JP5983976B1 - Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus - Google Patents

Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP5983976B1
JP5983976B1 JP2016006914A JP2016006914A JP5983976B1 JP 5983976 B1 JP5983976 B1 JP 5983976B1 JP 2016006914 A JP2016006914 A JP 2016006914A JP 2016006914 A JP2016006914 A JP 2016006914A JP 5983976 B1 JP5983976 B1 JP 5983976B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
product
vector
raw material
order
raw materials
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016006914A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017129905A (en
Inventor
信比古 野口
信比古 野口
Original Assignee
株式会社Jls
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 株式会社Jls filed Critical 株式会社Jls
Priority to JP2016006914A priority Critical patent/JP5983976B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5983976B1 publication Critical patent/JP5983976B1/en
Publication of JP2017129905A publication Critical patent/JP2017129905A/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P90/00Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02P90/30Computing systems specially adapted for manufacturing

Abstract

【課題】k種類の長方形の原材料から、長方形のみならず多角形のm個の製品を切り出すための割付計算をして、その歩留を最大にする。その際同一形状の製品はまとめることにより、計算時間短縮を図る。【解決手段】割付計算を開始する前に、長方形でない多角形の製品については、その多角形を包含する最小の長方形の製品と見なす処理をしておく。割付計算を開始後、原材料から製品を切り出した残りの原材料に、他の製品の割付が可能かどうかを判定する。このとき、多角形を包含する長方形から多角形の製品を切り出して、残りの原材料にも他の製品の割付が可能かどうか判定する。さらに同一形状の製品をまとめて割り付けパターンを行列の低次元化を図る。【選択図】図1An allocation calculation is performed to cut out not only rectangular but also polygonal products from k kinds of rectangular raw materials, and the yield is maximized. At that time, the calculation time is shortened by collecting the products having the same shape. Before starting the allocation calculation, a non-rectangular polygon product is processed so as to be regarded as the smallest rectangular product including the polygon. After starting the allocation calculation, it is determined whether or not other products can be allocated to the remaining raw materials cut out from the raw materials. At this time, a polygonal product is cut out from the rectangle including the polygon, and it is determined whether other products can be allocated to the remaining raw materials. In addition, products with the same shape are grouped together to reduce the number of assigned patterns. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、原材料から様々な形状の製品を切り出す場合に、その板取りを最適化するための演算処理を高速化する、部材割付システムと部材割付プログラムと記録媒体と部材加工装置に関する。
The present invention, in the case of cutting out the product in a variety of shapes from raw materials, their speed up processing for optimizing the blank layout, the member assignment system and member allocation program recording medium body and member machining device.

住宅構造材のプレカットには、断面形状や樹種,等級、レイヤといった仕様ごとに何種類かの原材料が用意される。そこから求められる寸法の部材(製品)を切り出す。製品の仕様と、製品の寸法と、切り出される原材料の組合せにより、原材料から切り落とされて無駄になる部分の量が異なる。柱や一定の幅の板といった線状材料については、シンプレックス演算処理を利用し、山登り法、ランダムリスタート法、焼き鈍し法等により、歩留あるいは費用を最小にするための最適値を探索する技術が開発された(特許文献1参照)。続いて、種々の縦横寸法を持つ製品を原材料から切り出す場合に、予め既存の方法で求めた初期実行可能解を起点にして、所定の演算処理を実行して歩留向上を図る技術が開発された(特許文献2参照)。さらに、原材料を縦横に切断するための、製品と原材料との最適な組み合わせを求めるとともに、具体的なプレカット作業のための指示書を作成する技術も開発された(特許文献3参照)。
Several types of raw materials are prepared for pre-cutting of house structural materials according to specifications such as cross-sectional shape, tree type, grade, and layer. A member (product) with the required dimensions is cut out from there. Depending on the product specifications, the product dimensions, and the combination of the raw materials to be cut out, the amount of parts that are cut off from the raw materials and wasted differs. For linear materials such as columns and plates with a certain width, a technology that uses simplex arithmetic processing to search for optimum values for minimizing yield or cost by hill-climbing, random restart, annealing, etc. Has been developed (see Patent Document 1). Subsequently, when cutting out products with various vertical and horizontal dimensions from raw materials, a technology was developed to improve yield by executing predetermined arithmetic processing starting from the initial feasible solution obtained in advance by an existing method. (See Patent Document 2). Furthermore, a technique for obtaining an optimum combination of a product and a raw material for cutting the raw material vertically and horizontally and creating an instruction for a specific precut operation has been developed (see Patent Document 3 ).

特開2009−98924号JP 2009-98924 A 特許3079189号公報Japanese Patent No. 3079189 特許5838047号公報Japanese Patent No. 5838047 特許3441420号公報Japanese Patent No. 3441420

原材料に各製品を縦長に割り付けた場合と横長に割付けた場合とでは、歩留が異なることがある。さらに、製品を切り出した残りの原材料に新たに別の製品を割り付けることもできる。これらを含めた割付けのための最適化計算は、製品数が多いと場合の数がきわめて多くなり、演算処理に時間がかかるという課題があった。
The yield may be different between when each product is assigned to a raw material in a portrait orientation and in a landscape orientation. Furthermore, another product can be newly assigned to the remaining raw material from which the product is cut out. The optimization calculation for allocation including these has a problem that the number of products becomes extremely large when the number of products is large, and it takes a long time for the arithmetic processing.

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、原材料から様々な形状の製品を切り出すための割付計算のための、演算処理時間の短縮も可能にする、部材割付システムと部材割付プログラムと記録媒体と部材加工装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above problems, and a member assignment system and a member assignment which can shorten the processing time for assignment calculation for cutting out products of various shapes from raw materials. It is an object to provide a program, a recording medium, and a member processing apparatus.

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。   The following configurations are means for solving the above-described problems.

<構成1>
それぞれ所定の長方形のm枚の製品を、それぞれ所定の長方形のk種類の原材料から切り出すときに必要な各種類の原材料の枚数を求め、各原材料に割り付ける製品の組合せを最適化するものであって、
求められているm枚の製品の横長データと縦長データの入力を受け付けて、製品の横長を要素とするm次の製品横長ベクトルwpと、製品の縦長を要素とするm次の製品縦長ベクトルhpと、製品の面積を要素とするm次の製品面積ベクトルspと、製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルbとを生成して、記憶装置に記憶させる製品設定手段と、
用意されたk種類の長方形の原材料データの入力を受け付けて、原材料の横長を要素とするk次の原材料横長ベクトルwmと、原材料の縦長を要素とするk次の原材料縦長ベクトルhmと、原材料の面積を要素とするk次の原材料面積ベクトルsmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成し、記憶装置に記憶させる原材料設定手段と、
割付け製品の面積は原材料面積ベクトルsmの要素のうちのいずれかの原材料の面積S以下であるとする第1評価条件(sp,aj)(内積)≦Sと、隣接する製品が重ならないとする第2評価条件、wpi+wpj≦wml またはhpi+hpj≦hml と、
割付パターンベクトルajが予め定めた割付け方法で割付け可能であるとする第3評価条件とを含む、2次元モデル条件を生成して、記憶装置に記憶させる2次元モデル条件生成手段と、
前記予め定めた割付け方法で求められた初期実行可能解の入力を受け付けて、m次の初期割付パターンベクトルと初期割付パターン行列を生成して、記憶装置に記憶する初期設定手段と、
求められている前記m枚の製品の製品横長データと製品縦長データが同一な場合に、前記同一な製品をまとめて1つの要素とし、前記同一な製品の横長を要素とするm次未満の製品横長ベクトルwp1と、前記同一な製品の縦長を要素とするm次未満の製品縦長ベクトルhp1と、前記同一な製品の面積を要素とするm次未満の製品面積ベクトルsp1と、m次未満の製品要求数量ベクトルb1を生成する製品再設定手段と、
初期割付パターンベクトルを前記同一な製品に対応するm次未満の割付パターンベクトルに変換し、初期割付パターン行列を前記m次未満の割付パターンベクトルに対応する割付パターン行列に変換して記憶装置に記憶する初期設定変換手段と、
求められている前記m次未満の製品横長ベクトルwp1に含まれる製品横長データと、前記m次未満の製品縦長ベクトルhp1に含まれる製品縦長データとを、用意された前記k種類の原材料の原材料横長データと原材料縦長データと比較して、前記第1評価条件と第2評価条件と第3評価条件とを含む2次元モデル条件を満たす、1枚または複数枚の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品の関係を示す、m次未満の割付パターンベクトルajを列挙する割付パターンベクトル生成手段と、
前記割付パターンベクトル生成手段の生成した割付パターンベクトルを並べた割付パターン行列Aを生成して、記憶装置に記憶させる割付パターン行列生成手段と、
k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれ前記m次未満の製品横長ベクトルwp1と前記m次未満の製品縦長ベクトルhp1に含まれる製品のうちのいずれかの製品を割り付けたとき、選択したn枚の原材料の使用枚数を表すために、要素がxiのn次の使用枚数ベクトルxを定義し、前記n枚の原材料それぞれに対応するn次の費用係数ベクトルfと前記使用枚数ベクトルxの積の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置に記憶させる目的関数生成手段と、
前記割付パターン行列Aから選択された割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならないとする第1制約条件式Ax≧b1を生成して、記憶装置に記憶させる制約条件生成手段と、
前記初期実行可能解と前記目的関数と前記制約条件式の入力を受け付けて、シンプレックス演算処理を実行するシンプレックス演算処理手段と、
最適解を探索して出力する演算処理を制御する探索制御手段とを備え、
この探索制御手段は、
前記シンプレックス演算処理により、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として面材割付データを出力し、それ以外の場合には、前記初期実行可能解の目的関数の値を最大値とし、前記シンプレックス演算処理の結果得られた目的関数の値を最小値として、その範囲の目的関数の値をとる原材料の使用枚数の組合せを列挙し、その中から目的関数が前記最小値に近いものを選択して、前記制約条件生成手段に対して、どの種類の原材料を何枚選択して割付けに使用するかを定める、原材料使用行列Cと原材料の使用枚数ベクトルの積が原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする第2制約条件式Cx=dの生成を、前記制約条件生成手段に依頼し、
前記第1制約条件式と前記第2制約条件式の制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼し、シンプレックス演算処理により得られた、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として面材割付データを出力し、それ以外の場合には、前記シンプレックス演算処理により、非整数解を伴う実行可能解が得られて、さらにその後のシンプレックス演算処理で、非整数解を伴う実行可能解が得られたとき、xiのうち、整数であるxiの個数を求める評価式Σ(xiが整数である個数)を定義して、前記評価式の値を求めて、後から得られた非整数解による前記評価式の値が先に得られた非整数解による前記評価式の値に比べて増加していれば、非整数解が整数解に近づき、評価式の値が減少していく場合は非整数解が整数解に近づかないと判定する判定手段が、前記シンプレックス演算処理を繰り返しても非整数解が整数解に近づかないと判定したときには、前記第2制約条件式を変更して前記シンプレックス演算処理を繰り返すように制御して、
列挙された前記原材料の使用枚数の組合せの中から、目的関数の値が前記最小値に近い次の候補を選択して、前記制約条件生成手段に対して、新たな第2制約条件式Cx=dの生成を依頼し、この新たな制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼するという動作を繰り返すように制御することを特徴とする部材割付システム。
<Configuration 1>
Each of the predetermined rectangular m products is obtained from each of the predetermined rectangular k kinds of raw materials, and the number of raw materials of each type required is obtained, and the combination of products assigned to the respective raw materials is optimized. ,
Accepts the input of the required horizontal data and vertical data of m products, and receives the m-th product horizontal vector wp whose product is the horizontal length and the m-th product vertical vector hp whose product is the vertical product. A product setting means for generating an m-th order product area vector sp having a product area as an element and an m-th order product request quantity vector b having a product request quantity as an element, and storing them in a storage device;
Accepts input of raw material data of k kinds of prepared rectangles, k-th raw material horizontal vector wm whose horizontal element is the raw material, k-th raw material vertical vector hm whose vertical element is the raw material, A raw material setting means for generating a k-th order raw material area vector sm having an area as an element and a k-th order raw material number vector nm having a raw material type number as an element, and storing them in a storage device;
The first evaluation condition (sp, aj) (inner product) ≦ S that the area of the allocated product is equal to or smaller than the area S of any one of the elements of the raw material area vector sm is assumed to be not overlapped with the adjacent product. Second evaluation condition, wpi + wpj ≦ wml or hpi + hpj ≦ hml,
Two-dimensional model condition generation means for generating a two-dimensional model condition including a third evaluation condition that the allocation pattern vector aj can be allocated by a predetermined allocation method, and storing the two-dimensional model condition in a storage device;
Initial setting means for receiving an input of an initial executable solution obtained by the predetermined allocation method, generating an m-th order initial allocation pattern vector and an initial allocation pattern matrix, and storing them in a storage device;
If the product horizontal data and product vertical data of the m products that are required are the same, the same product is combined into one element, and the product of less than m-th order including the same product horizontal data as the element A horizontal vector wp1, a product vertical vector hp1 less than m-order having the same product vertical length as an element, a product area vector sp1 less than m-th order having the same product area as an element, and a product less than m-th order Product resetting means for generating the requested quantity vector b1,
An initial allocation pattern vector is converted into an allocation pattern vector of less than m order corresponding to the same product, and an initial allocation pattern matrix is converted into an allocation pattern matrix corresponding to the allocation pattern vector of less than m order and stored in a storage device. Initial setting conversion means,
The product horizontal data included in the product horizontal vector wp1 less than the m-th order and the product vertical data included in the product vertical vector hp1 less than the m-th order are obtained. Compared with data and raw material longitudinal data, one or a plurality of products satisfying the two-dimensional model condition including the first evaluation condition, the second evaluation condition, and the third evaluation condition can be economically allocated. An allocation pattern vector generating means for enumerating allocation pattern vectors aj less than m-th order indicating the relationship between raw materials and products;
An allocation pattern matrix generation unit that generates an allocation pattern matrix A in which the allocation pattern vectors generated by the allocation pattern vector generation unit are arranged and stores the allocation pattern matrix A in a storage device;
Any one of the products included in the product horizontal vector wp1 less than the mth order and the product vertical vector hp1 less than the mth order is allocated to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials. Then, in order to represent the number of used n raw materials used, an n-th order used number vector x whose elements are xi is defined, and the n-th order cost coefficient vector f corresponding to each of the n raw materials and the An objective function generating means for generating an objective function indicating the sum of products of the used number vectors x and storing the objective function in a storage device;
A first constraint condition expression Ax ≧ b1 is generated, in which the number of each product cut out with the selected allocation pattern from the allocation pattern matrix A must be equal to or greater than the quantity of each required product, and the storage device A constraint condition generating means to be stored in
Simplex operation processing means for receiving input of the initial executable solution, the objective function, and the constraint condition expression, and executing simplex operation processing;
Search control means for controlling arithmetic processing to search for and output the optimal solution,
This search control means
By the simplex operation process, when the value of xi is an integer greater than or equal to 0 and does not include any other value, the face material allocation data is output as the optimal solution, and otherwise The combination of the number of used raw materials that takes the value of the objective function in the range, with the objective function value of the initial feasible solution as the maximum value and the objective function value obtained as a result of the simplex operation processing as the minimum value. A raw material use matrix that enumerates and selects what kind of raw materials are selected and used for allocation to the constraint condition generation means by selecting the objective function close to the minimum value from among them Requesting the constraint condition generating means to generate a second constraint condition expression Cx = d, wherein the product of the number of used materials vector C and the raw material use quantity vector d is equal to
Under the constraint conditions of the first constraint condition expression and the second constraint condition expression, the simplex arithmetic processing means is requested to perform arithmetic processing, and the value of xi obtained by the simplex arithmetic processing is an integer of 0 or more, If the solution does not include any other solution, the face material allocation data is output with the solution as the optimal solution. In other cases, an executable solution with a non-integer solution is obtained by the simplex operation processing. Further, when an executable solution with a non-integer solution is obtained in the subsequent simplex operation processing, an evaluation formula Σ (the number of xi is an integer) for determining the number of xi that is an integer among xi is defined. If the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained later is larger than the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained earlier, Integer solution approaches integer solution and evaluates When the determination means determines that the non-integer solution does not approach the integer solution when the value of is reduced, when the determination unit determines that the non-integer solution does not approach the integer solution even when the simplex operation process is repeated, Change the constraint condition expression and control to repeat the simplex operation process,
A next candidate whose objective function value is close to the minimum value is selected from the listed combinations of the number of used raw materials, and a new second constraint condition expression Cx = A member assignment system that controls to repeat the operation of requesting generation of d and requesting simplex arithmetic processing means to perform arithmetic processing under the new constraint condition.

<構成2>
前記切り出されるべき製品に正方形及び長方形以外の多角形が含まれるとき、該当する多角形については、その多角形を含む最小の、前記横長データと縦長データを有する長方形(みなし長方形と呼ぶ)を、前記m枚の製品に含めるように条件を設定するみなし長方形設定手段とを備え、
前記割付パターンベクトル生成手段は、
前記原材料から製品を切り出した残りの部分も原材料に含めるとともに、前記みなし長方形から前記多角形を切り出した残りの部分も原材料に含めて、前記原材料に割り付ける製品の組合せを決定することを特徴とする構成1に記載の部材割付システム。
<Configuration 2>
When a polygon other than a square and a rectangle is included in the product to be cut out, for the corresponding polygon, the smallest rectangle including the polygon and having the horizontally long data and the vertically long data (referred to as a deemed rectangle), An assumed rectangle setting means for setting conditions to be included in the m products,
The allocation pattern vector generation means includes:
The remaining portion obtained by cutting out the product from the raw material is included in the raw material, and the remaining portion obtained by cutting out the polygon from the deemed rectangle is also included in the raw material to determine a combination of products to be allocated to the raw material. The member allocation system according to Configuration 1.

