'optimisation, par exemple pour minimiser le nombre de plateaux de verre utilisés.
Dans un mode particulier de réalisation, les contraintes de découpe peuvent être choisies parmi:
- un nombre maximum de niveaux de découpe ;
- une largeur minimum des chutes, par exemple supérieure à deux fois l'épaisseur du plateau ;
- une direction du premier rompage par exemple dans le sens de la largeur du plateau, ou la largeur maximum d'un niveau de découpe par exemple trois mètres, en raison de contraintes de manipulation.
On notera qu'il ne faut pas confondre les notions de « niveau dans l'arbre » et de « niveau de découpe » complètement indépendantes.
Dans un mode particulier de réalisation, les contraintes de positionnement peuvent être choisies parmi l'orientation des pièces dans un plateau, la position relative des pièces d'un même plateau en fonction de leur niveau, le nombre maximum desdits au moins un plateau de verre.
Dans un mode particulier de réalisation, un nœud de l'arbre possède au maximum 9. m fils, où m est le nombre de chevalets. En effet, pour chaque chevalet, une nouvelle pièce choisie dans le respect des contraintes de positionnement peut être ajoutée à un plan de découpe partiel et ce de neuf façons différentes, à savoir :
o à droite de la pièce précédente (dans un niveau 3 de découpe), horizontalement et verticalement ; o au-dessus de la pièce précédente si ces deux dernières pièces ont la même largeur (dans un nouveau niveau 4 de découpe), une seule position suffit parmi horizontale ou verticale, celle dont la largeur est égale à la largeur de la pièce précédente ;
o au-dessus de la pièce précédente, à l'extrémité gauche du travers courant (dans un nouveau niveau 2 de découpe), horizontalement et verticalement ;
o dans un nouveau travers (dans un nouveau niveau 1 de découpe), horizontalement et verticalement ;
o dans un nouveau plateau, horizontalement et verticalement.
Dans une variante optimisée de réalisation, la création de l'arbre comporte :
- une étape consistant à créer, sous la racine et pour chacun des chevalets un nœud associé à un plan de découpe partiel pour chacune des positions admissibles de la première pièce du chevalet sous le respect des contraintes ; et
- au moins une itération, chaque itération comportant :
- une étape de sélection d'un nœud courant de l'arbre en fonction de caractéristiques du plan de découpe partiel représenté par ce nœud ; et
- une étape de création d'au moins un nœud fils dudit nœud courant, le plan de découpe associé audit nœud fils étant obtenu en ajoutant au plan de découpe partiel associé audit nœud courant, et sous le respect des contraintes, la prochaine pièce d'un chevalet prise selon la séquence prédéterminée de ce chevalet.
Cette variante est remarquable en ce qu'elle comporte, à chaque itération, une étape de sélection du nœud courant dont on créé les fils en fonction des caractéristiques du plan de découpe partiel représenté par ce nœud.
Cette caractéristique permet de sélectionner le nœud courant le plus prometteur pour arriver à la solution optimale, de sorte que le procédé arrive normalement plus vite à la solution optimale. Il est donc intéressant, dans un mode particulier de réalisation, que le procédé comporte une étape d'arrêt des itérations si la durée d'exécution du procédé est supérieure à une durée prédéfinie de manière à permettre à l'opérateur de prendre connaissance d'une solution optimisée ou d'une bonne solution dans un délai raisonnable.
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé permet à l'utilisateur de connaître la meilleure solution à tout moment tout en laissant le procédé s'exécuter pour découvrir éventuellement de meilleures solutions.
Dans un mode particulier de réalisation, le nœud courant est sélectionné :
- selon un premier critère dit « critère de chute minimum » consistant à sélectionner le nœud associé au plan de découpe pour lequel le rapport surface de perte / surface utile est minimal ; ou - selon un deuxième critère dit « critère de surface maximum » consistant à sélectionner le nœud associé au plan de découpe pour lequel la surface utile est la plus importante.
Cette stratégie d'exploration de l'arbre, autrement dit la sélection du nœud courant consiste à alterner entre les deux critères « chute minimum » et « surface maximum ».
Par exemple, le critère « critère de chute minimum » peut être utilisé durant un laps de temps défini ou bien durant un nombre d'itérations prédéterminé ou jusqu'à atteindre un taux d'occupation de la mémoire vive de l'ordinateur (environ 2 million de nœuds ouverts).
Le fait d'appliquer le critère « chute minimum » permet d'explorer des régions prometteuses de l'arbre où les plans partiels créés ont une chute minimale et peuvent mener à des plans de découpe complets proches de la solution optimale. Cependant, appliquer ce critère conduit à la création de plusieurs nouveaux nœuds, et si une limite n'est pas imposée, cela risque de mener à la saturation de la mémoire de la machine.