<構成3>
前記予め定めた割付け方法は、製品を横長の大きいものから順に配列し、原材料を横長の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理か、製品を縦長の大きいものから順に配列し、原材料を縦長の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理か、もしくは、製品を面積の大きいものから順に配列し、原材料を面積の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理のいずれかであることを特徴とする構成1乃至2に記載の部材割付システム。
<Configuration 3>
The predetermined allocation method is a process in which products are arranged in order from the largest in the horizontal direction, raw materials are arranged in order from the largest in the horizontal direction, and the allocation is performed by the first fit method, or the products are arranged in the order from the largest in the vertical direction. Arrange the raw materials in descending order of the raw materials and execute the allocation by the first fit method, or arrange the products in order from the largest area, and arrange the raw materials in order from the largest area. The member allocating system according to any one of configurations 1 to 2, wherein the member allocating system is any one of processes for performing allocation by a first fit method.

<構成4>
前記割付パターンベクトル生成手段は、
前記2次元モデル条件を満たすかどうかの判定処理において、前記予め定めた割付け方法で割付け可能かどうかの判定結果を記憶装置に記憶し、
この判定結果を使用して、製品を割り付けた原材料から、横もしくは縦方向のギロチンカット方向を選択した後、切断可能な全ての切断線を検出する処理と、この方向の切断線が無くなったら、切断後の原材料をひとつずつ選択して、別の方向の切断線を検出する処理とを順に実行するような、全ての原材料について、製品の割付け位置と原材料の切断位置と切断順とを含む、カッティング手順データを生成するカッティングデータ生成手段を備えたことを特徴とする構成1乃至3に記載の部材割付システム。
<Configuration 4>
The allocation pattern vector generation means includes:
In the determination process of whether or not the two-dimensional model condition is satisfied, a determination result of whether or not the assignment can be performed by the predetermined assignment method is stored in a storage device,
Using this judgment result, after selecting the horizontal or vertical guillotine cutting direction from the raw material to which the product is assigned, the process of detecting all the cutting lines that can be cut and the cutting line in this direction are gone, Including allotted product position, raw material cutting position and cutting order for all raw materials, such as selecting the raw materials after cutting one by one and executing the process of detecting cutting lines in different directions in order, 4. The member assignment system according to any one of configurations 1 to 3, further comprising cutting data generation means for generating cutting procedure data.

<構成5>
それぞれ所定の長さのm本の製品を、それぞれ所定の長さのk種類の原材料から切り出すときに必要な各種類の原材料の本数を求め、各原材料に割り付ける製品の組合せを最適化するものであって、
求められているm本の製品の長さデータの入力を受け付けて、製品の長さを要素とするm次の製品長ベクトルwpと、製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルbとを生成して、記憶装置に記憶させる製品設定手段と、
用意されたk種類の原材料データの入力を受け付けて、原材料の長さを要素とするk次の原材料長ベクトルwmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成し、記憶装置に記憶させる原材料設定手段と、
割付け製品の長さは原材料長ベクトルwmの要素のうちのいずれかの原材料の長さ以下であるとする1次元モデル条件(wp,aj)(内積)≦wmを生成して、記憶装置に記憶させる1次元モデル条件生成手段と、
め定めた割付け方法で求められた初期実行可能解の入力を受け付けて、m次の初期割付パターンベクトルと初期割付パターン行列を生成して、記憶装置に記憶する初期設定手段と、
求められている前記m本の製品の製品長データが同一な場合に、前記同一な製品をまとめて1つの要素とし、前記同一な製品の長さを要素とするm次未満の製品長ベクトルwp1と、m次未満の製品要求数量ベクトルb1を生成する製品再設定手段と、
初期割付パターンベクトルを前記同一な製品に対応するm次未満の割付パターンベクトルに変換し、初期割付パターン行列を前記m次未満の割付パターンベクトルに対応する割付パターン行列に変換して記憶装置に記憶する初期設定変換手段と、
求められている前記m次未満の製品長ベクトルwp1に含まれる製品長データを、用意された前記k種類の原材料の原材料長データと比較して、前記1次元モデル条件を満たす、1本または複数本の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品の関係を示す、m次未満の割付パターンベクトルajを列挙する割付パターンベクトル生成手段と、
前記割付パターンベクトル生成手段の生成した割付パターンベクトルを並べた割付パターン行列Aを生成して、記憶装置に記憶させる割付パターン行列生成手段と、
k種類の原材料から任意に選択したn本の原材料に対して、それぞれ前記m次未満の製品長ベクトルwp1に含まれる製品のうちのいずれかの製品を割り付けたとき、選択したn本の原材料の使用本数を表すために、要素がxiのn次の使用本数ベクトルxを定義し、前記n本の原材料それぞれに対応するn次の費用係数ベクトルfと前記使用本数ベクトルxの積の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置に記憶させる目的関数生成手段と、
前記割付パターン行列Aから選択された割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならないとする第1制約条件式Ax≧b1を生成して、記憶装置に記憶させる制約条件生成手段と、
前記初期実行可能解と前記目的関数と前記制約条件式の入力を受け付けて、シンプレックス演算処理を実行するシンプレックス演算処理手段と、
最適解を探索して出力する演算処理を制御する探索制御手段とを備え、
この探索制御手段は、
前記シンプレックス演算処理により、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として割付データを出力し、それ以外の場合には、前記初期実行可能解の目的関数の値を最大値とし、前記シンプレックス演算処理の結果得られた目的関数の値を最小値として、その範囲の目的関数の値をとる原材料の使用本数の組合せを列挙し、その中から目的関数が前記最小値に近いものを選択して、前記制約条件生成手段に対して、どの種類の原材料を何本選択して割付けに使用するかを定める、原材料使用行列Cと原材料の使用本数ベクトルの積が原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする第2制約条件式Cx=dの生成を、前記制約条件生成手段に依頼し、
前記第1制約条件式と前記第2制約条件式の制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼し、シンプレックス演算処理により得られた、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として割付データを出力し、それ以外の場合には、前記シンプレックス演算処理により、非整数解を伴う実行可能解が得られて、さらにその後のシンプレックス演算処理で、非整数解を伴う実行可能解が得られたとき、xiのうち、整数であるxiの個数を求める評価式Σ(xiが整数である個数)を定義して、前記評価式の値を求めて、後から得られた非整数解による前記評価式の値が先に得られた非整数解による前記評価式の値に比べて増加していれば、非整数解が整数解に近づき、評価式の値が減少していく場合は非整数解が整数解に近づかないと判定する判定手段が、前記シンプレックス演算処理を繰り返しても非整数解が整数解に近づかないと判定したときには、前記第2制約条件式を変更して前記シンプレックス演算処理を繰り返すように制御して、
列挙された前記原材料の使用本数の組合せの中から、目的関数の値が前記最小値に近い次の候補を選択して、前記制約条件生成手段に対して、新たな第2制約条件式Cx=dの生成を依頼し、この新たな制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼するという動作を繰り返すように制御することを特徴とする部材割付システム。
<Configuration 5>
The number of each type of raw material required when each of m products of a predetermined length is cut out from k types of raw materials of a predetermined length, and the combination of products assigned to each raw material is optimized. There,
Accepts input of length data of m required products, m-order product length vector wp having product length as an element, and m-order product request quantity vector b having product request quantity as an element Product setting means for generating and storing in a storage device;
Accepts input of k kinds of prepared raw material data, and generates k-th order raw material length vector wm having raw material length as an element and k-th order raw material number vector nm having raw material kind number as an element. Raw material setting means stored in the storage device;
A one-dimensional model condition (wp, aj) (inner product) ≦ wm is generated and stored in the storage device, assuming that the length of the assigned product is equal to or less than the length of any one of the elements of the raw material length vector wm One-dimensional model condition generating means for causing
Receives an input of an initial feasible solution obtained by pre-Me-determined allocation method, an initial setting unit that generates the m degree of the initial allocation pattern vector and the initial allocation pattern matrix, stored in the storage device,
When the required product length data of the m products is the same, the same products are grouped into one element, and a product length vector wp1 less than m-th order having the same product length as an element. Product resetting means for generating a product request quantity vector b1 of less than m-th order,
An initial allocation pattern vector is converted into an allocation pattern vector of less than m order corresponding to the same product, and an initial allocation pattern matrix is converted into an allocation pattern matrix corresponding to the allocation pattern vector of less than m order and stored in a storage device. Initial setting conversion means,
One or more satisfying the one-dimensional model condition by comparing the product length data included in the required product length vector wp1 of less than m order with the raw material length data of the k kinds of raw materials prepared An assignment pattern vector generation means for enumerating assignment pattern vectors aj less than m order, which indicate the relationship between raw materials and products that can economically assign products of the book;
An allocation pattern matrix generation unit that generates an allocation pattern matrix A in which the allocation pattern vectors generated by the allocation pattern vector generation unit are arranged and stores the allocation pattern matrix A in a storage device;
When any of the products included in the product length vector wp1 less than the m-th order is assigned to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials, the selected n raw materials In order to express the number of used pieces, an n-th order used number vector x whose elements are xi is defined, and indicates the sum of products of the n-th order cost coefficient vector f corresponding to each of the n raw materials and the used number vector x. An objective function generating means for generating an objective function and storing it in a storage device;
A first constraint condition expression Ax ≧ b1 is generated, in which the number of each product cut out with the selected allocation pattern from the allocation pattern matrix A must be equal to or greater than the quantity of each required product, and the storage device A constraint condition generating means to be stored in
Simplex operation processing means for receiving input of the initial executable solution, the objective function, and the constraint condition expression, and executing simplex operation processing;
Search control means for controlling arithmetic processing to search for and output the optimal solution,
This search control means
By the simplex operation process, when the value of xi is an integer equal to or greater than 0 and does not include any other value, the assigned data is output as the optimal solution, and in other cases, List the combinations of the number of raw materials used that take the objective function value in the range, with the objective function value of the initial feasible solution as the maximum value and the objective function value obtained as a result of the simplex operation processing as the minimum value. , A material usage matrix C that selects an objective function close to the minimum value from among them and determines how many types of raw materials to select and use for allocation to the constraint generation means; The constraint condition generating means is requested to generate a second constraint condition expression Cx = d that the product of the number of used raw material vectors is equal to the raw material use scheduled quantity vector d.
Under the constraint conditions of the first constraint condition expression and the second constraint condition expression, the simplex arithmetic processing means is requested to perform arithmetic processing, and the value of xi obtained by the simplex arithmetic processing is an integer of 0 or more, When the solution does not include anything else, the assignment data is output as the optimal solution, and in other cases, the simplex operation process obtains an executable solution with a non-integer solution, Further, when an executable solution with a non-integer solution is obtained in the subsequent simplex operation processing, an evaluation expression Σ (the number of xi being an integer) for obtaining the number of xi that is an integer among xi is defined, If the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained later is increased as compared with the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained earlier, a non-integer solution is obtained. Approaches the integer solution, When the determination means determines that the non-integer solution does not approach the integer solution when it decreases, the second constraint condition determines that the non-integer solution does not approach the integer solution even if the simplex operation process is repeated. Control to repeat the simplex operation by changing the formula,
The next candidate whose value of the objective function is close to the minimum value is selected from the listed combinations of the number of used raw materials, and a new second constraint condition expression Cx = A member assignment system that controls to repeat the operation of requesting generation of d and requesting simplex arithmetic processing means to perform arithmetic processing under the new constraint condition.

<構成6>
前記予め定めた割付け方法は、製品を長いものから順に配列し、原材料を長いものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理であることを特徴とする構成5に記載の部材割付システム。
<Configuration 6>
The member allocation according to Configuration 5, wherein the predetermined allocation method is a process in which products are arranged in order from the longest, raw materials are arranged in order from the longest, and the allocation is performed by the first fit method. system.

<構成7>
コンピュータを、構成1乃至6に記載の各手段として機能させる部材割付プログラム。
<Configuration 7>
A member assignment program for causing a computer to function as each means according to configurations 1 to 6.

<構成8>
構成7に記載の部材割付プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
<Configuration 8>
A computer-readable recording medium on which the member assignment program according to Configuration 7 is recorded.

<構成9>
構成1乃至に記載の部材割付システムから出力される部材割り付けデータを受け入れて、前記m枚の製品を、順次供給される前記k種類の原材料から切り出すプレカット装置を備えたことを特徴とする部材加工装置。
<Configuration 9>
A member comprising a precut device that receives member assignment data output from the member assignment system according to any one of Structures 1 to 4 and cuts the m products from the k kinds of raw materials that are sequentially supplied. Processing equipment.

原材料から様々な形状の製品を切り出すとき、同一寸法の原材料や製品を多用する場合に、要素がxiのn次の使用枚数ベクトルxを定義して、xiが0以上とする計算と所定の評価式により、演算時間の大幅な短縮が可能になる。   When cutting out products of various shapes from raw materials, when using many raw materials and products of the same size, define an n-order number vector number x of elements xi and calculate xi to be 0 or more and a predetermined evaluation The calculation time can be greatly reduced by the formula.

実施例1の部材割付システム10のブロック図である。1 is a block diagram of a member allocation system 10 according to a first embodiment. 部材割付システム10を構成するコンピュータのハードウエアブロック図である。2 is a hardware block diagram of a computer constituting the member allocation system 10. FIG. 演算処理のパラメータを説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the parameter of a calculation process. 初回のシンプレックス演算処理動作フローチャートである。It is a first simplex operation processing flowchart. 1回目のシンプレックス演算終了後の演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing after the completion of the first simplex operation. 原材料から製品を切り出す手順と新たな原材料の説明図である。It is explanatory drawing of the procedure which cuts out a product from a raw material, and a new raw material. 部材切断手段の主要部と原材料の横断面図である。It is a cross-sectional view of the main part of a member cutting means and a raw material. 演算処理条件データの例説明図である。It is example explanatory drawing of arithmetic processing condition data. ファーストフィットで求められた初期実行可能解の例説明図である。It is example explanatory drawing of the initial feasible solution calculated | required by the first fit. 演算処理の結果得られた最適割付パターンの例説明図である。It is an example explanatory drawing of the optimal allocation pattern obtained as a result of the arithmetic processing. 初期実行可能解の割付パターン例平面図である。It is a top view of the example of the allocation pattern of an initial executable solution. 最適解の割付パターン例平面図である。It is a top view of the allocation pattern example of an optimal solution. 演算処理時間を短縮する計算によるデータ例説明図である。It is data example explanatory drawing by calculation which shortens arithmetic processing time. 演算処理時間を短縮する計算によるデータ例説明図である。It is data example explanatory drawing by calculation which shortens arithmetic processing time. 演算処理時間を短縮する計算によるデータ例説明図である。It is data example explanatory drawing by calculation which shortens arithmetic processing time. 演算処理時間を短縮する計算によるデータ例説明図である。It is data example explanatory drawing by calculation which shortens arithmetic processing time. シンプレックス演算処理実行のための前処理例フローチャートである。It is a flowchart of the example of pre-processing for execution of a simplex operation process. シンプレックス演算処理実行例フローチャートである。It is a flowchart of an execution example of a simplex operation process.

本発明では、特許文献3に記載されたように、既存の任意の方法で得られた実用性のある解を基礎にして、それをシンプレックス法で評価し、さらに改善した解を求める。シンプレックス法は、線形計画問題の最適解を探索する方法として知られている。しかし、求められた原材料や製品の縦横寸法が数十種類にも及ぶと、組合せの数は数十万組を越えることがある。k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれm枚の製品のうちのいずれかの製品を割り付ける、といった条件に基づいてそのまま演算処理のためのパラメータを作ると、最適値探索のためのシンプレックス演算処理に時間がかかりすぎることがある。そこで、シンプレックス法による演算処理のための制約条件を新たに付加して、比較対象範囲の絞り込みをしながら、効率よく計算をする。そして、シンプレックス法によるピボット演算処理の過程で実行可能解が得られたときに、所定の評価式を使用してその後の見通しをたてる。その結果に応じて探索条件を変更し、無駄な演算処理を回避する。以下、本発明の実施の形態を実施例ごとに詳細に説明する。   In the present invention, as described in Patent Document 3, based on a practical solution obtained by any existing method, it is evaluated by a simplex method to obtain a further improved solution. The simplex method is known as a method for searching for an optimal solution of a linear programming problem. However, if the required raw materials and products have several tens of vertical and horizontal dimensions, the number of combinations may exceed several hundred thousand. If the parameters for the arithmetic processing are made as they are based on the condition that any one of the m products is assigned to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials, the optimal value Simplex operation processing for searching may take too long. Therefore, a constraint condition for arithmetic processing by the simplex method is newly added, and calculation is efficiently performed while narrowing down the comparison target range. Then, when an executable solution is obtained in the process of pivot calculation processing by the simplex method, a future evaluation is made using a predetermined evaluation formula. The search condition is changed according to the result to avoid unnecessary calculation processing. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail for each example.