Ainsi, avantageusement, dans ce mode de réalisation de l'invention, lorsque la limite sus-mentionnée (temps, nombre d'itérations, taux d'occupation de la mémoire vive) est atteinte, on change de stratégie d'exploration pour appliquer le critère « surface maximum ». Ce dernier critère favorise avantageusement le choix de nœuds dont le plan partiel est proche du plan de découpe complet, en choisissant les plans partiels avec la plus grande surface de pièces déjà posées. Cela permet d'atteindre des plans de découpe complets plus rapidement, et de tenter d'améliorer le meilleur plan de découpe complet obtenu jusqu'à présent.
Afin d'économiser de la place mémoire, dans un mode particulier de réalisation, seule la feuille associée au plan de découpe complet maximisant le critère d'optimisation est mémorisée, les autres feuilles étant supprimées. Autrement dit, la première feuille obtenue est mémorisée, et lorsqu'on obtient une nouvelle feuille, on ne garde en mémoire que la feuille associé au meilleur plan de découpe complet.
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé comporte une étape de suppression des nœuds de l'arbre associés à des plans de découpe partiels pour lesquels la surface des chutes acquises est supérieure à la surface de perte d'un plan de découpe complet associé à une dite feuille.
Ce mode de réalisation peut avantageusement être combiné avec le mode de réalisation décrit précédemment dans lequel on alterne les « critère de chute minimum » et « critère de surface maximum »
En effet, si un meilleur plan de découpe complet est obtenu, une opération d'élagage est faite sur tous les nœuds courants afin de tenter de supprimer les nœuds non-prometteurs qui ne permettront pas d'aboutir à un meilleur plan de découpe complet. Ceci est réalisé en comparant la perte géométrique d'un nœud non encore exploré à celle de la meilleure solution obtenue jusqu'à présent ; autrement dit si la perte d'un nœud est supérieure à la perte de la meilleure solution, on supprime ce nœud). Cela permet de réduire le nombre de nœuds restants à explorer et ainsi libérer de la mémoire. Ce critère est également appliqué durant un certain temps ou durant un nombre d'itérations prédéfini, puis on réapplique de nouveau le critère « chute minimum » afin de créer de nouveaux nœuds prometteurs.
La procédure consiste à alterner entre ces deux critères, c'est-à-dire alterner entre la création de nouveaux nœuds prometteurs et l'obtention de nouvelles solutions améliorantes qui permettent la suppression des nœuds les moins prometteurs. Cette notion de « chutes acquises » est rappelée avec d'autres notions en référence à la figure 7 représentant un plan de découpe partiel PDP.
Dans ce plan partiel, il est connu de définir trois types de surface, à savoir :
- la surface utile contenant des pièces portant sur cette figure le numéro du chevalet auquel elles sont destinées,
- les chutes acquises (hachurées), c'est-à-dire la surface inutilisée sur laquelle on ne pourra ajouter aucune pièce ; et
- la surface (mouchetée) qui pourrait être utilisée pour placer des pièces supplémentaires à la suite (gris clair).
Ainsi, dans un mode particulier de réalisation lorsqu'on détermine qu'un nœud de l'arbre est associé à un plan de découpe partiel dont la surface des chutes acquises est déjà supérieure à la surface de perte d'un plan de découpe complet, on sait que ce nœud peut être supprimé car il ne peut en aucun cas engendrer un plan de découpe complet offrant une meilleure solution.
Ce mode particulier de réalisation permet d'élaguer l'arbre et de diminuer considérablement la durée d'exécution du procédé.
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé d'optimisation selon l'invention évite ou minimise la création dans l'arbre de nœuds correspondants à des plans de découpe partiels isomorphes, à savoir des plans de découpe comportant les mêmes pièces et présentant la même surface de chutes acquises. A titre d'exemple, les plans de découpe partiels PDPA et PDBP de la figure 9 sont isomorphes.
Ainsi, dans un mode particulier de réalisation, lesdites contraintes de positionnement comportent au moins une contrainte lexicographique portant sur un numéro desdits chevalets pour éviter ou minimiser la création de nœuds correspondants à des plans de découpe partiels isomorphes.
Par exemple, les contraintes de positionnement peuvent comporter deux règles lexicographiques selon lesquelles :
- Si on place la dernière pièce au-dessus de la précédente, le numéro de chevalet de cette dernière pièce doit être inférieur au numéro de chevalet de la pièce précédente ; - Si on place la dernière pièce à droite de la précédente, le numéro de chevalet de cette dernière pièce doit être supérieur ou égal au numéro de chevalet de la pièce précédente.
Dans un mode particulier de réalisation, à chaque création de nœud, on classe le nœud en fonction d'au moins une caractéristique du plan de découpe représenté par ce nœud, cette ou ces caractéristique(s) étant suffisantes pour sélectionner le plan de découpe complet optimisé.
Cette caractéristique est préférentiel lement la caractéristique utilisée au cours de ladite étape de sélection du nœud courant de l'arbre dans la variante optimisée de réalisation.
Ce mode de réalisation permet d'éviter d'avoir à re-parcourir l'ensemble de l'arbre pour sélectionner le plan de découpe complet optimisé et pour sélectionner le nœud courant dans la variante optimisée de réalisation.