図1は実施例1の部材割付システム10のブロック図である。
図の部材割付システム10は、コンピュータ12にインストールされたコンピュータプログラムにより動作する。このシステムは、例えば、コンピュータ12に対してネットワーク14を介して接続された端末装置16により利用される。端末装置16は、例えば、原材料から製品をプレカットするプレカット工場に設けられている。部材割付システム10は、この端末装置16からプレカットのための条件データを受け付けて、計算処理を実行してその結果を返す。端末装置16は、返された部材割付データを使用して、プレカット装置17を制御する。プレカット装置17には、例えば、特許文献4に記載されたとおりのものを使用することができる。
FIG. 1 is a block diagram of a member allocation system 10 according to the first embodiment.
The member assignment system 10 shown in the drawing is operated by a computer program installed in the computer 12. This system is used, for example, by a terminal device 16 connected to the computer 12 via the network 14. The terminal device 16 is provided, for example, in a precut factory that precuts products from raw materials. The member assignment system 10 receives the condition data for precut from the terminal device 16, executes the calculation process, and returns the result. The terminal device 16 controls the precut device 17 using the returned member allocation data. As the precut device 17, for example, a device as described in Patent Document 4 can be used.

コンピュータ12には、演算処理装置20と記憶装置40とが設けられている。演算処理装置20には、図のように、製品設定手段21、原材料設定手段22、初期設定手段23、割付パターンベクトル生成手段24、割付パターン行列生成手段25、制約条件生成手段26、費用係数ベクトル生成手段27、目的関数生成手段28、シンプレックス演算処理手段29、探索制御手段30、判定手段31等のコンピュータプログラムがインストールされている。これらのコンピュータプログラムが連携して演算処理を実行する。この実施例では、さらに、製品再設定手段36と初期設定変換手段37と原材料使用行列生成手段とカッティングデータ生成手段34と、みなし長方形設定手段35を設けている。   The computer 12 is provided with an arithmetic processing device 20 and a storage device 40. As shown in the figure, the arithmetic processing unit 20 includes a product setting unit 21, a raw material setting unit 22, an initial setting unit 23, an allocation pattern vector generation unit 24, an allocation pattern matrix generation unit 25, a constraint condition generation unit 26, a cost coefficient vector. Computer programs such as generating means 27, objective function generating means 28, simplex operation processing means 29, search control means 30, and determining means 31 are installed. These computer programs cooperate to execute arithmetic processing. In this embodiment, a product resetting means 36, an initial setting converting means 37, a raw material use matrix generating means, a cutting data generating means 34, and an assumed rectangle setting means 35 are further provided.

記憶装置40には、図のように、製品横長ベクトルwp、製品縦長ベクトルhp、製品面積ベクトルsp、原材料横長ベクトルwm、原材料縦長ベクトルhm、原材料面積ベクトルsm、製品要求数量ベクトルb42、初期実行可能解44、原材料使用予定数量ベクトルd45、割付パターン行列46、原材料使用行列C47、第1制約条件式48、第2制約条件式49、目的関数51、組合せリスト52、部材割付データ53、及び評価式54等のデータが記憶されている。これらのデータは、予め外部から入力されるか、あるいは、上記のコンピュータプログラムの動作により生成されて、記憶装置40に記憶されるものである。続いて、これらのコンピュータプログラムと記憶装置40に記憶されるデータの具体的な説明をする。   The storage device 40 has a product horizontal vector wp, a product vertical vector hp, a product area vector sp, a raw material horizontal vector wm, a raw material vertical vector hm, a raw material area vector sm, a required product quantity vector b42, as shown in the figure. Solution 44, raw material usage scheduled quantity vector d45, allocation pattern matrix 46, raw material usage matrix C47, first constraint condition expression 48, second constraint condition expression 49, objective function 51, combination list 52, member allocation data 53, and evaluation expression Data such as 54 is stored. These data are input from the outside in advance, or are generated by the operation of the computer program and stored in the storage device 40. Subsequently, the computer program and the data stored in the storage device 40 will be specifically described.

図2は、部材割付システム10を構成するコンピュータのハードウエアブロック図である。
部材割付システム10の具体的な機能を説明する前に、部材割付システム10のハードウエアを説明する。図のように、コンピュータ12の本体ケース3中に収められた内部バス110には、CPU(中央処理装置)111と、ROM(リードオンリメモリ)112と、RAM(ランダムアクセスメモリ)113と、HDD(ハードディスク)114と、入出力インタフェース115と、ネットワークインタフェース116とが接続されている。入出力インタフェース115には、ディスプレイとキーボード4とマウス5とが接続されている。ネットワークインタフェース116には、ネットワーク14を介して、端末装置16が接続されている。以上のハードウェアは一般的によく知られたパーソナルコンピュータに備えられているものと変わらない。端末装置16は、プレカット装置17の部材選択供給装置120に、部材割付データを53(図1)を供給する。これにより、指定された原材料が部材切断装置121に供給され、指定された割付パターンで切断される。切断された製品は製品搬送装置122により搬送され排出される。
FIG. 2 is a hardware block diagram of a computer constituting the member assignment system 10.
Before describing specific functions of the member assignment system 10, the hardware of the member assignment system 10 will be described. As shown in the figure, an internal bus 110 housed in the main body case 3 of the computer 12 includes a CPU (Central Processing Unit) 111, a ROM (Read Only Memory) 112, a RAM (Random Access Memory) 113, and an HDD. A (hard disk) 114, an input / output interface 115, and a network interface 116 are connected. A display 2 , a keyboard 4, and a mouse 5 are connected to the input / output interface 115. A terminal device 16 is connected to the network interface 116 via the network 14. The above hardware is the same as that provided in a generally well-known personal computer. The terminal device 16 supplies the member allocation data 53 (FIG. 1) to the member selection supply device 120 of the precut device 17. As a result, the specified raw material is supplied to the member cutting device 121 and cut with the specified allocation pattern. The cut product is conveyed and discharged by the product conveying device 122.

図1に示した記憶装置40は、図2のROM112やRAM113やHDD114により構成される。図1に示した演算処理装置20は、図2のCPU111、ROM112、RAM113等により構成される。各種のデータは主としてHDD114に記憶されて保存される。CPU111が実行するコンピュータプログラムは、ROM112に記憶され、あるいはRAM113に適時ロードされる。端末装置16も同様の構成で構わない。ネットワーク14はインターネットでもイントラネットでも構わない。   The storage device 40 shown in FIG. 1 includes the ROM 112, RAM 113, and HDD 114 shown in FIG. The arithmetic processing unit 20 shown in FIG. 1 includes the CPU 111, the ROM 112, the RAM 113, and the like shown in FIG. Various data are mainly stored and stored in the HDD 114. A computer program executed by the CPU 111 is stored in the ROM 112 or loaded into the RAM 113 as appropriate. The terminal device 16 may have the same configuration. The network 14 may be the Internet or an intranet.

図3は、演算処理のパラメータを説明するための説明図である。
この図を参照しながら、演算処理に使用するパラメータの定義と、上記の各コンピュータプログラムの機能を説明する。
[製品長ベクトル]
生産されるべき製品の数量をm枚とする。
製品長を例えば、単位m(メートル)で表現する。
m次の製品横長ベクトルwp(行ベクトル)を下記のように定義する。
wp=(wp1,wp2,…,wpm)
m次の製品縦長ベクトルhp(行ベクトル)を下記のように定義する。
hp=(hp1,hp2,…,hpm)
m次の製品面積ベクトルsp(行ベクトル)を下記のように定義する。
sp=(sp1,sp2,…,spm)
なお、spi=wpi×hpi(i=1,2,…,m)である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining parameters of the arithmetic processing.
With reference to this figure, the definition of parameters used for arithmetic processing and the function of each computer program will be described.
[Product length vector]
The number of products to be produced is m.
The product length is expressed in, for example, the unit m (meter).
An m-th product horizontal vector wp (row vector) is defined as follows.
wp = (wp1, wp2,…, wpm)
The m-th product vertical vector hp (row vector) is defined as follows.
hp = (hp1, hp2,…, hpm)
An m-th order product area vector sp (row vector) is defined as follows.
sp = (sp1, sp2, ..., spm)
Note that spi = wpi × hpi (i = 1, 2,..., M).

[製品要求数量ベクトルb]
数量mの製品の生産が要求されているとき、製品要求数量ベクトルbを、下記のように定義する。なお、特許文献3では、製品形状がすべて異なることを前提として、全てbi=1とした。本発明では、同一形状の製品がある場合を取り扱うために、biを任意の正の整数とした上で、その後特殊な計算をする。本発明との比較のために、特許文献3の演算処理を先に説明して、その後、本発明の実施例の説明を行う。
b=(b1,b2,…,bm)T
(上付きTは転置を表す。即ち、bは列ベクトルである。以下も同様)
図3の例では数量m=7で、b=(1,1,1,1,1,1,1)Tである。
製品設定手段21は、求められているm枚の製品について、横長データと縦長データの入力を受け付けて、製品横長ベクトルwpと製品縦長ベクトルhpと製品面積ベクトルspと、製品要求数量を要素とする製品要求数量ベクトルb42を生成して、記憶装置40に記憶させる。
[Product request quantity vector b]
When the production of a product of quantity m is requested, a product demand quantity vector b is defined as follows. In Patent Document 3, bi = 1 is set on the assumption that the product shapes are all different. In the present invention, in order to handle the case where there is a product having the same shape, a special calculation is performed after bi is set to an arbitrary positive integer. For comparison with the present invention, the arithmetic processing of Patent Document 3 will be described first, and then an embodiment of the present invention will be described.
b = (b1, b2,..., bm) T
(The superscript T represents transposition. That is, b is a column vector. The same applies hereinafter.)
In the example of FIG. 3, the quantity m = 7 and b = (1,1,1,1,1,1,1) T.
The product setting means 21 accepts the input of the horizontally long data and the vertically long data for the required m products, and uses the product horizontally long vector wp, the product vertically long vector hp, the product area vector sp, and the product required quantity as elements. A product request quantity vector b42 is generated and stored in the storage device 40.

[原材料データ]
原材料はk種類ある。原材料の縦横寸法を、例えば、単位m(メートル)で表現する。
k次の原材料横長ベクトルwm(行ベクトル)を下記のように定義する。
wm=(wm1,wm2,…,wmk)
k次の原材料縦長ベクトルhm(行ベクトル)を下記のように定義する。
hm=(hm1,hm2,…,hmk)
k次の原材料面積ベクトルsm(行ベクトル)を下記のように定義する。
sm=(sm1,sm2,…,smk)
なお、smi=wmi×hmi(i=1,2,…,k)である。
k次の原材料番号ベクトルnm(行ベクトル)を下記のように定義する。
nm=(1,2,…,k) このi番目の要素「i」は横長がwmi、縦長がhmi、面積がsmiの原材料番号を表す。
原材料設定手段22は、用意されたk種類の原材料について、横長データと縦長データの入力を受け付けて、k次の原材料横長ベクトルwmとk次の原材料縦長ベクトルhmとk次の原材料面積ベクトルsmとk次の原材料番号ベクトルnmを生成し、記憶装置40に記憶させる。
[Raw material data]
There are k types of raw materials. The vertical and horizontal dimensions of the raw material are expressed in, for example, the unit m (meter).
The k-th raw material horizontal vector wm (row vector) is defined as follows.
wm = (wm1, wm2,…, wmk)
A k-th raw material vertical vector hm (row vector) is defined as follows.
hm = (hm1, hm2,…, hmk)
A kth-order raw material area vector sm (row vector) is defined as follows.
sm = (sm1, sm2,…, smk)
Note that smi = wmi × hmi (i = 1, 2,..., K).
The k-th raw material number vector nm (row vector) is defined as follows.
nm = (1,2,..., k) This i-th element “i” represents a raw material number whose horizontal length is wmi, vertical length is hmi, and area is smi.
The raw material setting means 22 accepts the input of the horizontally long data and the vertically long data for the k kinds of prepared raw materials, and the k-th raw material horizontal vector wm, the k-th raw material vertical vector hm, and the k-th raw material area vector sm A k-th raw material number vector nm is generated and stored in the storage device 40.

[原材料使用予定数量ベクトルd]
原材料使用予定数量ベクトルd45(列ベクトル)は、実行可能なある解に対して、k種類の長さの材料がそれぞれ何枚ずつ使用されるかを示す。これを下記のように定義する。
d=(d1,d2,…,dk)T
例えば、図3はk=3で、原材料を、それぞれ1枚、2枚、1枚と、合計4枚使用する場合には、
d=(d1,d2,d3)T=(1,2,1)Tである。
原材料使用予定数量ベクトルd45は、後で説明する第2制約条件式で使用される。
[Raw material use planned quantity vector d]
The raw material use scheduled quantity vector d45 (column vector) indicates how many pieces of k lengths of materials are used for a feasible solution. This is defined as follows.
d = (d1, d2,..., dk) T
For example, in FIG. 3, when k = 3 and the raw materials are used in total of 1 sheet, 2 sheets, and 1 sheet, respectively,
d = (d1, d2, d3) T = (1, 2, 1) T
The raw material use scheduled quantity vector d45 is used in a second constraint condition expression described later.

[使用枚数ベクトルx]
k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれm枚の製品のうちのいずれかの製品を割り付ける。このとき、選択したn枚の原材料の使用枚数を表すn次の使用枚数ベクトルxを、下記のように定義する。なお、k種類の原材料からn枚の原材料を選択するとき、同一の原材料を2度以上重複して選択して構わない。
x=(x1,x2,…,xn)T
なお、特許文献3では、製品形状がすべて異なることを前提として、製品要求数量ベクトルbの要素を全てbi=1としたので、m次の使用枚数ベクトルxの各要素xiは0≦xi≦1となり、部材割付の結果として意味を持つのは、xiが0または1の場合である。一方、本発明では、後で説明するように、biを任意の整数としたことから、0≦xi≦N(Nは任意の整数)として計算をする。また、この条件を緩和した場合には、0≦xiとなるから、本発明では計算を実行する上で制約条件式は不要になる。
[Use number vector x]
Any one of m products is assigned to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials. At this time, an n-order used number vector x representing the number of used n raw materials used is defined as follows. When n raw materials are selected from k kinds of raw materials, the same raw material may be selected twice or more.
x = (x1, x2,..., xn) T
In Patent Document 3, since all the elements of the product request quantity vector b are set to bi = 1 on the assumption that the product shapes are all different, each element xi of the m-th order use number vector x is 0 ≦ xi ≦ 1. Thus, the case where xi is 0 or 1 is significant as a result of the member assignment. On the other hand, in the present invention, as will be described later, since bi is an arbitrary integer, calculation is performed with 0 ≦ xi ≦ N (N is an arbitrary integer). Further, when this condition is relaxed, 0 ≦ xi is satisfied, and therefore, in the present invention, a constraint condition expression is not necessary for executing the calculation.

図3(C)の記号において、wm1、hm1、sm1に相当する原材料をwm1で代表して表記する。
上記の原材料使用予定数量ベクトルが、d=(d1,d2,d3)のときには、例えば、原材料を(wm1,wm2,wm2,wm3)と列挙する。これら4枚の原材料に対して、それぞれ求められている製品を割り付ける。このとき、最初のwm1に対してx1、2番目のwm2に対してx2、3番目のwm2に対してx3、4番目のwm3に対してx4を設定する。図の例では、x1=x2=x3=x4=1である。選択される原材料と選択されない原材料とを列挙したとき、選択される原材料に設定されるxiの値は1である。選択されない原材料に設定されるxiの値は0である。使用枚数ベクトルxは制約条件式で使用される。
In the symbol of FIG. 3C, the raw materials corresponding to wm1, hm1, and sm1 are represented as wm1.
When the above-described raw material usage scheduled quantity vector is d = (d1, d2, d3), for example, the raw materials are listed as (wm1, wm2, wm2, wm3). The required products are allocated to these four raw materials. At this time, x1 is set for the first wm1, x2 for the second wm2, x3 for the third wm2, and x4 for the fourth wm3. In the illustrated example, x1 = x2 = x3 = x4 = 1. When enumerating selected raw materials and unselected raw materials, the value of xi set to the selected raw materials is 1. The value of xi set to the raw material not selected is 0. The used number vector x is used in the constraint condition equation.

[割付パターンベクトルaj]
いずれか1枚の原材料から、数量mの製品のうちのいずれかを切り出すように割り付けたデータを、m次の割付パターンベクトルaj(列ベクトル)で表す。これを下記のように定義する。
aj=(a1j,a2j,…,amj)T (j=1,2,…,n)
即ち、m次のベクトルがn個ある。
例えば、、下記に、図3(c)の例における割付パターンベクトルを示す。なお、図3(c)の図は下式とは整合していない。
wm1にwp2とwp6をそれぞれ1枚割付けたとすると、
(0,1,0,0,0,1,0)T
wm2にwp1を1枚割付けたとすると
(1,0,0,0,0,0,0)T
wm2にwp3とwp5をそれぞれ1枚割付けたとすると、

(0,0,1,0,1,0,0)T
wm3にwp4とwp7をそれぞれ1枚割付けたとすると、

(0,0,0,1,0,0,1)T
[Assignment pattern vector aj]
Data allocated so as to cut out one of the products of quantity m from any one raw material is represented by an m-th order allocation pattern vector aj (column vector). This is defined as follows.
aj = (a1j, a2j, ..., amj) T (j = 1,2, ..., n)
That is, there are n m-order vectors.
For example, the allocation pattern vector in the example of FIG. In addition, the figure of FIG.3 (c) is inconsistent with the following Formula.
If wp1 and wp6 are assigned to wm1,
(0,1,0,0,0,1,0) T
If wp1 is assigned to wm2, (1,0,0,0,0,0,0) T
If wp3 and wp5 are each assigned to wm2,

(0,0,1,0,1,0,0) T
If wp3 and wp7 are assigned to wm3,

(0,0,0,1,0,0,1) T

上記の割付パターンベクトルajは、 (1式)(2式)を満足するように生成される。
(sp,aj)≦S (j=1,2,…,n)・・(1式)
Sは、(1式)と(2式)を満たすsmi の最小値である。但し(i=1,2,…,k)
即ち、(1式)は、割付け製品の面積は原材料の面積以下であるという条件式である。
wpi+wpj =〈wml or hpi+hpj=〈hml ・・・(2式)
但し(i=1,2,…,m)(j=1,2,…,m)(l=1,2,…,k)
即ち、同一原材料に隣接して割付けられた製品は互いに重なり合わないという条件式である。
なお、(1式)の左辺の(sp,aj)は、選択された原材料に割り付けられた、1枚の製品もしくは複数枚の製品面積の総和である。割付パターンベクトルajを生成するときには、割り付けることができる最小面積の原材料が選択される。実加工では、矩を出すためのハナ切り長、刃物厚が考慮されるが、ここでは無視する。
The above allocation pattern vector aj is generated so as to satisfy (Expression 1) and (Expression 2).
(Sp, aj) ≤ S (j = 1, 2, ..., n) (1 set)
S is the minimum value of smi that satisfies (Expression 1) and (Expression 2). However (i = 1,2, ..., k)
That is, (Expression 1) is a conditional expression that the area of the allocated product is equal to or less than the area of the raw material.
wpi + wpj = 〈wml or hpi + hpj = 〈hml ・ ・ ・ (2 formulas)
(I = 1,2, ..., m) (j = 1,2, ..., m) (l = 1,2, ..., k)
That is, it is a conditional expression that products assigned adjacent to the same raw material do not overlap each other.
Note that (sp, aj) on the left side of (Equation 1) is the sum of the areas of one product or a plurality of products assigned to the selected raw material. When the allocation pattern vector aj is generated, the raw material having the smallest area that can be allocated is selected. In actual machining, the cutting length and blade thickness for taking out the rectangle are considered, but are ignored here.

例えば、製品wp3とwp5をそれぞれ1枚割付けるとすると、原材料wm1またはwm2のいずれにも割付ができるものとする。ここで、wm1 の費用係数がwm2の費用係数より大きければ、割付対象をwm2というように原材料を選択する。こうして、経済的に割り付けできる関係を見つける。
図の例は、実行可能解に相当する一組の割付パターンベクトルを列挙した。シンプレックス法で最適解を求めるための準備として、必要に応じてシンプレックス演算処理の結果に基づき、割付パターンベクトルを列挙する。
For example, if one product wp3 and one product wp5 are assigned, it is possible to assign to either raw material wm1 or wm2. Here, if the cost factor of wm1 is larger than the cost factor of wm2, the raw material is selected such that the allocation target is wm2. In this way, find a relationship that can be allocated economically.
The example in the figure enumerates a set of allocation pattern vectors corresponding to feasible solutions. As preparation for obtaining an optimal solution by the simplex method, an allocation pattern vector is enumerated based on the result of the simplex operation processing as necessary.

割付パターンベクトル生成手段24は、求められているm枚の製品の製品横長データと製品縦長データと製品面積データと、用意されたk種類の原材料の原材料横長データと原材料縦長データと原材料面積データとを比較して、1枚または複数枚の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品との関係を示す、m次の割付パターンベクトル46aを生成し、記憶装置40に記憶させる。   The allocation pattern vector generation means 24 is the product horizontal data, product vertical data, product area data, raw material horizontal data, raw material vertical data, and raw material area data of k kinds of prepared raw materials. Are compared, a m-th order allocation pattern vector 46a indicating the relationship between the raw material and the product that can economically allocate one or a plurality of products is generated and stored in the storage device 40.

[割付パターン行列]
k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれm枚の製品のうちのいずれかの製品を割り付けるときには、上記の割付パターンベクトルをn個並べる。ajをn個並べたm×n次の割付パターン行列を下記に定義する。これを図3(d)に示す。
A=(aij) (i=1,2,…,m、j=1,2,…,n)
割付パターン行列生成手段25は、割付パターンベクトル生成手段24の生成した割付パターンベクトル46aをn個並べたm×n次の割付パターン行列を生成し、記憶装置40に記憶させる。
[Assignment pattern matrix]
When allocating any of the m products to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials, n allocation pattern vectors are arranged. An m × n-order allocation pattern matrix in which n aj are arranged is defined below. This is shown in FIG.
A = (aij) (i = 1, 2,..., M, j = 1, 2,..., N)
The allocation pattern matrix generation unit 25 generates an m × n-order allocation pattern matrix in which n allocation pattern vectors 46 a generated by the allocation pattern vector generation unit 24 are arranged, and stores them in the storage device 40.

[第1制約条件]
割付パターン行列Aと使用枚数ベクトルxとの積は、選択された各原材料から、それぞれ該当する割付パターンで切り出した製品数になる。従って、割付パターン行列Aから選択された原材料から該当する割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならない。求められている各製品の数量は、製品要求数量ベクトルbに相当する。従って、少なくとも、下式を満足しないと、必要な数の製品が得られない。
Σaij・xj≧bi (j=1,2,・・・,n)(i=1,2,・・・,m)
[First constraint]
The product of the allocation pattern matrix A and the used number vector x is the number of products cut out from the selected raw materials with the corresponding allocation pattern. Therefore, the number of each product cut out from the raw material selected from the allocation pattern matrix A with the corresponding allocation pattern must be equal to or greater than the quantity of each required product. The required quantity of each product corresponds to the product request quantity vector b. Therefore, the required number of products cannot be obtained unless at least the following formula is satisfied.
.SIGMA.aij.xj.gtoreq.bi (j = 1, 2,..., N) (i = 1, 2,..., M)

この制約条件式は、Ax≧bと表す。図3の例では、生産された製品数も必要な製品数も7であって、等号が成立する。制約条件生成手段26は、割付パターン行列Aから選択された原材料から該当する割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上であるとする第1制約条件式を生成して、記憶装置40に記憶させる。   This constraint condition expression is expressed as Ax ≧ b. In the example of FIG. 3, the number of products produced and the number of required products are 7, and the equal sign is established. The constraint condition generation unit 26 generates a first constraint condition expression that the number of products cut out from the raw material selected from the allocation pattern matrix A with the corresponding allocation pattern is equal to or greater than the number of each required product. Then, it is stored in the storage device 40.

[原材料使用行列C]
k種類の原材料のうちのどの原材料を使用するかを示す、k次の原材料使用ベクトルcjを次のように定義する。これを図3(e)に示す。
cj=(c1j,c2j,…,ckj)T (j=1,2,…,n)
但し、c1j,c2j,…,ckjはいずれも、0または1である。
上記のように、k種類の原材料から選択したn枚の原材料を表すのに、原材料使用行列Cを用いる。これをcjをn個並べたk×n次の行列で定義する。
C=(cij)(i=1,2,…,k、j=1,2,…,n)
[Raw material use matrix C]
A k-th-order raw material usage vector cj indicating which raw material to be used out of k kinds of raw materials is defined as follows. This is shown in FIG.
cj = (c1j, c2j,..., ckj) T (j = 1, 2,..., n)
However, c1j, c2j,..., Ckj are all 0 or 1.
As described above, the raw material use matrix C is used to represent n raw materials selected from k kinds of raw materials. This is defined by a k × n-order matrix in which n cj are arranged.
C = (cij) (i = 1, 2,..., K, j = 1, 2,..., N)

既に説明した図3の例でcijは、下記のとおりである。
c1=(1、0、0)T
c2=(0,1,0)T
c3=(0,1,0)T
c4=(0,0,1)T
原材料使用行列生成手段38は、各割付パターンで、k種類の原材料のうちのどの原材料を使用するかを示す原材料使用ベクトルcjを列挙した、k×n次の原材料使用行列Cを生成して、記憶装置に記憶させる。
In the example of FIG. 3 already described, cij is as follows.
c1 = (1, 0, 0) T
c2 = (0,1,0) T
c3 = (0,1,0) T
c4 = (0,0,1) T
The raw material usage matrix generation means 38 generates a k × n-order raw material usage matrix C that enumerates raw material usage vectors cj indicating which raw material of k types of raw materials is used in each allocation pattern. Store in a storage device.

[第2制約条件]
なお、cjはk種類の原材料のうちの一つを指定するベクトルだから、下式を満足する。
Σcij=1(i=1,2,…,k)(j=1,2,…,n)
k個の数字のうち1個だけが1で他は全て0ということである。また、原材料は、割付けできる最小のものが選択される。
[Second constraint]
Since cj is a vector that designates one of k kinds of raw materials, the following equation is satisfied.
Σcij = 1 (i = 1, 2,..., K) (j = 1, 2,..., N)
Only one of the k numbers is 1 and all others are 0. Also, the minimum raw material that can be allocated is selected.

また、既に定義したとおり、n枚の原材料の使用枚数ベクトルxは、x=(x1,x2,…,xn)であった。また、原材料使用予定数量ベクトルdは、原材料ごとの使用数を示すものであった。従って、下式の条件が満足されなければならない。
Σcij・xj=di(i=1,2,…,k)(j=1,2,…,n)
この第2制約条件式は、Cx=dと表す。
これは、どの原材料を何枚選択して実際の割付に使用するかを定める。制約条件生成手段26は、割付パターン行列生成手段25が生成した原材料使用行列Cと原材料の使用枚数ベクトルxの積が、原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする第2制約条件式を生成して、記憶装置に記憶させる。
Further, as already defined, the used number vector x of n raw materials is x = (x1, x2,..., Xn). In addition, the raw material usage scheduled quantity vector d indicates the number of used raw materials. Therefore, the condition of the following formula must be satisfied.
.SIGMA.cij.xj = di (i = 1, 2,..., K) (j = 1, 2,..., N)
This second constraint condition expression is expressed as Cx = d.
This defines which number of raw materials are selected and used for actual allocation. The constraint condition generation unit 26 generates a second constraint condition expression that the product of the raw material usage matrix C generated by the allocation pattern matrix generation unit 25 and the raw material usage number vector x is equal to the raw material usage scheduled quantity vector d. And store it in the storage device.

[第3制約条件]
上記の使用枚数ベクトルxの各要素xiは、特許文献3の例では0または1である。列挙された多数の割付パターンベクトルの中のいずれを選択するかどうかを決める意味をもつからである。従って、下式のような制約条件式が成立する。
xi∈{0,1}
特許文献3の例では、この制約条件を緩和する。即ち、0≦xi≦1という制約条件式を設定する。制約条件生成手段26は、使用枚数ベクトルxの各要素xiが0≦xi≦1である旨を示す第3制約条件式を生成して、記憶装置に記憶させる。
[Third constraint]
Each element xi of the used number vector x is 0 or 1 in the example of Patent Document 3. This is because it has a meaning to determine which one of the many allocation pattern vectors listed is to be selected. Therefore, a constraint condition expression such as the following expression is established.
xi∈ {0,1}
In the example of Patent Document 3, this constraint condition is relaxed. That is, a constraint condition expression of 0 ≦ xi ≦ 1 is set. The constraint condition generation means 26 generates a third constraint condition expression indicating that each element xi of the used number vector x is 0 ≦ xi ≦ 1, and stores it in the storage device.

(2次元モデル条件)
2次元モデルを対象にすることから、新たな条件を設定する。割付け製品の面積は原材料の面積S以下である。これを第1評価条件(sp,aj)(内積)≦Sとする。隣接する製品は重ならない。これを第2評価条件wpi+wpj≦wmi または hpi+hpj≦hmiとする。割付パターンベクトルajが予め定めた割付け方法で割付け可能でなければならない。これを第3評価条件とする。2次元モデル条件生成手段32は、これらの2次元モデル条件63を生成して、記憶装置40に記憶させる。予め定めた割付け方法とは、例えば、特許文献3や特許文献4に示した方法、あるいはFirst Fit法である。予め定めた割付け方法で割付けできなければ、最終的にカッティング手順データ55を生成できないから、実行可能解としない。
(2D model conditions)
Since a two-dimensional model is targeted, new conditions are set. The area of the allocation product is less than or equal to the area S of the raw material. This is set as the first evaluation condition (sp, aj) (inner product) ≦ S. Adjacent products do not overlap. This is set as the second evaluation condition wpi + wpj ≦ wmi or hpi + hpj ≦ hmi. The allocation pattern vector aj must be assignable by a predetermined allocation method. This is the third evaluation condition. The two-dimensional model condition generation unit 32 generates these two-dimensional model conditions 63 and stores them in the storage device 40. The predetermined allocation method is, for example, the method shown in Patent Document 3 or Patent Document 4, or the First Fit method. If it cannot be allocated by a predetermined allocation method, the cutting procedure data 55 cannot be finally generated, so that it is not an executable solution.

[費用係数ベクトル]
k種類の原材料ごとに、価格だけでなく、運搬費、保管費、加工賃等が異なる。計算に含めるべき全ての費用要素をn次の費用係数ベクトルfに含め、下記のように定義する。
f=(f1,f2,…,fn)
費用係数ベクトルfは選択されたn種類の原材料にのみ適用されるから、n次のベクトルになっている。なお、計算の便宜上、f1,f2,…,fnは、費用換算してしまい、単位を円とする。従って、目的関数値が小さいほど、少ないコストで製品を得ることができる。
[Cost factor vector]
Not only the price but also the transportation cost, storage cost, processing fee, etc. differ for each of the k types of raw materials. All cost elements to be included in the calculation are included in the nth-order cost coefficient vector f and defined as follows.
f = (f1, f2,..., fn)
Since the cost coefficient vector f is applied only to the selected n kinds of raw materials, it is an n-order vector. For convenience of calculation, f1, f2,..., Fn are converted into expenses, and the unit is a circle. Therefore, as the objective function value is smaller, a product can be obtained at a lower cost.

費用係数ベクトルの要素は費用(コスト)である。コストが面積に比例する場合は、歩留が最高になる場合と総費用が最小になる場合とは同意である。しかし、単位面積当たりの価格が原材料により異なる場合には、費用係数を調整する。費用係数ベクトル生成手段27は、原材料面積ベクトルsmの各要素に価格成分を含めてn次の費用係数ベクトルfを生成する。費用係数ベクトルfの要素fiは、単位が円のデータである。費用係数ベクトル生成手段27が、原材料面積ベクトルsmを費用係数ベクトルfで置き換えるようにすれば、以下は、費用係数ベクトルfを意識することなく演算処理ができる。   An element of the cost coefficient vector is a cost (cost). If the cost is proportional to the area, it is agreed that the yield is highest and the total cost is lowest. However, if the price per unit area varies depending on the raw material, the cost factor is adjusted. The cost coefficient vector generation means 27 generates an nth-order cost coefficient vector f including a price component in each element of the raw material area vector sm. The element fi of the cost coefficient vector f is data whose unit is a circle. If the cost coefficient vector generating means 27 replaces the raw material area vector sm with the cost coefficient vector f, the following processing can be performed without considering the cost coefficient vector f.

[目的関数]
この計算では、k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれm枚の製品のうちのいずれかの製品を割り付ける。このとき、目的関数値が小さいほど少ないコストで製品を得ることができる。そこで、選択したn枚の原材料にかかる費用の総和を示す目的関数を下記のように定義する。
Min Σfi・xi
目的関数生成手段28は、選択したn枚の当該原材料にかかる費用の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置に記憶させる。
[Objective function]
In this calculation, any one of m products is assigned to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials. At this time, a product can be obtained at a lower cost as the objective function value is smaller. Therefore, an objective function indicating the total cost for the selected n raw materials is defined as follows.
Min Σfi ・ xi
The objective function generation means 28 generates an objective function indicating the total cost for the n selected raw materials and stores it in the storage device.

[整数計画を連続緩和問題とする]
シンプレックス法による演算処理を実行するために、特許文献3のように単純化した例では、目的関数と制約条件を次のように定義する。
Min Σfi・xi
subject to Ax≧b
Cx=d
0≦xi≦1
[Use integer programming as a continuous relaxation problem]
In the example simplified as in Patent Document 3 in order to execute arithmetic processing by the simplex method, the objective function and the constraint condition are defined as follows.
Min Σfi ・ xi
subject to Ax ≧ b
Cx = d
0≤xi≤1

第1番目の式は、目的関数生成手段により生成された目的関数である。
第2番目の式は、制約条件生成手段により生成された第1制約条件式である。
第3番目の式は、制約条件生成手段により生成された第2制約条件式である。
第4番目の式は、制約条件生成手段により生成された第3制約条件式である。
目的関数は、選択したn枚の当該原材料にかかる費用の総和を示す。
第1制約条件式は、割付パターン行列Aと使用枚数ベクトルxと製品要求数量ベクトルbの関係を示す。
第2制約条件式は、原材料使用行列Cと原材料の使用枚数ベクトルxと原材料使用予定数量ベクトルdの関係を示す。
第3制約条件式は、xiが0以上1以下であることを示す。既に説明したように、本発明の場合には、この第3制約条件式が不要になる。
The first expression is an objective function generated by the objective function generation means.
The second expression is a first constraint condition expression generated by the constraint condition generation means.
The third expression is a second constraint condition expression generated by the constraint condition generation means.
The fourth expression is a third constraint condition expression generated by the constraint condition generation means.
The objective function indicates the total cost of the n selected raw materials.
The first constraint condition expression indicates the relationship among the allocation pattern matrix A, the used number vector x, and the product request quantity vector b.
The second constraint condition expression shows the relationship among the raw material usage matrix C, the raw material usage number vector x, and the raw material usage scheduled quantity vector d.
The third constraint condition expression indicates that xi is 0 or more and 1 or less. As already described, in the case of the present invention, this third constraint condition is not necessary.