Dans un mode particulier de réalisation, les autres nœuds de l'arbre, y compris les feuilles, sont représentés en mémoire par le numéro de chevalet de la dernière pièce posée, et le sens dans lequel elle a été posée.
Ce mode de réalisation permet un encombrement mémoire minimum.
L'invention vise aussi un dispositif de détermination d'un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires dans au moins un plateau de verre, les pièces étant destinées, après découpe, à être empilées sur au moins un chevalet, les pièces d'un chevalet devant être placées sur un plateau pour découpe selon une séquence prédéterminée pour ce chevalet, ledit dispositif comportant :
- un module de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement des pièces et d'un critère d'optimisation ;
- un module de création d'un arbre comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces du lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect des contraintes, la prochaine pièce d'un chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet ; et
- un module de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction dudit critère d'optimisation.
Les plans de découpe obtenus par le procédé selon l'invention peuvent notamment être utilisés :
pour créer des lots de découpe optimisés en amont de la ligne de découpe ;
lors de la découpe à proprement parler, la découpe consistant principalement à propager des fissures sur le verre, suivant un ordre respectant le plan de découpe ;
en support pour l'opérateur lors du rompage du plateau de verre, pour l'obtention des pièces en vue de leur placement sur les différents chevalets.
Par conséquent, l'invention vise aussi un procédé de découpe par guillotine d'un lot de pièce de verres rectangulaires dans au moins un plateau de verre, caractérisé en ce qu'il comporte :
- la mise en œuvre d'un procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe tel que mentionné précédemment ;
- ledit plan optimisé étant utilisé au cours d'une phase de découpe dudit plateau et au cours d'une phase de rompage dudit plateau. Dans un mode particulier de réalisation de ce procédé, le lot est lui- même déterminé par la mise en œuvre d'un procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe tel que décrit précédemment.
Dans un mode particulier de réalisation, les différentes étapes du procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'invention sont déterminées par des instructions de programmes d'ordinateurs.
En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur, sur un support d'informations, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en œuvre des étapes d'un procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'invention.
Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable. L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions d'un programme d'ordinateur tel que mentionné ci-dessus.
Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple un disque dur.
D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.
Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé en question.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-dessous, en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les figures :
- la figure 1 représente des chevalets comportant des pièces en verre ;
les figures 2A et 2B représentent des plans de découpe complets permettant de découper l'ensemble des pièces des chevalets de la figure i ;
- la figure 3 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes d'un procédé de détermination conforme à un premier mode particulier de réalisation de l'invention ; et
la figure 4 représente des plans partiels de découpe pouvant être obtenus par l'invention ; la figure 5 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes d'un procédé de détermination conforme à un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention ;
la figure 6 représente, sous forme d'organigramme, les principales étapes d'une fonction d'optimisation mise en œuvre par le procédé de détermination de la figure 5 ;
la figure 7 déjà décrite représente un plan de découpe partiel ;
la figure 8 représente une mémoire tampon pour mémoriser les nœuds associés aux plans de découpe partiels dans un mode particulier de réalisation de l'invention ;
la figure 9 déjà décrite représente des plans de découpe partiels isomorphes ; et
la figure 10 représente de façon schématique l'architecture matérielle d'un dispositif de détermination conforme à un mode particulier de réalisation de l'invention.
Description détaillée d'un premier mode de réalisation de l'invention
En référence à la figure 1, nous allons décrire un exemple de mise en œuvre de l'invention dans un premier mode particulier de réalisation de l'invention pour déterminer un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de cinq pièces de verre rectangulaires Pli, P12, P13, P21 et P22, devant être empilées sur deux chevalets Cl et C2, en respectant un certain nombre de contraintes, tout en minimisant les pertes de découpe.
Ce procédé peut être mis en œuvre par le dispositif 100 de détermination conforme à l'invention représenté à la figure 10. Ce dispositif présente l'architecture matérielle d'un ordinateur. Il comporte notamment un processeur 101, une mémoire morte de type ROM 102, une mémoire vive de type RAM 103, un clavier 104, un écran 105 et un disque dur 106.
La mémoire de type ROM 102 constitue un support au sens de l'invention. Elle comporte un programme d'ordinateur PG comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'invention.
Dans cet exemple, le programme PG contient des instructions pour permettre l'exécution des étapes représentées à la figure 3. Ce programme permet de déterminer un plan optimisé de découpe par guillotine des pièces Pli à P22 dans au moins un plateau de verre.
Ce programme comporte un module permettant à l'opérateur de fournir au dispositif 100 au clavier ou par tout autre moyen les contraintes de découpe et de contraintes de positionnement des pièces et un critère d'optimisation. Ces données peuvent être mémorisées sur le disque dur 106.
Ce programme comporte aussi un module de création d'un arbre comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces du lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect desdites contraintes, la prochaine pièce d'un dit chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet.
Dans le mode de réalisation décrit ici, les nœuds de l'arbre sont mémorisés dans la mémoire vive 103.