初期設定手段23は、任意の方法で取得した任意の初期実行可能解44を受け付ける。そして、シンプレックス演算処理のためのパラメータを生成する。任意の方法とは、先に説明した予め定めた割付け方法である。初期実行可能解44は、初期設定の段階で、上記の2次元モデル条件を満たすかどうかの判定がされる。初期設定手段23は、上記の2次元モデル条件63を満たすもののみを、初期実行可能解44に設定する。初期実行可能解は、上記の割付パターン行列から選択される割付パターンベクトルを指定する原材料の使用枚数ベクトルxで表すことができる。これも、実施例3でより具体的に説明をする。最初のシンプレックス演算処理のために入力するパラメータは、目的関数Σfi・xiと第1制約条件式Ax≧bと第3制約条件式0≦xi≦1を構成するデータである。
The initial setting means 23 receives an arbitrary initial executable solution 44 acquired by an arbitrary method. Then, parameters for simplex operation processing are generated. The arbitrary method is the predetermined allocation method described above. In the initial feasible solution 44, whether or not the above two-dimensional model condition is satisfied is determined at the initial setting stage. The initial setting means 23 sets only those satisfying the two-dimensional model condition 63 as the initial executable solution 44. The initial feasible solution can be represented by a raw material use number vector x that designates an allocation pattern vector selected from the above allocation pattern matrix A. This will also be described more specifically in the third embodiment. Parameters input for the first simplex operation processing are data constituting the objective function Σfi · xi, the first constraint expression Ax ≧ b, and the third constraint expression 0 ≦ xi ≦ 1.

探索制御手段30は、シンプレックス演算処理手段29に対して、Cx=dの制約条件を除外したパラメータを入力して最初の演算処理を実行させる。シンプレックス演算処理手段29は、目的関数の値を改善するようにシンプレックス表の基底変数を変更して解を出力する。第3制約条件式0≦xi≦1は、xi∈{0,1}という制約条件を緩和したものである。従って、解には、xi=0.5といった整数以外のものが含まれる場合もある。また、目的関数の値が同一の解が複数存在することもある。   The search control means 30 causes the simplex arithmetic processing means 29 to input parameters excluding the constraint condition of Cx = d and execute the first arithmetic processing. The simplex operation processing means 29 changes the basis variables of the simplex table so as to improve the value of the objective function and outputs a solution. The third constraint condition expression 0 ≦ xi ≦ 1 relaxes the constraint condition of xiε {0, 1}. Accordingly, the solution may include something other than an integer such as xi = 0.5. There may be a plurality of solutions having the same objective function value.

探索制御手段30は、得られた解の中に、xiの値が0または1のいずれかであって、それ以外のものを含まない解を検出する。検出されたときは、その解を最適解として、部材割付データ53を生成して、処理を終了する。それ以外の場合には、探索制御手段は、次のシンプレックス演算処理のためのパラメータを再生成する。まず、初期設定をした実行可能解の目的関数の値F0を最大値に設定する。初期設定の解を改善するのが目的だからである。また、最初のシンプレックス演算処理で得られた解の目的関数の値F1を最小値に設定する。条件を緩和して得られた解であるから、そのときの目的関数値が限界値と判断する。   The search control means 30 detects a solution in which the value of xi is either 0 or 1 and does not include anything other than the obtained solutions. When it is detected, the member assignment data 53 is generated with the solution as the optimum solution, and the process is terminated. In other cases, the search control means regenerates parameters for the next simplex operation process. First, the objective function value F0 of the feasible solution that has been initially set is set to the maximum value. This is because the goal is to improve the default solution. Further, the value F1 of the objective function of the solution obtained by the first simplex calculation process is set to the minimum value. Since the solution is obtained by relaxing the conditions, the objective function value at that time is determined as the limit value.

次に、探索制御手段30は、目的関数の値がF1以上、F0未満となる、原材料の枚数の組合せを列挙して、組合せリストを生成する。これは、原材料使用予定数量ベクトルdに該当する。この組合せリストの中から目的関数の値が最小のものを次候補に選定する。この具体例は実施例3で説明するが、制約条件生成手段26は、第2制約条件式Cx=dを生成する。目的関数や割付パターンベクトル等のパラメータに変更があれば第1制約条件式Ax≧bも生成する。その後、探索制御手段30は、シンプレックス演算処理手段29に対して、生成したパラメータを入力して演算処理を実行させる。第3制約条件式0≦xi≦1は変更しない。   Next, the search control means 30 enumerates combinations of the number of raw materials whose objective function value is F1 or more and less than F0, and generates a combination list. This corresponds to the raw material scheduled use quantity vector d. From this combination list, the one with the smallest objective function value is selected as the next candidate. Although a specific example will be described in the third embodiment, the constraint condition generation unit 26 generates the second constraint condition expression Cx = d. If there is a change in the parameters such as the objective function and the allocation pattern vector, the first constraint condition expression Ax ≧ b is also generated. Thereafter, the search control means 30 inputs the generated parameters to the simplex arithmetic processing means 29 to execute arithmetic processing. The third constraint condition expression 0 ≦ xi ≦ 1 is not changed.

その結果、得られた解に、xiの値がいずれも0または1であって、それ以外の値を含まないものを検出する。検出されたときは、その解を最適解とする。この探索処理のための演算時間を短縮するために、後で説明するような評価式を用いた制御を実行する。最適解が得られないときには、原材料の枚数の組合せのリスト中で、目的関数の値が上記の次候補と同値のものがあれば、それを次候補に選定する。なければその次に小さいものを次候補に選定する。そして、前回と全く同様にして、第2制約条件式Cx=dを生成し、パラメータを変更して、シンプレックス演算処理手段29に対して、生成したパラメータを入力して演算処理を実行させる。   As a result, the obtained solution is detected when the value of xi is 0 or 1 and does not include any other value. When detected, the solution is determined as the optimum solution. In order to shorten the calculation time for the search process, control using an evaluation formula as will be described later is executed. When the optimum solution cannot be obtained, if the value of the objective function is the same as that of the next candidate in the list of combinations of the number of raw materials, it is selected as the next candidate. If not, the next smaller candidate is selected as the next candidate. Then, in the same manner as the previous time, the second constraint condition expression Cx = d is generated, the parameters are changed, and the generated parameters are input to the simplex operation processing means 29 to execute the operation processing.

こうして、シンプレックス演算処理を繰り返して、最適解を探索する。なお、原材料の枚数の組合せのリストが多数生成されたときは、原材料の枚数の組合せの選択回数に上限を設けて、一定回数以上探索しても最適解がみつからなければ、初期実行可能解を最適解として、部材割付データ53を出力するとよい。また、以上の演算処理では、割付パターン行列Aと使用枚数ベクトルxと製品要求数量ベクトルbの関係を示す制約条件を使用したので、シンプレックス演算処理のパラメータに製品の寸法が含まれず、計算が煩雑にならない。また、各要素が0または1のみの値をとる原材料の使用枚数ベクトルxが基底変数になるようにパラメータを設定し、0≦xi≦1という緩和した制約条件でシンプレックス演算処理を実行するので、最適解が得られない場合でも目的関数の最小値を得て、探索範囲を限定することができる。   In this way, the simplex operation process is repeated to search for the optimum solution. When a large number of combinations of the number of raw materials are generated, an upper limit is set for the number of selections of the number of raw material combinations. As an optimal solution, the member allocation data 53 may be output. In the above arithmetic processing, since the constraint condition indicating the relationship between the allocation pattern matrix A, the used number vector x, and the required product quantity vector b is used, the product dimensions are not included in the parameters of the simplex arithmetic processing, and the calculation is complicated. do not become. In addition, since the parameters are set so that the used number vector x of the raw material in which each element takes only a value of 0 or 1 becomes a basis variable, and simplex operation processing is executed under a relaxed constraint condition of 0 ≦ xi ≦ 1, Even when the optimum solution cannot be obtained, the search function can be limited by obtaining the minimum value of the objective function.

図4は、初回のシンプレックス演算処理動作フローチャートである。
これらの図を用いて、上記のシステムを制御するコンピュータプログラムの実施例を説明する。
ステップS11では、原材料設定手段22が原材料データの受け付けをする。端末装置16から、使用される全ての原材料データの入力を受け付けて、原材料ベクトル43に対応するデータを生成し、記憶装置40に記憶させる。即ち、原材料の横長を要素とするk次の原材料横長ベクトルwmと、原材料の縦長を要素とするk次の原材料縦長ベクトルhmと、原材料の面積を要素とするk次の原材料面積ベクトルsmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成し、記憶装置40に記憶させる。ステップS12では、製品設定手段21が、製品に関するデータの入力受け付けをする。端末装置16から、求められているm枚の製品の横長データと縦長データの入力を受け付けて、製品の横長を要素とするm次の製品横長ベクトルwpと、製品の縦長を要素とするm次の製品縦長ベクトルhpと、製品の面積を要素とするm次の製品面積ベクトルspと、製品要求数量を要素とする製品要求数量ベクトルbとを生成して、記憶装置40に記憶させる。
FIG. 4 is a flowchart of the first simplex operation processing operation.
An embodiment of a computer program for controlling the above system will be described with reference to these drawings.
In step S11, the raw material setting means 22 accepts raw material data. The input of all raw material data to be used is received from the terminal device 16, data corresponding to the raw material vector 43 is generated and stored in the storage device 40. That is, a k-th order raw material horizontal vector wm having the horizontal length of the raw material as an element, a k-th order raw material vertical vector hm having the vertical length of the raw material as an element, a k-th order raw material area vector sm having the raw material area as an element, A k-th order raw material number vector nm having the raw material type number as an element is generated and stored in the storage device 40. In step S12, the product setting unit 21 accepts input of data related to the product. The terminal device 16 accepts the input of the required horizontal data and vertical data of the m products, and receives the m-th product horizontal vector wp having the product horizontal length as an element and the m-th order having the product vertical length as an element. A product vertical vector hp, an m-th order product area vector sp having the product area as an element, and a product request quantity vector b having the product request quantity as an element are generated and stored in the storage device 40.

ステップS13では、初期設定手段23が2次元モデル条件を満たすと判定された初期実行可能解44の入力を受け付ける。その結果は 記憶装置40に記憶される。ステップS14では、割付パターンベクトル生成手段24が、割付パターンベクトルの生成をする。割付パターンベクトルは、記憶装置40に記憶される。続いて、ステップS15で、割付パターン行列生成手段25が割付パターン行列46の生成をして、記憶装置40に記憶させる。次に、ステップS16で、制約条件生成手段26が、第1制約条件式48、第2制約条件式49、第3制約条件式50を生成して、記憶装置40に記憶させる。
In step S13, receives an input of an initial setting means 23 is two-dimensional model satisfies been judged initial feasible solution 44. The result is stored in the storage device 40. In step S14, the allocation pattern vector generation means 24 generates an allocation pattern vector. The allocation pattern vector is stored in the storage device 40. Subsequently, in step S <b> 15, the allocation pattern matrix generation unit 25 generates the allocation pattern matrix 46 and stores it in the storage device 40. Next, in step S <b> 16, the constraint condition generation unit 26 generates a first constraint condition expression 48, a second constraint condition expression 49, and a third constraint condition expression 50 and stores them in the storage device 40.

ステップS17では、費用係数ベクトル生成手段27が費用係数ベクトルの生成をし、ステップS18では、目的関数生成手段28がその費用係数ベクトルを使用して目的関数51の設定をする。その結果が記憶装置40に記憶される。次に探索制御手段30が、ステップS19で、後で説明するように最初の演算用パラメータをシンプレックス演算処理手段29に入力する。ステップS20では、この演算用パラメータを使用したシンプレックス演算を実行する。解が得られたら探索制御手段30は、ステップS21で、整数解かどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときは最適解であるから、ステップS23で部材割付データとカッティング手順データを出力して処理を終了する。ノーのときはステップS22の処理に移行する。ステップS22では、探索制御手段30が、図5に示した手順で、シンプレックス法による演算を制御する。   In step S17, the cost coefficient vector generation means 27 generates a cost coefficient vector, and in step S18, the objective function generation means 28 sets the objective function 51 using the cost coefficient vector. The result is stored in the storage device 40. Next, the search control means 30 inputs the first calculation parameter to the simplex calculation processing means 29 in step S19 as described later. In step S20, a simplex operation using this operation parameter is executed. When the solution is obtained, the search control means 30 determines whether or not it is an integer solution in step S21. If the result of this determination is yes, it is an optimal solution, so in step S23 the member assignment data and cutting procedure data are output and the process is terminated. If no, the process proceeds to step S22. In step S22, the search control means 30 controls the calculation by the simplex method according to the procedure shown in FIG.

図5は、1回目のシンプレックス演算終了後の演算処理のフローチャートである。
このフローチャートの動作は、探索制御手段30が制御し、シンプレックス演算処理手段29が実行する。まず、ステップS31で、初期実行可能解から、目的関数の最大値の設定をする。次に、ステップS32では、図4のステップS20の演算処理結果から、目的関数の最小値を設定する。次にステップS33で、設定された目的関数値の範囲で、原材料の組合せリストの生成をする。その結果を目的関数値の小さいものから並べて記憶装置40に記憶させる。ステップS34では、組合せリストの中から、目的関数値が最小のものを選択する。さらに、ステップS35では、制約条件生成手段26に依頼をして、後で説明するように制約条件の設定をする。
FIG. 5 is a flowchart of the calculation process after the completion of the first simplex calculation.
The operation of this flowchart is controlled by the search control means 30 and executed by the simplex operation processing means 29. First, in step S31, the maximum value of the objective function is set from the initial executable solution. Next, in step S32, the minimum value of the objective function is set from the calculation processing result in step S20 of FIG. Next, in step S33, a combination list of raw materials is generated within the set range of the objective function value. The results are stored in the storage device 40 side by side in ascending order of the objective function value. In step S34, the one with the smallest objective function value is selected from the combination list. Further, in step S35, a request is made to the constraint condition generation means 26, and a constraint condition is set as will be described later.

また、ステップS36では、目的関数生成手段28に依頼をして、目的関数の設定をする。ステップS37でシンプレックス演算を実行する。ステップS38では、探索制御手段30が、整数解が得られたかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはこの処理を終了して、図4のステップS23に進む。一方、ノーのときはステップS39の処理に移行する。ステップS39では、予め設定されたW回だけ、ピボット演算処理を繰り返したかどうか判断する。W回は上限値である。これにより、長時間探索をしても、解が得られない場合に、処理を中止する。即ち、ステップS40で、初期実行可能解を演算処理結果として出力する。繰り返し回数がW回に満たないときは、ステップS34に戻り、次に大きい目的関数値となる組合せリストを選択して、再度シンプレックス演算処理を実行する。以上の処理により、コンピュータプログラムは自動的に最適解を探索する。   In step S36, the objective function generation unit 28 is requested to set the objective function. In step S37, a simplex operation is executed. In step S38, the search control means 30 determines whether an integer solution has been obtained. If the result of this determination is yes, this process ends, and the process proceeds to step S23 in FIG. On the other hand, if no, the process proceeds to step S39. In step S39, it is determined whether the pivot calculation process has been repeated W times set in advance. W times is an upper limit value. As a result, if a solution is not obtained even after a long search, the process is stopped. That is, in step S40, the initial executable solution is output as a calculation processing result. If the number of repetitions is less than W times, the process returns to step S34, the combination list having the next largest objective function value is selected, and the simplex operation process is executed again. Through the above processing, the computer program automatically searches for an optimal solution.

(ファーストフィット)
特許文献3に記載された上記の方法により、原材料の縦長データと横長データと、この原材料から切り出す製品の縦長データと横長データとを指定して、最適な歩留の割付けが可能になる。即ち、原材料と製品とを、縦長と横長と面積の制約を考慮して組み合わせた多数のパターンの中から、歩留が最大となるパターンの組合せを求めることができる。さらに、原材料から製品を切り出した残りの原材料に、他の製品の割付が可能かどうかを判定する処理を含めると、原材料から製品を切り出すカッティング手順データを生成することができる。
(First fit)
According to the above-described method described in Patent Document 3, it is possible to assign the optimum yield by designating the portrait data and landscape data of the raw material, and the portrait data and landscape data of the product cut out from the raw material. That is, it is possible to obtain a combination of patterns that yields the maximum yield from a large number of patterns in which raw materials and products are combined in consideration of restrictions on the portrait, landscape, and area. Further, if the remaining raw material obtained by cutting out the product from the raw material includes a process for determining whether other products can be assigned, cutting procedure data for cutting out the product from the raw material can be generated.

一方向の長さだけに着目する1次元割り付けでは、原材料長が割付けた製品長の和以上ならば(刃物厚を無視して)、割付可能と判定できる。しかし、縦長と横長とを考慮する2次元割り付けでは、原材料面積が割付けた製品の面積の和以上でも、ただちに割付可能と判断することができない。そこで、例えば、実装プログラムでは、製品に適当な順序を付ける。例えば、縦長の降順、横長の降順、面積の降順等にデータを整列させる。この順番に製品データを取り出す。   In one-dimensional allocation focusing only on the length in one direction, if the raw material length is equal to or greater than the sum of the allocated product lengths (ignoring the blade thickness), it can be determined that allocation is possible. However, in the two-dimensional allocation considering vertical and horizontal, it cannot be determined that allocation is possible immediately even if the raw material area is greater than the sum of the allocated product areas. Therefore, for example, in the mounting program, an appropriate order is assigned to the products. For example, the data is arranged in a vertically descending order, a horizontally descending order, an area descending order, and the like. Product data is extracted in this order.

図6は、原材料から製品を切り出す手順と新たな原材料の説明図である。
この処理は、カッティングデータ生成手段34(図1)が実行する。図6に示すように、原材料の左下隅を原点として、原材料60に、製品データ中から取り出した製品62を配置できれば配置し、できなければ製品データ中の次の順番の製品を取り出す。配置できた場合には、縦ギロチンカットから始めるか横ギロチンカットから始めるかを決めて、一方を選択する。縦ギロチンカットから始める場合には、図6(a)に示すように、原材料60を縦方向に切断して、切り離された新たな原材料70と71を得る。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a procedure for cutting out products from raw materials and new raw materials.
This process is executed by the cutting data generating means 34 (FIG. 1). As shown in FIG. 6, with the lower left corner of the raw material as the origin, the product 62 taken out from the product data can be placed in the raw material 60 if possible, otherwise the next order product in the product data is taken out. If they can be placed, decide whether to start with a vertical or horizontal guillotine cut and select one. When starting with a longitudinal guillotine cut, as shown in FIG. 6A, the raw material 60 is cut in the vertical direction to obtain new separated raw materials 70 and 71.

原材料70から製品62を切り出して新たな原材料72を得る。これら2枚の新たな原材料71,72に対して、製品データ中から次の順番の製品を取り出し、同様の割り付け処理を行い。全ての製品がなくなるまでこの処理を繰り返す。   A product 62 is cut out from the raw material 70 to obtain a new raw material 72. For these two new raw materials 71 and 72, products in the next order are extracted from the product data, and the same allocation process is performed. Repeat this process until all products are gone.

このように、製品を取り出す順序を決めて取り出し、割り付けができた製品から割付けを決めていくことを、ファーストフィットと呼ぶ。そして、上記のように、元の原材料を切断して、切り離されたものを新たな原材料とみなして同じ割り付け処理を繰り返すことを再帰的割り付けと呼ぶ。再帰的割り付け処理にしておくと割り付けるべき製品が無くなるまで一定のループを繰り返し実行すればよくプログラムが簡単になる。   In this way, deciding the order of taking out products and taking them out and deciding the assignment from the assigned products is called first fit. Then, as described above, cutting the original raw material, regarding the separated material as a new raw material, and repeating the same allocation process is called recursive allocation. If recursive allocation processing is performed, the program can be simplified by executing a certain loop repeatedly until there is no product to be allocated.

(ギロチンカット)
製品が全て長方形の場合の、ファーストフィット(再帰的)による割り付け処理は、上記のように、例えば、製品を縦に長い順に整列させてから、1番目の製品を取りだして母材に割付ける。図1に示したカッティングデータ生成手段34は、縦ギロチン割付と横ギロチン割付のいずれかを自動的に選択する機能を持つ。縦ギロチン割付は、先ずY方向のカットを、次にX方向のカットを行うものである。そして、切り離された原材料を新たな原材料として、再帰的に割付を進める。横ギロチン割付は、図のように先ずX方向のカットを、次にY方向のカットを行うものである。
(Guillotine cut)
When the products are all rectangular, the first fitting (recursive) allocation process, for example, arranges the products in the long and long order and then takes the first product and allocates it to the base material. The cutting data generating means 34 shown in FIG. 1 has a function of automatically selecting either vertical guillotine allocation or horizontal guillotine allocation. In the vertical guillotine assignment, first, the cut in the Y direction is performed, and then the cut in the X direction is performed. Then, the separated raw material is used as a new raw material, and the allocation is recursively advanced. In the horizontal guillotine allocation, as shown in the figure, the cut in the X direction is first performed and then the cut in the Y direction is performed.

(非ギロチンカット制約)
上記の方法を利用して、長方形の製品だけでなく、図6(b)や(c)に示すような、L字形やU字形等の多角形の製品を含む割付計算も可能である。割付計算を開始する前に、これらの長方形でない多角形の製品については、その多角形を包含する最小の長方形の製品と見なす処理をしておく。この最小の長方形を「みなし長方形」と呼ぶことにする。図1に示したみなし長方形設定手段35は、みなし長方形を設定して、その横長データと縦長データを、上記のm枚の製品に含めるように条件を設定する機能を持つ。
(Non-guillotine cut constraint)
By using the above method, it is possible to perform allocation calculation including not only rectangular products but also polygonal products such as L-shape and U-shape, as shown in FIGS. 6B and 6C. Before starting the allocation calculation, these non-rectangular polygon products are processed so as to be regarded as the smallest rectangular product including the polygon. This minimum rectangle will be referred to as a “deemed rectangle”. The deemed rectangle setting means 35 shown in FIG. 1 has a function of setting a deemed rectangle and setting conditions so that the horizontally long data and the vertically long data are included in the m products.

割付計算を進めながら、上記のように、原材料から製品を切り出した残りの原材料に、他の製品の割付が可能かどうかを判定する。このとき、図6(b)に示すように、みなし長方形から多角形の製品63を切り出して、残りの新たな原材料73に、他の製品の割付が可能かどうかも併せて判定する。図6(c)に示した製品64を切り出した残りの新たな原材料74や75についても同様である。   While proceeding with the allocation calculation, as described above, it is determined whether other products can be allocated to the remaining raw materials cut out from the raw materials. At this time, as shown in FIG. 6B, a polygonal product 63 is cut out from the deemed rectangle, and it is also determined whether other products can be allocated to the remaining new raw material 73. The same applies to the remaining new raw materials 74 and 75 obtained by cutting out the product 64 shown in FIG.

原材料から製品を切り出す工程では、実行可能解により製品が割付された原材料を、縦ギロチンの場合は、始めに縦ギロチンカットにより製品または製品を含む原材料を切り出す。その後、製品を含む原材料を一つずつ選択して、今度は横ギロチンカットで製品または製品を含む材料を切り出す。なお、始めに横ギロチンカットを実行し、上記と逆の手順で割付計算をしてもよい。結果が異なる場合には、より歩留の大きい方を選択する。   In the process of cutting out the product from the raw material, the raw material to which the product has been assigned by the feasible solution is cut out. In the case of vertical guillotine, the product or the raw material including the product is cut out by vertical guillotine cutting first. Then, the raw material containing a product is selected one by one, and this time, a product or a material containing a product is cut out by a horizontal guillotine cut. In addition, a horizontal guillotine cut may be performed first and allocation calculation may be performed in the reverse procedure to the above. If the results are different, select the one with the higher yield.

原材料を縦ギロチンカットするときは、切断可能な全ての切断線を検出して同じ方向に切断する。このほうが作業性が良いからである。この方向の切断線が無くなったら、切断後の原材料をひとつずつ選択して、最初の原材料からみたとき横ギロチンカットに相当する方向の切断線を検出して切断する。最初の原材料からみたときは、縦ギロチンカットと横ギロチンカットを交互に実行することになる。カッティングデータ生成手段34(図1)がこのようなカッティング手順データ55(図1)を生成することにより、1枚の原材料の合計切断回数を最小化することができる。   When cutting the raw material in a longitudinal guillotine, all cutting lines that can be cut are detected and cut in the same direction. This is because workability is better. When the cutting line in this direction disappears, the cut raw materials are selected one by one, and when viewed from the first raw material, the cutting line in the direction corresponding to the transverse guillotine cut is detected and cut. When viewed from the first raw material, the vertical guillotine cut and the horizontal guillotine cut are executed alternately. The cutting data generation means 34 (FIG. 1) generates such cutting procedure data 55 (FIG. 1), thereby minimizing the total number of times of cutting one raw material.

また、縦ギロチンと横ギロチンを組み合わせることにより、割付パターンの、場合の数を増やすことができる。これで探索空間が広くなり、計算時間が増加するが、最適解を見つけやすいという効果がある。   Moreover, the number of cases of the allocation pattern can be increased by combining vertical guillotine and horizontal guillotine. This widens the search space and increases the calculation time, but has the effect that it is easy to find the optimal solution.

(非ギロチンカット用の切断刃)
図7は、部材切断手段121(図2)の主要部と原材料の横断面図である。
上記の処理で、みなし長方形から多角形の製品を切り出すときは、ギロチンカットができない部分が生じることがある。このときは、図7に示すように制御を行う。即ち、プレカット装置17(図1)は、切断開始時には、切断刃65を図の左端にあるように傾斜させた状態で移動させる。そして、切断刃65を停止させる直前で、その刃の向きを原材料60の面に垂直な方向に向ける。これで、例えば、図6(b)のA点からB点までと、C点からB点までの切断をして、製品63と新たな原材料73を切り出すことができる。他の部分についても、同様に制御するとよい。
(Cutting blade for non-guillotine cutting)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the main parts and raw materials of the member cutting means 121 (FIG. 2).
In the above processing, when a polygonal product is cut out from a deemed rectangle, a part that cannot be guillotine cut may occur. At this time, control is performed as shown in FIG. That is, the precut device 17 (FIG. 1) moves the cutting blade 65 in an inclined state so as to be at the left end of the drawing at the start of cutting. Then, immediately before the cutting blade 65 is stopped, the direction of the blade is directed in a direction perpendicular to the surface of the raw material 60. Thus, for example, the product 63 and the new raw material 73 can be cut out by cutting from point A to point B and from point C to point B in FIG. The other parts may be controlled similarly.

(演算処理時間の短縮)
図8〜図10は、演算処理で得られるデータ例説明図である。
上記のように組み合わせパターンを生成した場合には、演算処理時間が長時間になるおそれがある。本発明により、この演算処理時間を短縮するシステム構成を説明する。図8は、原材料から縦にして切り出しても横にして切り出しても構わない15本の製品について、それぞれ長さと必要数bをリストしたものである。上記の制約条件式Ax≧b、Cx=dで、15本の製品の種類のbの要素は全て1であった。全く長さの等しい製品でも、bi(i=1〜k)=1としてこのように別々の製品のように列挙すると、以下のように、汎用性のある計算処理ができる。
(Reduction of processing time)
8 to 10 are explanatory diagrams of data examples obtained by the arithmetic processing.
When the combination pattern is generated as described above, the calculation processing time may be long. A system configuration for shortening the calculation processing time according to the present invention will be described. FIG. 8 lists the length and the required number b for each of 15 products that may be cut vertically or horizontally from the raw material. In the above constraint expression Ax ≧ b and Cx = d, all the elements of b in 15 product types were 1. Even if products having the same length are listed as bi (i = 1 to k) = 1 as separate products in this way, versatile calculation processing can be performed as follows.

図9は、図8の条件に基づいてファーストフィットで求められた初期実行可能解を示す。
原材料a1には製品の1番と2番が割り付けられる。同様にして、原材料a7まで、15種類の製品がそれぞれ割り付けられる。ここで、Aは15×7の行列、bは15×1のベクトル、Cは1×7の行列、dは1×1のベクトルとなっている。
FIG. 9 shows the initial feasible solution obtained by the first fit based on the conditions of FIG.
The first and second products are assigned to the raw material a1. Similarly, 15 kinds of products are allocated to the raw material a7. Here, A is a 15 × 7 matrix, b is a 15 × 1 vector, C is a 1 × 7 matrix, and d is a 1 × 1 vector.

初期実行可能解ではx1=1,x2=1,x3=1,x4=1,x5=1,x6=1,x7=1が全て整数だから、少なくともこのパターンでの割付が可能という結果がでている。即ち、7枚の原材料から15種類の製品を切り出すことができるという結果が得られている。   In the initial feasible solution, x1 = 1, x2 = 1, x3 = 1, x4 = 1, x5 = 1, x6 = 1, x7 = 1 are all integers, so it is possible to assign at least this pattern. Yes. That is, a result that 15 kinds of products can be cut out from seven raw materials is obtained.

次に、バックトラック法でパターンを生成し、シンプレックス乗数を使用する感度解析に基づき初期実行解を改善できる割付パターンを図9の割付パターンに追加する。実際には、約140種類の割付パターンを生成することができた。そして、特許文献3に記載されたように、整数解(0,1)が得られるまで、Σx2(x要素の2乗和)が増加するほうにピボット操作を繰り返す。これにより、最も歩留の大きい実行可能な割付パターンを自動的に選択する。 Next, a pattern is generated by the backtrack method, and an allocation pattern that can improve the initial execution solution based on a sensitivity analysis using a simplex multiplier is added to the allocation pattern of FIG. Actually, about 140 types of assignment patterns could be generated. Then, as described in Patent Document 3, the pivot operation is repeated until Σx 2 (the sum of squares of x elements) increases until an integer solution (0, 1) is obtained. Thereby, an executable allocation pattern having the largest yield is automatically selected.

図10は、上記の演算処理の結果得られた最適割付パターンの例である。図11は、上記の初期実行可能解の割付パターンを図解したもので、図12は最適解の割付パターンを図解したものである。図10のように、a5、a6、a7の割付パターンを、a8とa9に置き換えることができる。その結果、x1=1,x2=1,x3=1,x4=1,x8=1,x9=1というように、6枚の原材料に割り付けできるという結果が得られた。   FIG. 10 is an example of the optimal allocation pattern obtained as a result of the above arithmetic processing. FIG. 11 illustrates the allocation pattern of the above-described initial executable solution, and FIG. 12 illustrates the allocation pattern of the optimal solution. As shown in FIG. 10, the allocation patterns a5, a6, and a7 can be replaced with a8 and a9. As a result, a result that x1 = 1, x2 = 1, x3 = 1, x4 = 1, x8 = 1, and x9 = 1 can be assigned to the six raw materials was obtained.

図11の例には、4枚の同一寸法の原材料60を示す。(a)の原材料60には2枚の(1)の製品を割り付ける。(b)の原材料60には、2枚の(2)の製品及び(7)の製品を割り付ける。(c)の原材料60には、(5)と(6)の製品を割り付ける。(d)の原材料には、(3)と(4)の製品を割り付ける。   In the example of FIG. 11, four raw materials 60 having the same dimensions are shown. Two products of (1) are allocated to the raw material 60 of (a). Two products (2) and (7) are allocated to the raw material 60 of (b). The products (5) and (6) are allocated to the raw material 60 of (c). The products (3) and (4) are allocated to the raw material (d).

これを縦横寸法の一致する製品を並べて最適化すると、図12のように、(a)の原材料60に(5)と(6)と(7)の製品を割り付けられる。また、(b)の原材料60に、2枚の(2)と(3)と(4)の製品を割り付けられる。この最適化処理の結果、3枚の原材料に割付が可能になり、1枚分の原材料を節約できる。   When products having the same vertical and horizontal dimensions are arranged and optimized, the products (5), (6), and (7) can be assigned to the raw material 60 of (a) as shown in FIG. In addition, two products (2), (3), and (4) can be allocated to the raw material 60 of (b). As a result of this optimization processing, it is possible to assign the three raw materials and save one raw material.

ここまでの処理は、上記特許文献3に紹介された方法による。この方法ではAの要素、bの要素、Cの要素は、すべて0または1である。したがって、xの要素は0以上1以下(整数または実数)となる。続いて、本発明による演算処理を説明する。   The processing so far is based on the method introduced in Patent Document 3 above. In this method, the elements A, b, and C are all 0 or 1. Therefore, the element of x is 0 or more and 1 or less (integer or real number). Subsequently, the arithmetic processing according to the present invention will be described.

図13〜図16は、演算処理時間を短縮する計算例によるデータ例説明図である。
上記特許文献3との違いは、Aの要素、bの要素が0以上の整数になることである。割付パターンベクトルは0または1以上の整数を使い、図13では、bを必要数8とした。図9に示した初期実行可能解を、図14に示すように、同一長さの製品の分をひとまとめにして書き換える。1番の製品が原材料a1、a2、a3、a4にそれぞれ2枚ずつ割付けられている。
FIG. 13 to FIG. 16 are explanatory diagrams of data examples according to calculation examples for shortening the calculation processing time.
The difference from the above-mentioned patent document 3 is that the element A and the element b are integers of 0 or more. As the allocation pattern vector, an integer of 0 or 1 or more is used, and in FIG. As shown in FIG. 14, the initial feasible solution shown in FIG. 9 is rewritten as a group of products having the same length. The first product is assigned to each of the raw materials a1, a2, a3, and a4.