Le programme PG comporte également un module de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction du critère d'optimisation mémorisé dans le disque dur 106.
Dans le mode de réalisation décrit ici, les nœuds ouverts, autrement dits les nœuds représentant les plans de découpe partiels dont on n'a pas étudié l'extension par une pièce, sont stockés dans un tampon en mémoire vive.
Dans le mode de réalisation décrit ici, et comme représenté à la figure 8, la mémoire tampon est organisée sous la forme d'un tableau T à deux entrées dans lequel :
- les lignes permettent de classer les nœuds selon le pourcentage de surface de perte du plan de découpe associé ;
- les colonnes permettent de classer les nœuds selon le pourcentage de surface utile du plan de découpe associé.
Dans l'exemple de la figure 8, le tableau comporte 20 lignes et 20 colonnes, autrement dit un pas de 5%. La valeur de ce pas est paramétrable et peut être différente pour les lignes et les colonnes. Ainsi, à titre d'exemple, un nœud associé à un plan de découpe partiel présentant 91% de surface utile et 6% de surface de perte sera mémorisé dans la case Tl.
Ce tableau est mis à jour à chaque création de nœud.
Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque nœud ouvert est caractérisé par :
-un tableau indiquant quelle est la prochaine pièce disponible dans chaque chevalet ;
- les cotes à gauche et à droite du niveau de guillotine 1 le plus à droite, respectivement notées xll et xlr à la figure 7 ;
- les cotes en bas et en haut du niveau de guillotine 2 situé le plus haut, respectivement y2f et y2c ;.
- la cote à droite de la dernière pièce placée, x3
- la cote au-dessus de la dernière pièce placée, y4.
Un nœud fermé est représenté en mémoire par le numéro de chevalet de la dernière pièce posée, et le sens dans lequel elle a été posée.
Dans l'exemple de mise en œuvre décrit ici, les contraintes de positionnement imposent notamment :
- que les pièces Pli, P12 et P13 soient placées dans cet ordre sur le chevalet Cl; et
- que les pièces P21 et P22 soient placées dans cet ordre sur le chevalet C2.
Et les contraintes de découpe imposent :
- au maximum 4 niveaux de découpes;
- une largeur minimale des chutes ;
- une largeur maximale des travers (ou niveaux).
Les figures 2A et 2B représentent deux plans de découpe PDl, PD2 admissibles, à savoir (Fig. 2A) un premier plan de découpe PDl dans lesquelles toutes les pièces sont placées sur un même plateau PLF1, et un deuxième plan de découpe PD2 dans lesquelles les pièces sont placées sur deux plateaux PLF2, PLF3.
A titre d'exemple, dans le plan de découpe PDl de la figure 2A, on reconnaît :
- deux découpes de niveau 1 notées dl, d2 ;
- deux découpes de niveau 2 notées d3, d4 - une découpe de niveau 3 notée d5.
Dans cet exemple, le plan de découpe PD1 de la figure 2A est préféré au plan de découpe PD2 de la figure 2B car il minimise la surface des chutes engendrées représentée en traits hachurés.
La figure 3 représente les principales étapes d'un procédé d'optimisation de découpe de verre conforme à un premier mode de réalisation de l'invention.
En référence à cette figure, le procédé comporte une étape E5 de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement desdites pièces et d'un critère d'optimisation. Cette étape permet d'initialiser le procédé avec :
- le nombre de chevalets, en l'occurrence 2 ;
- l'ordre des pièces P11-P13 et P21-P22 sur ces chevalets ;
- la dimension de chacune des pièces ;
- la dimension des plateaux;
- le nombre maximum de niveaux de découpes maximum, 4 ;
- la largeur minimale des chutes ;
- la largeur maximum des travers ; et
- le critère d'optimisation.
L'étape d'initialisation E10 est suivie par une étape E10 de création du premier étage Ll de l'arbre T des plans de découpe.
On rappelle que conformément à l'invention, les plans de découpe complets sont représentés par les feuilles de l'arbre, les nœuds pères d'une feuille représentant un plan de découpe complet représentant les plans de découpe partiels PDP permettant d'atteindre ce plan de découpe complet.
Ainsi, conformément à l'invention, à partir de la racine de l'arbre T, chaque nœud (fils) est obtenu à partir du nœud précédent (père) en ajoutant au plan de découpe partiel représenté par ce père, une pièce supplémentaire dans le respect des contraintes de positionnement et de découpe.
L'ensemble des plans partiels admissibles au premier étage Ll de l'arbre T est constitué par l'ensemble des plans partiels pouvant être obtenus en plaçant la première pièce de chacun des chevalets Cl, ou C2, à savoir la pièce Pli ou la pièce P21, dans un coin d'un plateau de verre. Comme représenté à la figure 4, on obtient ainsi quatre plans de découpe partiels PDPl à PDP4 selon que l'on place la pièce Pli ou la pièce P21 et selon que cette pièce est placée horizontalement ou verticalement. Au premier étage Ll, chacun de ces plans de découpe partiels (représenté en traits pointillés) ne comporte qu'un plateau de verre PLF1 (représenté en trait plein).