ここまでは、x1=1,x2=1,x3=1,x4=1,x5=1,x6=1,x7=1という初期実行可能解である。ここで、図15に示すように、同じ割付パターンベクトルであるa1、a2、a3、a4をa1を残して削除する。即ち、これによりAは7×4の行列、bは7×1のベクトル、Cは1×4の行列、dは1×1のベクトルと上記図9の例よりもサイズを小さくできる。得られる初期実行可能解は、x1=4,x5=1,x6=1,x7=1となる。次に、バックトラック法+組合せ順列で割付パターンを生成し、シンプレックス乗数を使用する感度解析に基づき初期解を改善できる割付パターンをAに追加する。整数解(0〜N)が得られるまで、ピシンプレックス演算によるピボット操作を繰り返す。   Up to this point, the initial executable solutions are x1 = 1, x2 = 1, x3 = 1, x4 = 1, x5 = 1, x6 = 1, x7 = 1. Here, as shown in FIG. 15, a1, a2, a3, and a4 which are the same allocation pattern vectors are deleted leaving a1. That is, A is a 7 × 4 matrix, b is a 7 × 1 vector, C is a 1 × 4 matrix, d is a 1 × 1 vector, and the size can be made smaller than the example of FIG. The obtained initial feasible solutions are x1 = 4, x5 = 1, x6 = 1, x7 = 1. Next, an allocation pattern is generated by the backtrack method + combination permutation, and an allocation pattern that can improve the initial solution based on sensitivity analysis using a simplex multiplier is added to A. The pivot operation by the picinplex operation is repeated until an integer solution (0 to N) is obtained.

このとき、上記の発明では、Σx2が増加するほうにピボット操作を繰り返した。本発明では、別の評価式を使用する。即ち、整数解の個数が増加する方向にピボット操作を繰り返す。これにより、図16に示すような結果が得られる。この結果は、図12に示した割付結果に該当する。 At this time, in the above-described invention, the pivot operation is repeated as Σx 2 increases. In the present invention, another evaluation formula is used. That is, the pivot operation is repeated in the direction in which the number of integer solutions increases. Thereby, a result as shown in FIG. 16 is obtained. This result corresponds to the allocation result shown in FIG.

ここで、本発明の計算の過程を検証する。本発明の計算では、約30パターンの割付パターンベクトルが生成されて、その中から最適値を選択して図16に示す結果を得た。   Here, the calculation process of the present invention will be verified. In the calculation of the present invention, about 30 patterns of assigned pattern vectors were generated, and the optimum value was selected from among them, and the result shown in FIG. 16 was obtained.

図17と18に、本発明による具体的な演算処理方法のフローチャートを示す。
図17により、主としてシンプレックス演算処理実行のための前処理について説明する。まず、ステップS41で製品ベクトル41の設定をする。即ち、製品設定手段21は、求められているm枚の製品の横長データと縦長データの入力を受け付けて、製品の横長を要素とするm次の製品横長ベクトルwpと、製品の縦長を要素とするm次の製品縦長ベクトルhpと、製品の面積を要素とするm次の製品面積ベクトルspと、製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルbとを生成する。こうして得られた製品ベクトル41を記憶装置40に記憶させる。
17 and 18 show a flowchart of a specific arithmetic processing method according to the present invention.
With reference to FIG. 17, the pre-processing for executing the simplex operation processing will be mainly described. First, in step S41, the product vector 41 is set. In other words, the product setting means 21 accepts the input of the required horizontal data and vertical data of the m products, and the m-th product horizontal vector wp having the horizontal length of the product as an element and the vertical length of the product as an element. The m-th order product vertical vector hp, the m-th order product area vector sp having the product area as an element, and the m-th order product request quantity vector b having the product request quantity as an element are generated. The product vector 41 obtained in this way is stored in the storage device 40.

次に、ステップS42で原材料ベクトル43の設定をする。即ち、原材料設定手段22は、用意されたk種類の長方形の原材料データの入力を受け付けて、原材料の横長を要素とするk次の原材料横長ベクトルwmと、原材料の縦長を要素とするk次の原材料縦長ベクトルhmと、原材料の面積を要素とするk次の原材料面積ベクトルsmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成する。こうして得られた原材料ベクトル43を記憶装置に記憶させる。   Next, the raw material vector 43 is set in step S42. That is, the raw material setting means 22 receives input of k kinds of rectangular raw material data prepared, and receives a k-th raw material horizontal vector wm having the horizontal length of the raw material as an element and a k-th order having the vertical length of the raw material as an element. A raw material longitudinal vector hm, a k-th order raw material area vector sm having the raw material area as an element, and a k-th order raw material number vector nm having the raw material type number as an element are generated. The raw material vector 43 thus obtained is stored in the storage device.

ステップS44では、初期設定手段23が、予め定めた割付け方法で求められた初期実行可能解44の入力を受け付けて、m次の初期割付パターンベクトル46aと初期割付パターン行列46を生成して、記憶装置40に記憶させる。この結果は図9に示したとおりである。   In step S44, the initial setting means 23 receives an input of the initial executable solution 44 obtained by a predetermined allocation method, generates an m-th order initial allocation pattern vector 46a and an initial allocation pattern matrix 46, and stores them. Store in the device 40. The result is as shown in FIG.

ステップS43では、2次元モデル条件生成手段32が、第1評価条件と第2評価条件と第3評価条件とを含む2次元モデル条件63の生成をする。第1評価条件は割付け製品の面積は原材料面積ベクトルsmの要素のうちのいずれかの原材料の面積S以下であるとする条件である。第2評価条件は、隣接する製品が重ならないとする条件である。第3評価条件は、割付パターンベクトルajが予め定めた割付け方法で割付け可能であるとする条件である。
In step S43, two-dimensional model condition generating means 32, the generation of the two-dimensional model conditions 63 including first evaluation condition and a second evaluation condition and the third evaluation condition. The first evaluation condition is a condition that the area of the allocated product is equal to or less than the area S of any raw material among the elements of the raw material area vector sm. The second evaluation condition is a condition that adjacent products do not overlap. The third evaluation condition is a condition that the allocation pattern vector aj can be allocated by a predetermined allocation method.

ステップS45では、横長データと縦長データが同一の製品を検出する。そして、ステップS46では、製品再設定手段36が、製品ベクトル41の再設定をする。即ち、同一な製品をまとめて1つの要素とする。そして、同一な製品の横長を要素とするm次未満の製品横長ベクトルwp1と、同一な製品の縦長を要素とするm次未満の製品縦長ベクトルhp1と、同一な製品の面積を要素とするm次未満の製品面積ベクトルsp1と、m次未満の製品要求数量ベクトルb1を生成する。 In step S45, a product having the same landscape data and portrait data is detected. In step S46, the product resetting means 36 resets the product vector 41. That is, the same product is grouped into one element. Then, a product horizontal vector wp1 of less than m-th order having the horizontal length of the same product as an element, a product vertical vector hp1 of less than m-th order having the vertical length of the same product as elements, and m having the area of the same product as elements. A product area vector sp1 less than the next order and a product request quantity vector b1 less than the mth order are generated.

ステップS47では、初期設定変換手段37が、初期の割付パターン行列46の再設定をする。即ち、初期割付パターンベクトルを前記同一な製品に対応するm次未満の割付パターンベクトルに変換し、初期割付パターン行列を前記m次未満の割付パターンベクトルに対応する割付パターン行列に変換して、記憶装置40記憶する。こうして、図15に示したデータが得られる。   In step S47, the initial setting conversion means 37 resets the initial allocation pattern matrix 46. That is, the initial allocation pattern vector is converted into an allocation pattern vector of less than m order corresponding to the same product, the initial allocation pattern matrix is converted into an allocation pattern matrix corresponding to the allocation pattern vector of less than m order, and stored. The device 40 is stored. In this way, the data shown in FIG. 15 is obtained.

ステップS48では、割付パターンベクトル生成手段24が、条件を満たす割付パターンベクトル46aの生成をする。即ち、求められているm次未満の製品横長ベクトルwp1に含まれる製品横長データと、m次未満の製品縦長ベクトルhp1に含まれる製品縦長データとを、用意されたk種類の原材料の原材料横長データと原材料縦長データと比較して、上記2次元モデル条件63を満たす、1枚または複数枚の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品の関係を示す、m次未満の割付パターンベクトルajを列挙する。 In step S48, the allocation pattern vector generation means 24 generates an allocation pattern vector 46a that satisfies the conditions. That is, the product horizontal data included in the product horizontal vector wp1 less than the required m-th order and the product vertical data included in the product vertical vector hp1 less than the m-th order are the raw material horizontal data of k kinds of raw materials prepared. And an allocation pattern vector aj of less than m order indicating the relationship between the raw material and the product that can economically allocate one or more products satisfying the above-mentioned two-dimensional model condition 63. Enumerate.

ステップS49では、割付パターン行列生成手段24が、割付パターンベクトル46aを並べた割付パターン行列46(A)を生成して、記憶装置40に記憶させる。ステップS50では、目的関数生成手段が、目的関数Σfxを生成をする。即ち、製品を割り付けたn枚の原材料の使用枚数を表すために、要素がxiのn次の使用枚数ベクトルxを定義し、n枚の原材料それぞれに対応するn次の費用係数ベクトルfと使用枚数ベクトルxの積の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置40に記憶させる。 In step S49, the allocation pattern matrix generation means 24 generates an allocation pattern matrix 46 (A) in which the allocation pattern vectors 46a are arranged, and stores them in the storage device 40. In step S50, the objective function generation means generates an objective function Σfx. That is, in order to represent the number of used n raw materials to which a product is assigned, an n-th order used number vector x having elements xi is defined, and the n-th order cost coefficient vector f corresponding to each of the n raw materials is used. An objective function indicating the total sum of products of the number vectors x is generated and stored in the storage device 40.

ステップS51では、制約条件生成手段26が、第1制約条件式Ax≧b1を生成する。即ち、割付パターン行列Aから選択されたn個の割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならないとする第1制約条件式を生成して、記憶装置40に記憶させる。   In step S51, the constraint condition generation unit 26 generates the first constraint condition expression Ax ≧ b1. That is, a first constraint condition expression is generated that stores the number of products cut out by the n number of allocation patterns selected from the allocation pattern matrix A so as to be equal to or greater than the quantity of each required product. Store in the device 40.

ステップS52では、シンプレックス演算処理手段29が、初期実行可能解44と目的関数51と制約条件式48と49の入力を受け付けて、シンプレックス演算処理を実行する。ステップS53では、探索制御手段30が、探索制御により最適解を探索して出力する演算処理を実行する。   In step S52, the simplex calculation processing means 29 receives the initial executable solution 44, the objective function 51, and the constraint condition expressions 48 and 49, and executes simplex calculation processing. In step S <b> 53, the search control means 30 executes a calculation process for searching for and outputting an optimal solution by search control.

探索制御手段30は、図18に示すような制御を実行する。まず、ステップS61では、シンプレックス演算処理により、得られたxiは0以上の整数のみかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS72の処理に移行し、ノーのときはステップS62の処理に移行する。xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解としてステップS72で部材割付データ53を出力する。   The search control means 30 performs control as shown in FIG. First, in step S61, it is determined whether or not the obtained xi is only an integer greater than or equal to 0 by simplex operation processing. When the result of this determination is yes, the process proceeds to step S72, and when the result is no, the process proceeds to step S62. If the value of xi is an integer greater than or equal to 0 and does not include any other value, the member assignment data 53 is output in step S72 with the solution as the optimum solution.

ステップS62では、探索制御手段30が、初期実行可能解44の目的関数51の値を最大値に設定する。さらに、ステップS63で、シンプレックス演算処理の結果得た目的関数51の値を最小値に設定する。次に、ステップS64で、その範囲の目的関数の値をとる原材料の使用枚数の組合せを列挙する。ステップS65では、目的関数51が最小値に近いものを選択し、制約条件生成手段26に対して第2制約条件式49の生成を依頼する。   In step S62, the search control means 30 sets the value of the objective function 51 of the initial executable solution 44 to the maximum value. In step S63, the value of the objective function 51 obtained as a result of the simplex operation process is set to the minimum value. Next, in step S64, combinations of the number of used raw materials taking the value of the objective function within the range are listed. In step S65, the objective function 51 having a value close to the minimum value is selected, and the constraint condition generation unit 26 is requested to generate the second constraint condition expression 49.

ステップS66で、制約条件生成手段26は、第2制約条件式Cx=dの生成をする。第2制約条件式は、どの種類の原材料を何枚選択して割付けに使用するかを定めたものである。これは、原材料使用行列Cと原材料の使用枚数ベクトルの積が原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする式である。   In step S66, the constraint condition generation unit 26 generates the second constraint condition expression Cx = d. The second constraint condition formula defines how many kinds of raw materials are selected and used for allocation. This is an expression assuming that the product of the raw material use matrix C and the raw material use number vector is equal to the raw material use scheduled quantity vector d.

探索制御手段30はシンプレックス演算処理手段29に演算処理を依頼する。ステップS67でシンプレックス演算処理手段29は、第1制約条件式48と第2制約条件式49の制約条件下で、演算処理を実行する。   The search control means 30 requests the simplex arithmetic processing means 29 for arithmetic processing. In step S <b> 67, the simplex arithmetic processing unit 29 executes arithmetic processing under the constraint conditions of the first constraint condition expression 48 and the second constraint condition expression 49.

探索制御手段30は、ステップS68で、非整数解を伴う実行可能解が得られたかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS69の処理に移行し、ノーのときはステップS61の処理に戻る。非整数解を伴う実行可能解が得られたとき、ステップS69では、評価式Σ(整数xiの個数)を求める。   In step S68, the search control means 30 determines whether an executable solution with a non-integer solution has been obtained. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S69, and if no, the process returns to step S61. When an executable solution with a non-integer solution is obtained, an evaluation formula Σ (number of integers xi) is obtained in step S69.

非整数解を伴う実行可能解が得られて、さらにその後のシンプレックス演算処理で、再び非整数解を伴う実行可能解が得られたときには、ステップS70で、評価式の値が増加したかどうかという判断をする。この判断の結果がイエスのときはステップS67の処理に移行し、ノーのときはステップS71の処理に移行する。即ち、価式の値が増加している限りシンプレックス演算処理を繰り返して、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない整数解を求める。   When an executable solution with a non-integer solution is obtained, and when an executable solution with a non-integer solution is obtained again in the subsequent simplex operation processing, whether or not the value of the evaluation expression has increased in step S70. Make a decision. When the result of this determination is yes, the process proceeds to step S67, and when no, the process proceeds to step S71. That is, as long as the value of the value formula increases, the simplex operation process is repeated to obtain an integer solution in which the value of xi is an integer equal to or greater than 0 and does not include any other value.

整数解が得られないまま評価式の値が減少したときは、ステップS71で、制約条件生成手段26に対して第2制約条件式49の変更を依頼する。こうしてステップS67に戻り、改めて整数解の探索を付ける。以上の処理により、図14、図15、図16で説明した最適解を得ることができる。   When the value of the evaluation expression decreases without obtaining an integer solution, the restriction condition generation unit 26 is requested to change the second restriction condition expression 49 in step S71. Thus, the process returns to step S67, and an integer solution search is made again. Through the above processing, the optimum solution described with reference to FIGS. 14, 15, and 16 can be obtained.

(一次元モデル)
上記の演算処理は、長さだけで幅を問題としない棒状の原材料に棒状の製品を割り付けする場合にも応用できる。この場合には、上記の「m枚の製品」を「m本の製品」と読み替え、「面材割付データ」は「割付データ」と読み替えるとよい。
(One-dimensional model)
The arithmetic processing described above can also be applied to the case where a bar-shaped product is allocated to a bar-shaped raw material that has only a length and does not have a problem with the width. In this case, the “m products” may be read as “m products”, and the “surface material assignment data” may be read as “assignment data”.

そして、1次元では、割り付けられる製品長の和が原材料長以下であれば(第1評価条件)、2次元における重ならない(第2評価条件)、どう配置するか(第3評価条件)は自動的に満たされるので、第1評価条件だけ考慮すればよい。従って、第1〜3評価条件を一次元モデル条件と読み替えるようにする。 In one dimension, if the sum of the assigned product lengths is less than or equal to the raw material length (first evaluation condition), there is no overlap in the two dimensions (second evaluation condition), and how it is arranged (third evaluation condition) is automatic Therefore, only the first evaluation condition needs to be considered. Therefore, the first to third evaluation conditions are read as one-dimensional model conditions.

即ち、それぞれ所定の長さのm本の製品を、それぞれ所定の長さのk種類の原材料から切り出すときに必要な各種類の原材料の本数を求め、各原材料に割り付ける製品の組合せを最適化する。 That is, the number of each type of raw material required when each of m products each having a predetermined length is cut out from k types of raw materials each having a predetermined length is obtained, and the combination of products assigned to each raw material is optimized. .

一次元モデルでは、下記のように演算処理のパラメータを設定する。その他の設定は、上記の実施例と同様である。シンプレックス演算処理も、評価式の設定も同様である。
(a)製品の長さを要素とするm次の製品長ベクトルwp
(b)製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルb
(c)原材料の長さを要素とするk次の原材料長ベクトルwm
(d)原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnm
(e)第1評価条件(wp,aj)≦wm
(割付け製品の長さの和は原材料長ベクトルwmの要素のうちのいずれかの原材料の長さ以下である)
In the one-dimensional model, parameters for arithmetic processing are set as follows. Other settings are the same as those in the above embodiment. The same applies to the simplex operation processing and the evaluation formula setting.
(A) mth-order product length vector wp having the product length as an element
(B) mth-order product request quantity vector b having the product request quantity as an element
(C) k-th order material length vector wm having the length of the material as an element
(D) kth-order raw material number vector nm having raw material type numbers as elements
(E) First evaluation condition (wp, aj) ≦ wm
(The sum of the lengths of the assigned products is less than or equal to the length of one of the elements of the raw material length vector wm)

棒状の原材料に棒状の製品を割り付ける場合には、演算処理の要素は単純になる。しかしながら、建築材料の場合には、原材料の種類も製品の長さの種類も面材に比較して格段に多くなることが多い。従って、場合の数も膨大になるから、本発明のような演算処理時間の短縮化はきわめて有効になる。   In the case of assigning a bar-shaped product to a bar-shaped raw material, the processing elements are simplified. However, in the case of building materials, the types of raw materials and the lengths of products are often much larger than the face materials. Accordingly, since the number of cases becomes enormous, shortening of the arithmetic processing time as in the present invention is extremely effective.