Au cours d'une étape E35, on créé les fils de chacun des nœuds de l'étage Ll, ces nœuds constituant un étage L2 de l'arbre T.
Sur la figure 4, les fils PDP1/1 à PDP1/12 du nœud PDPl ont été détaillés, les fils PDP2/1 à PDP4/12 des nœuds PDP2 à PDP4 seulement représentés.
Les plans de découpe partiels PDPl/i sont obtenus à partir du plan de découpe partiel PDPl :
- en considérant que les pièces placées dans le plan partiel PDPl ont été dépilées des chevalets ;
- en considérant tous les plans de découpe pouvant être obtenus en ajoutant au plan de découpe PDPl chacune des pièces se trouvant au-dessus des chevalets Cl, C2 ainsi considérés dans le respect des contraintes de positionnement et de découpe.
Dans l'exemple de la figure 4, les pièces se trouvant au-dessus des chevalets Cl et C2 à l'issue du plan partiel de découpe PDPl sont la pièce 12 pour le chevalet Cl et la pièce 21 pour le chevalet C2. Dans cet exemple, les plans de découpe admissibles pouvant être obtenus à partir du plan partiel PDPl en plaçant la pièce 12 ou la pièce 21 sont :
- le plan de découpe PDP1/1 obtenu en plaçant la pièce 12 à droite de la pièce 11 en position verticale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/2 obtenu en plaçant la pièce 12 à droite de la pièce 11 en position horizontale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/3 obtenu en plaçant la pièce 12 sur la pièce 11 en position horizontale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/4 obtenu en plaçant la pièce 12 sur la pièce 11 en position verticale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ; - le plan de découpe PDP1/5 obtenu en plaçant la pièce 21 à droite de la pièce 11 en position horizontale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/6 obtenu en plaçant la pièce 21 à droite de la pièce 11 en position verticale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1;
- le plan de découpe PDP1/7 obtenu en plaçant la pièce 21 sur la pièce 11 en position horizontale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/8 obtenu en plaçant la pièce 12 sur la pièce 11 en position verticale, ce plan ne comportant qu'un seul plateau PLF1 ;
- le plan de découpe PDP1/9 obtenu en créant un nouveau plateau PLF2 comportant la pièce 12 en position verticale PLF ;
- le plan de découpe PDP1/10 obtenu en créant un nouveau plateau PLF2 comportant la pièce 12 en position horizontale;
- le plan de découpe PDP1/11 obtenu en créant un nouveau plateau PLF2 comportant la pièce 21 en position horizontale;
- le plan de découpe PDP1/12 obtenu en créant un nouveau plateau PLF2 comportant la pièce 21 en position verticale.
Dans cet exemple l'étage L2 comporte également :
- tous les plans de découpe partiels admissibles PDP2/1 à PDP2/12 pouvant être obtenus en ajoutant la pièce 12 ou 21 au plan de découpe partiel PDP2 ;
- tous les plans de découpe partiels admissibles PDP3/1 à PDP3/12 pouvant être obtenus en ajoutant la pièce 11 ou 22 au plan de découpe partiel PDP3 ;
- tous les plans de découpe partiels admissibles PDP4/1 à PDP4/12 pouvant être obtenus en ajoutant la pièce 11 ou 22 au plan de découpe partiel PDP4.
En répétant ce processus de façon itérative jusqu'à vider entièrement les chevalets Cl et C2 de leurs pièces (test E90) on obtient un arbre T à 5 étages dont chacune des feuilles correspond à un plan de découpe complet vérifiant les contraintes de découpe et de placement. Les plans de découpe complets PD1 et PD2 des figures 2A et 2B font partie de ces feuilles.
Le procédé selon ce premier mode de réalisation comporte une étape E100 au cours de laquelle on sélectionne parmi toutes les feuilles de l'arbre T le plan de découpe complet qui minimise la surface de chutes.
Ce plan de découpe permet d'optimiser la découpe de plateaux de verre pour constituer les chevalets Cl et C2.
Description détaillée d'un deuxième mode de réalisation
Lorsque les lots sont complexes, le temps de calcul nécessaire pour créer l'arbre T complet conformément au premier mode de réalisation de l'invention peut être excessivement long.
Dans un deuxième mode particulier de réalisation de l'invention, qui va maintenant être décrit en référence à la figure 5, on limite la durée totale d'exécution du procédé et on renonce à créer l'ensemble des nœuds de l'arbre en sélectionnant à chaque itération, parmi les nœuds de l'arbre déjà créés, un nœud courant représentant un plan de découpe partiel prometteur dont on crée les fils.
Ce procédé peut être mis en œuvre par le dispositif 100 de détermination conforme à l'invention représenté à la figure 10, mais dans cet exemple, le programme PG contient des instructions pour permettre l'exécution des étapes représentées à la figure 5.
Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque nœud ouvert est en outre caractérisé par :
- le numéro du chevalet, le sens de placement et l'assiette de la dernière pièce placée ;
- le nœud parent, qui correspond au plan de découpe partiel sans la dernière pièce placée ; et
- une série d'attributs secondaires mis à jour pour guider le parcours de l'arbre à savoir les chutes acquises, l'aire de plateau occupée, correspondant à la somme des aires des pièces du plan partiel pour les pertes géométriques, le nombre de plateaux utilisés, sa position par rapport à la pièce précédente (à droite ou au-dessus). Dans le mode particulier de réalisation décrit ici, le procédé comporte deux critères de sélection pour sélectionner ce plan de découpe partiel prometteur, à savoir :
- un critère dit « critère de chute minimum » consistant à sélectionner parmi tous les plans de découpe partiels déjà crées celui pour lequel le rapport surface de perte / surface utile est minimal ;
- un critère dit « critère de surface maximum » consistant à sélectionner parmi tous les plans de découpe partiels déjà crées celui pour lequel la surface utile est la plus importante.
Dans le mode de réalisation décrit ici, après la création du premier étage Ll (voir étape E10 du premier mode de réalisation), on initialise le critère de sélection, au cours d'une étape E20, au « critère de chute minimum ». Au cours de cette même étape E20, on initialise un compteur de temps à 0.
Dans le mode de réalisation décrit ici, chaque itération comporte une étape générale E25 au cours de laquelle on vérifie s'il convient de changer de critère de sélection.
Cette étape est décrite en référence à la figure 6 dans un mode particulier de réalisation de l'invention.
Au cours d'une étape E251, on initialise une valeur TMAX en fonction du critère de sélection courant. Dans cet exemple, si le critère de sélection courant est « critère de chute minimum », TMAX égale 10s, et si le critère de sélection courant est « critère de surface maximum», TMAX égale 20s.
Au cours d'une étape E252, on vérifie si le compteur de temps t initialisé à l'étape E20 est supérieur à cette durée TMAX. Si tel n'est pas le cas, l'étape générale E25 se termine sans changement de critère de sélection ni réinitialisation du compteur de temps t.
Si le compteur de temps est supérieur à la durée TMAX, on détermine à l'étape E253 quel critère de sélection utiliser pour la sélection du prochain nœud dont on créera les fils. Dans le mode de réalisation décrit ici :
- on retient (étape E254) le critère « critère de surface maximum » si le critère courant est le critère « critère de chute minimum » ou si le nombre de nœuds de l'arbre T est supérieur à une valeur NMAX prédéfinie. A cet effet, on utilise dans ce mode de réalisation une variable globale nb_noeuds qui mémorise, dans la mémoire vive 103 le nombre de nœuds de l'arbre T, cette variable ayant, dans cet exemple, la valeur 4 à l'issue de l'étape E10 de création du premier étage Ll ;
- on retient (étape E255) le critère «critère de chute minimum » dans les autres cas.
On réinitialise le compteur de temps t à 0 au cours d'une étape E256 et l'étape générale E25 de changement de critère se termine.
De retour à la figure 5, au cours d'une étape E30, on sélectionne parmi les nœuds de l'arbre déjà créés, un nœud courant en fonction du critère de sélection retenu à l'étape E25 :
- si le critère de sélection est « critère de chute minimum », on sélectionne le nœud de l'arbre représentant le plan de découpe pour lequel le rapport surface de perte / surface utile est minimal.
Dans le mode particulier de réalisation de la figure 8, cela revient à sélectionner un nœud mémorisé dans une case la plus haute du tableau. Si plusieurs possibilités se présentent, on choisit un nœud dans une case la plus à droite (pourcentage de surface utile maximum) ;
- si le critère de sélection est « critère de surface maximum », on sélectionne le nœud de l'arbre représentant le plan de découpe pour lequel la surface utile est la plus importante. Dans le mode particulier de réalisation de la figure 8, cela revient à sélectionner un nœud mémorisé dans une case la plus à droite du tableau. Si plusieurs possibilités se présentent, on choisit un nœud dans une case la plus haute (pourcentage de surface de perte minimum). Au cours d'une étape E35, on créé les fils du nœud courant. Cette étape est identique à l'étape E35 décrite en référence à la figure 3. Au cours de cette même étape, on calcule et on mémorise les attributs de chacun des nœuds créés et on met à jour la variable nb_noeuds représentative du nombre de nœuds de l'arbre.
Dans ce mode de réalisation, au cours d'une étape E40, on supprime le nœud courant. Au cours d'une étape E45, on vérifie si un ou plusieurs noeuds créés à l'étape E35 sont des feuilles de l'arbre, autrement dit s'ils contiennent l'ensemble des pièces des chevalets.
Si tel est le cas, on conserve en mémoire, à l'étape E50, la feuille associée au plan de découpe complet correspondant à la meilleure solution obtenue jusqu'alors, c'est-à-dire dans cet exemple minimisant la surface de chutes. Les autres feuilles peuvent être supprimées. Lorsqu'une première feuille est obtenue, cette feuille est gardée en mémoire.
Au cours d'une étape E55, on vérifie si une feuille obtenue à l'étape E35 correspond à une solution améliorée, et si tel est le cas, on supprime de l'arbre T, au cours d'une étape E60, tous les nœuds dont la surface des chutes acquises est supérieure à la surface de perte de cette feuille.
Dans le mode de réalisation décrit ici, le procédé d'optimisation comporte une étape E65 au cours de laquelle on vérifie que la durée d'exécution totale du procédé ne dépasse pas une durée DMAX prédéfinie, par exemple une heure. A cet effet on peut utiliser un compteur de temps global tps_calc initialisé à l'étape E5.
S'il est déterminé à l'étape E65 que la durée DMAX n'a pas été atteinte, le procédé se poursuit en bouclant sur l'étape E25 de détermination du critère de sélection du prochain nœud.
Lorsqu'il est déterminé que la durée DMAX a été atteinte, le procédé retourne à l'étape E70 le plan de découpe complet correspondant à la meilleure solution mémorisée à l'étape E50. Description détaillée d'un troisième mode de réalisation
Dans un mode particulier de réalisation, le procédé d'optimisation selon l'invention évite ou minimise la création dans l'arbre T de nœuds correspondants à des plans de découpe partiels isomorphes, à savoir des plans de découpe comportant les mêmes pièces, présentant la même surface de chutes acquises et les mêmes valeurs pour xll, x3, xlr, y2f, y4 et y2c.
Dans ce troisième mode de réalisation décrit ici, à chaque étape de E35 de création d'un nœud, on s'assure avant de créer un nœud qu'il ne représente pas un plan de découpe partiel ou complet isomorphe d'un plan de découpe associé à un nœud déjà créé dans l'arbre. Pour cela, dans le mode de réalisation décrit ici, on ajoute des règles lexicographiques aux contraintes de positionnement. Par exemple, on peut ajouter deux règles selon lesquelles :
- Si on place la dernière pièce au-dessus de la précédente, le numéro de chevalet de cette dernière pièce doit être inférieur au numéro de chevalet de la pièce précédente ;
- Si on place la dernière pièce à droite de la précédente, le numéro de chevalet de cette dernière pièce doit être supérieur ou égal au numéro de chevalet de la pièce précédente.
Afin de réduire le risque de conserver des plans de découpe isomorphes, on peut aussi par exemple décider de n'ouvrir un nouveau niveau 1 que si au moins une des deux conditions suivantes est réunie : - Condition 1 : les K niveaux 1 précédents comportent au moins une pièce devant être disposée sur un même chevalet. A titre d'exemple, dans le contexte de la figure 2A, avec K=2, les pièces des deux niveaux 1 précédents sont respectivement {Pli, P21, P22} et {P12, P13} ; chacun de ces niveaux 1 comporte par conséquent au moins une pièce du chevalet Cl de sorte que la condition 1 est remplie ;
- Condition 2 : l'ordre des chevalets de la dernière pièce posée pour les Q derniers niveaux 1 est croissant. A titre d'exemple, dans le contexte de la figure 2A, avec Q=2, les dernières pièces posées dans les deux derniers niveaux 1 sont respectivement P22 et P13; l'ordre des chevalets (C2, Cl) est décroissant de sorte que la condition 2 n'est pas remplie.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé mis en œuvre par ordinateur pour déterminer un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires dans au moins un plateau de verre, les pièces étant destinées, après découpe, à être empilées sur au moins un chevalet (Ci), les pièces d'un chevalet devant être placées sur ledit au moins un plateau pour découpe selon une séquence prédéterminée pour ce chevalet, ledit procédé comportant :
- une étape (E5) de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement desdites pièces et d'un critère d'optimisation ;
- la création (E10, E35) d'un arbre (T) comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces dudit lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu (E35) en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect desdites contraintes, la prochaine pièce d'un dit chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet ; et
- une étape (E100) de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction dudit critère d'optimisation.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le critère d'optimisation est choisi parmi :
- un critère visant à minimiser le nombre de plateaux de verre utilisés ;
- un critère visant à minimiser une surface totale de perte engendrée par la découpe.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites contraintes de découpe peuvent être choisies parmi:
- un nombre maximum de niveaux de découpe ;
- une largeur minimum des chutes;
- une largeur maximum d'un niveau de découpe ;
- une direction du premier rompage.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel lesdites contraintes de positionnement peuvent être choisies parmi l'orientation des pièces dans un plateau, la position relative des pièces d'un même plateau en fonction de leur niveau, le nombre maximum desdits au moins un plateau de verre.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'un n ud de l'arbre possède au maximum 9. m fils, m étant le nombre de chevalets, une nouvelle pièce pouvant être choisie pour chaque chevalet dans le respect des contraintes de positionnement de ce chevalet et être ajoutée à un plan de découpe partiel de neuf façons différentes, à savoir :
o à droite de la pièce précédente (dans un niveau 3 de découpe), horizontalement et verticalement ;
o au-dessus de la pièce précédente si ces deux dernières pièces ont la même largeur (dans un nouveau niveau 4 de découpe), une seule position suffit parmi horizontale ou verticale, celle dont la largeur est égale à la largeur de la pièce précédente ;
o au-dessus de la pièce précédente, à l'extrémité gauche du travers courant (dans un nouveau niveau 2 de découpe), horizontalement et verticalement ;
o dans un nouveau travers (dans un nouveau niveau 1 de découpe), horizontalement et verticalement ;
o dans un nouveau plateau, horizontalement et verticalement.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel ladite création de l'arbre comporte :
- une étape (E10) consistant à créer, sous ladite racine et pour chacun desdits chevalets (Cl, C2) un nœud associé à un plan de découpe partiel pour chacune des positions admissibles de la première pièce dudit chevalet sous le respect desdites contraintes ; et
- au moins une itération, chaque itération comportant :
- une étape (E30) de sélection d'un nœud courant de l'arbre en fonction de caractéristiques du plan de découpe partiel représenté par ce nœud ; et - une étape (E35) de création d'au moins un nœud fils dudit n ud courant, le plan de découpe associé audit nœud fils étant obtenu (E35) en ajoutant au plan de découpe partiel associé audit nœud courant, et sous le respect desdites contraintes, la prochaine pièce d'un dit chevalet prise selon la séquence prédéterminée de ce chevalet.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (E60) d'arrêt desdites itérations si la durée d'exécution du procédé est supérieure à une durée (DMAX) prédéfinie.
8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ledit nœud courant est sélectionné (E30) :
- selon un premier critère dit « critère de chute minimum » consistant à sélectionner le nœud associé au plan de découpe pour lequel le rapport une surface de perte et la surface totale occupée par les pièces dudit plan est minimal ; ou
- selon un deuxième critère dit « critère de surface maximum » consistant à sélectionner le nœud associé au plan de découpe pour lequel la surface utile est la plus importante.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel seule la feuille associée au plan de découpe complet maximisant ledit critère d'optimisation est mémorisée (E50), les autres feuilles étant supprimées.
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comporte une étape (E60) de suppression des nœuds de l'arbre associés à des plans de découpe partiels pour lesquels la surface des chutes acquises est supérieure à la surface de perte d'un plan de découpe complet associé à une dite feuille.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdites contraintes de positionnement comportent au moins une contrainte lexicographique portant sur un numéro desdits chevalets pour éviter ou minimiser la création de nœuds correspondants à des plans de découpe partiels isomorphes.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, dans lequel, à chaque création de nœud, on classe ledit nœud en fonction d'au moins une caractéristique du plan de découpe représenté par ce nœud, ladite au moins une caractéristique étant suffisante pour sélectionner ledit plan de découpe complet.
13. Procédé selon les revendications 6 et 12, dans lequel ladite au moins une caractéristique utilisée pour ledit classement est ladite au moins une caractéristique utilisée au cours de ladite étape de sélection du nœud courant de l'arbre.
14. Dispositif de détermination d'un plan optimisé de découpe par guillotine d'un lot de pièces de verre rectangulaires dans au moins un plateau de verre (PLF), les pièces étant destinées, après découpe, à être empilées sur au moins un chevalet (Ci), les pièces d'un chevalet devant être placées sur ledit au moins un plateau pour découpe selon une séquence prédéterminée pour ce chevalet, ledit dispositif comportant :
- un module de définition de contraintes de découpe et de contraintes de positionnement desdites pièces et d'un critère d'optimisation ;
- un module de création d'un arbre (T) comprenant une racine, des feuilles représentant chacune un plan de découpe complet permettant de découper toutes les pièces dudit lot, chaque autre nœud de l'arbre représentant un plan de découpe partiel, le plan de découpe associé à un nœud de l'arbre étant obtenu (E35) en ajoutant au plan de découpe partiel associé au nœud père de ce nœud, sous le respect desdites contraintes, la prochaine pièce d'un dit chevalet déterminée selon la séquence prédéterminée de ce chevalet ; et
- un module de sélection d'un plan de découpe complet associé à une feuille de l'arbre en fonction dudit critère d'optimisation.
15. Programme d'ordinateur (PG) comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 lorsque ledit programme est exécuté par un ordinateur.
16. Support d'enregistrement (103) lisible par un ordinateur (100) sur lequel est enregistré un programme d'ordinateur (PG) comportant des instructions pour l'exécution des étapes du procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
17. Procédé de découpe par guillotine d'un lot de pièce de verres rectangulaires dans au moins un plateau de verre, caractérisé en ce qu'il comporte :
- la mise en œuvre d'un procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 ;
- ledit plan optimisé étant utilisé au cours d'une phase de découpe dudit plateau et au cours d'une phase de rompage dudit plateau.
18. Procédé de découpe selon la revendication 17 dans lequel ledit lot est déterminé par la mise en œuvre d'un procédé de détermination d'un plan optimisé de découpe selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.
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