なお、一次元モデルの場合には、製品を長いものから順に配列し、原材料を長いものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行するとよい。また、上記の実施例と同様に、原材料から製品を切り出した残りの部分も原材料に含めて、原材料に割り付ける製品の組合せを決定するとよい。   In the case of a one-dimensional model, products may be arranged in order from the longest, raw materials are arranged in order from the longest, and allocation may be executed by the first fit method. Similarly to the above-described embodiment, the remaining part obtained by cutting out the product from the raw material is also included in the raw material, and the combination of products to be allocated to the raw material may be determined.

上記のように、本発明では、要素がxiのn次の使用枚数ベクトルxを定義し、xiの値が0以上の整数としたことで、シンプレックス演算処理に使用する評価式を新たに設定した。この評価式は、より歩留の良い実行可能解を探索するために演算処理を繰り返す場合に、これ以上計算を繰り返しても良い結果が得られないという見通しをたてて、次の演算処理に移るタイミングを決めるために使用される。評価式は各種考えられるが、その設定のしかたにより、全体の演算処理時間が大きく影響する。   As described above, in the present invention, the n-order used number vector x whose element is xi is defined, and the value of xi is an integer equal to or larger than 0, so that an evaluation expression used for simplex operation processing is newly set. . This evaluation formula is used for the next calculation process with the prospect that if the calculation process is repeated to search for an executable solution with a better yield, no further results can be obtained by repeating the calculation. Used to determine when to move. Various evaluation formulas are conceivable, but depending on the setting method, the entire calculation processing time greatly affects.

本発明で使用する評価式は、n次の使用枚数ベクトルxの整数であるものの個数である。すべてのxが0以上の整数になるときはn(個)になる。1つでも整数でないものがあるとn未満になる。この評価式は、山登り法、ランダムリスタート、焼き鈍し法で探索する場合に有効である。すなわち、xiが整数である個数が増加していく限り探索を続け、増加しなければ探索を打ち切ることで、短時間で整数解を見つけることができる。実際に計算をさせてみると、次数が大きくなるとこの方法は成り立たなくなることがある。しかし、建材の割付け演算処理については、適度な次数の範囲におさまるので、この評価式で実用上問題ないことがわかった。 The evaluation formula used in the present invention is the number of integers of the nth-order used number vector x. When all x are integers greater than or equal to 0, it becomes n (pieces). If even one is not an integer, it will be less than n. This evaluation formula is effective when searching by the hill-climbing method, random restart, or annealing method. That is, the search is continued as long as the number in which xi is an integer increases, and if it does not increase, the search is terminated, whereby an integer solution can be found in a short time. In practice, this method may not work if the order increases. However, it has been found that there is no practical problem with this evaluation formula because the allocation calculation processing of building materials falls within an appropriate order range.

本発明の方法と特許文献3の演算処理結果との演算処理時間を比較する。例えば、標準的な住宅の断熱材の製品の数量は60〜200枚である。その形状種類の数は10〜50である。本発明の方法と特許文献3の方法の演算処理を汎用のパーソナルコンピュータで実行する。二次元モデルで、製品数量が200枚ほどあると、従来の方法と比較して、本発明の方法では、探索のために生成する割付パターン行列を10分の1程度あるいはそれ以上に大きく絞り込める。これにより、演算処理時間を数十分の1にすることができる。住宅に使用する建材は同一寸法のものが多いため、本発明の方法はきわめて有効に機能する。   The calculation processing time between the method of the present invention and the calculation processing result of Patent Document 3 is compared. For example, the quantity of standard residential insulation products is 60-200. The number of shape types is 10-50. Arithmetic processing of the method of the present invention and the method of Patent Document 3 is executed by a general-purpose personal computer. In the two-dimensional model, when the number of products is about 200, compared to the conventional method, the method of the present invention can narrow down the allocation pattern matrix generated for searching to about 1/10 or more. . Thereby, the arithmetic processing time can be reduced to several ten. Since many building materials used in a house have the same size, the method of the present invention functions extremely effectively.

上記の演算処理装置で実行されるコンピュータプログラムは、機能ブロックで図示した単位でモジュール化されてもよいし、複数の機能ブロックを組合せて一体化されてもよい。また、上記のコンピュータプログラムは、既存のアプリケーションプログラムに組み込んで使用してもよい。本発明を実現するためのコンピュータプログラムは、例えばCD−ROMのようなコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して、任意の情報処理装置にインストールして利用することができる。   The computer program executed by the above arithmetic processing unit may be modularized in units shown in functional blocks, or may be integrated by combining a plurality of functional blocks. Further, the above computer program may be used by being incorporated into an existing application program. The computer program for realizing the present invention can be recorded on a computer-readable recording medium such as a CD-ROM and installed in any information processing apparatus for use.

10 部材割付システム
12 コンピュータ
14 ネットワーク
16 端末装置
20 演算処理装置
21 製品設定手段
22 原材料設定手段
23 初期設定手段
24 割付パターンベクトル生成手段
25 割付パターン行列生成手段
26 制約条件生成手段
27 費用計数係数ベクトル生成手段
28 目的関数生成手段
29 シンプレックス演算処理手段
30 探索制御手段
31 判定手段
32 2次元モデル条件生成手段
34 カッティングデータ生成手段
35 みなし長方形設定手段
36 製品再設定手段
37 初期設定変換手段
38 原材料使用行列生成手段
40 記憶装置
41 製品ベクトルwp、hp、sp
42 製品要求数量ベクトルb
43 原材料ベクトルwm、hm、sm
44 初期実行可能解
45 原材料使用予定数量ベクトルd
46 割付パターン行列
46a 割付パターンベクトル
47 原材料使用行列C
48 第1制約条件式
49 第2制約条件式
50 第3制約条件式
51 目的関数
52 組合せリスト
53 部材割付データ
54 評価式
55 カッティング手順データ
60 原材料
62 製品
63 多角形
64 多角形
65 切断刃
71 新たな原材料
72 新たな原材料
73 新たな原材料
74 新たな原材料
75 新たな原材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Member allocation system 12 Computer 14 Network 16 Terminal device 20 Processing unit 21 Product setting means 22 Raw material setting means 23 Initial setting means 24 Allocation pattern vector generation means 25 Allocation pattern matrix generation means 26 Constraint condition generation means 27 Cost counting coefficient vector generation Means 28 Objective function generation means 29 Simplex arithmetic processing means 30 Search control means 31 Determination means 32 Two-dimensional model condition generation means 34 Cutting data generation means 35 Considered rectangle setting means
36 Product resetting means
37 Initial setting conversion means 38 Raw material use matrix generation means 40 Storage device 41 Product vector wp, hp, sp
42 Product requirement quantity vector b
43 Raw material vector wm, hm, sm
44 Initial feasible solution 45 Raw material use planned quantity vector d
46 Allocation pattern matrix 46a Allocation pattern vector 47 Raw material use matrix C
48 First constraint equation 49 Second constraint equation 50 Third constraint equation 51 Objective function 52 Combination list 53 Member allocation data 54 Evaluation equation 55 Cutting procedure data 60 Raw material 62 Product 63 Polygon 64 Polygon 65 Cutting blade 71 New New raw materials 72 New raw materials 73 New raw materials 74 New raw materials 75 New raw materials

Claims (9)

それぞれ所定の長方形のm枚の製品を、それぞれ所定の長方形のk種類の原材料から切り出すときに必要な各種類の原材料の枚数を求め、各原材料に割り付ける製品の組合せを最適化するものであって、
求められているm枚の製品の横長データと縦長データの入力を受け付けて、製品の横長を要素とするm次の製品横長ベクトルwpと、製品の縦長を要素とするm次の製品縦長ベクトルhpと、製品の面積を要素とするm次の製品面積ベクトルspと、製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルbとを生成して、記憶装置に記憶させる製品設定手段と、
用意されたk種類の長方形の原材料データの入力を受け付けて、原材料の横長を要素とするk次の原材料横長ベクトルwmと、原材料の縦長を要素とするk次の原材料縦長ベクトルhmと、原材料の面積を要素とするk次の原材料面積ベクトルsmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成し、記憶装置に記憶させる原材料設定手段と、
割付け製品の面積は原材料面積ベクトルsmの要素のうちのいずれかの原材料の面積S以下であるとする第1評価条件(sp,aj)(内積)≦Sと、隣接する製品が重ならないとする第2評価条件、wpi+wpj≦wml またはhpi+hpj≦hml と、
割付パターンベクトルajが予め定めた割付け方法で割付け可能であるとする第3評価条件とを含む、2次元モデル条件を生成して、記憶装置に記憶させる2次元モデル条件生成手段と、
前記予め定めた割付け方法で求められた初期実行可能解の入力を受け付けて、m次の初期割付パターンベクトルと初期割付パターン行列を生成して、記憶装置に記憶する初期設定手段と、
求められている前記m枚の製品の製品横長データと製品縦長データが同一な場合に、前記同一な製品をまとめて1つの要素とし、前記同一な製品の横長を要素とするm次未満の製品横長ベクトルwp1と、前記同一な製品の縦長を要素とするm次未満の製品縦長ベクトルhp1と、前記同一な製品の面積を要素とするm次未満の製品面積ベクトルsp1と、m次未満の製品要求数量ベクトルb1を生成する製品再設定手段と、
初期割付パターンベクトルを前記同一な製品に対応するm次未満の割付パターンベクトルに変換し、初期割付パターン行列を前記m次未満の割付パターンベクトルに対応する割付パターン行列に変換して記憶装置に記憶する初期設定変換手段と、
求められている前記m次未満の製品横長ベクトルwp1に含まれる製品横長データと、前記m次未満の製品縦長ベクトルhp1に含まれる製品縦長データとを、用意された前記k種類の原材料の原材料横長データと原材料縦長データと比較して、前記第1評価条件と第2評価条件と第3評価条件とを含む2次元モデル条件を満たす、1枚または複数枚の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品の関係を示す、m次未満の割付パターンベクトルajを列挙する割付パターンベクトル生成手段と、
前記割付パターンベクトル生成手段の生成した割付パターンベクトルを並べた割付パターン行列Aを生成して、記憶装置に記憶させる割付パターン行列生成手段と、
k種類の原材料から任意に選択したn枚の原材料に対して、それぞれ前記m次未満の製品横長ベクトルwp1と前記m次未満の製品縦長ベクトルhp1に含まれる製品のうちのいずれかの製品を割り付けたとき、選択したn枚の原材料の使用枚数を表すために、要素がxiのn次の使用枚数ベクトルxを定義し、前記n枚の原材料それぞれに対応するn次の費用係数ベクトルfと前記使用枚数ベクトルxの積の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置に記憶させる目的関数生成手段と、
前記割付パターン行列Aから選択された割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならないとする第1制約条件式Ax≧b1を生成して、記憶装置に記憶させる制約条件生成手段と、
前記初期実行可能解と前記目的関数と前記制約条件式の入力を受け付けて、シンプレックス演算処理を実行するシンプレックス演算処理手段と、
最適解を探索して出力する演算処理を制御する探索制御手段とを備え、
この探索制御手段は、
前記シンプレックス演算処理により、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として面材割付データを出力し、それ以外の場合には、前記初期実行可能解の目的関数の値を最大値とし、前記シンプレックス演算処理の結果得られた目的関数の値を最小値として、その範囲の目的関数の値をとる原材料の使用枚数の組合せを列挙し、その中から目的関数が前記最小値に近いものを選択して、前記制約条件生成手段に対して、どの種類の原材料を何枚選択して割付けに使用するかを定める、原材料使用行列Cと原材料の使用枚数ベクトルの積が原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする第2制約条件式Cx=dの生成を、前記制約条件生成手段に依頼し、
前記第1制約条件式と前記第2制約条件式の制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼し、シンプレックス演算処理により得られた、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として面材割付データを出力し、それ以外の場合には、前記シンプレックス演算処理により、非整数解を伴う実行可能解が得られて、さらにその後のシンプレックス演算処理で、非整数解を伴う実行可能解が得られたとき、xiのうち、整数であるxiの個数を求める評価式Σ(xiが整数である個数)を定義して、前記評価式の値を求めて、後から得られた非整数解による前記評価式の値が先に得られた非整数解による前記評価式の値に比べて増加していれば、非整数解が整数解に近づき、評価式の値が減少していく場合は非整数解が整数解に近づかないと判定する判定手段が、前記シンプレックス演算処理を繰り返しても非整数解が整数解に近づかないと判定したときには、前記第2制約条件式を変更して前記シンプレックス演算処理を繰り返すように制御して、
列挙された前記原材料の使用枚数の組合せの中から、目的関数の値が前記最小値に近い次の候補を選択して、前記制約条件生成手段に対して、新たな第2制約条件式Cx=dの生成を依頼し、この新たな制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼するという動作を繰り返すように制御することを特徴とする部材割付システム。
Each of the predetermined rectangular m products is obtained from each of the predetermined rectangular k kinds of raw materials, and the number of raw materials of each type required is obtained, and the combination of products assigned to the respective raw materials is optimized. ,
Accepts the input of the required horizontal data and vertical data of m products, and receives the m-th product horizontal vector wp whose product is the horizontal length and the m-th product vertical vector hp whose product is the vertical product. A product setting means for generating an m-th order product area vector sp having a product area as an element and an m-th order product request quantity vector b having a product request quantity as an element, and storing them in a storage device;
Accepts input of raw material data of k types of prepared rectangles, k-th raw material horizontal vector wm having the horizontal length of the raw material as an element, k-th raw material vertical vector hm having the vertical length of the raw material as an element, A raw material setting means for generating a k-th order raw material area vector sm having an area as an element and a k-th order raw material number vector nm having a raw material type number as an element, and storing them in a storage device;
The first evaluation condition (sp, aj) (inner product) ≦ S that the area of the allocated product is equal to or smaller than the area S of any one of the elements of the raw material area vector sm is assumed to be not overlapped with the adjacent product. Second evaluation condition, wpi + wpj ≦ wml or hpi + hpj ≦ hml,
Two-dimensional model condition generation means for generating a two-dimensional model condition including a third evaluation condition that the allocation pattern vector aj can be allocated by a predetermined allocation method, and storing the two-dimensional model condition in a storage device;
Initial setting means for receiving an input of an initial executable solution obtained by the predetermined allocation method, generating an m-th order initial allocation pattern vector and an initial allocation pattern matrix, and storing them in a storage device;
If the product horizontal data and product vertical data of the m products that are required are the same, the same product is combined into one element, and the product of less than m-th order including the same product horizontal data as the element A horizontal vector wp1, a product vertical vector hp1 less than m-order having the same product vertical length as an element, a product area vector sp1 less than m-th order having the same product area as an element, and a product less than m-th order Product resetting means for generating the requested quantity vector b1,
An initial allocation pattern vector is converted into an allocation pattern vector of less than m order corresponding to the same product, and an initial allocation pattern matrix is converted into an allocation pattern matrix corresponding to the allocation pattern vector of less than m order and stored in a storage device. Initial setting conversion means,
The product horizontal data included in the product horizontal vector wp1 less than the m-th order and the product vertical data included in the product vertical vector hp1 less than the m-th order are obtained. Compared with data and raw material longitudinal data, one or a plurality of products satisfying the two-dimensional model condition including the first evaluation condition, the second evaluation condition, and the third evaluation condition can be economically allocated. An allocation pattern vector generating means for enumerating allocation pattern vectors aj less than m-th order indicating the relationship between raw materials and products;
An allocation pattern matrix generation unit that generates an allocation pattern matrix A in which the allocation pattern vectors generated by the allocation pattern vector generation unit are arranged and stores the allocation pattern matrix A in a storage device;
Any one of the products included in the product horizontal vector wp1 less than the mth order and the product vertical vector hp1 less than the mth order is allocated to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials. Then, in order to represent the number of used n raw materials used, an n-th order used number vector x whose elements are xi is defined, and the n-th order cost coefficient vector f corresponding to each of the n raw materials and the An objective function generating means for generating an objective function indicating the sum of products of the used number vectors x and storing the objective function in a storage device;
A first constraint condition expression Ax ≧ b1 is generated, in which the number of each product cut out with the selected allocation pattern from the allocation pattern matrix A must be equal to or greater than the quantity of each required product, and the storage device A constraint condition generating means to be stored in
Simplex operation processing means for receiving input of the initial executable solution, the objective function, and the constraint condition expression, and executing simplex operation processing;
Search control means for controlling arithmetic processing to search for and output the optimal solution,
This search control means
By the simplex operation process, when the value of xi is an integer greater than or equal to 0 and does not include any other value, the face material allocation data is output as the optimal solution, and otherwise The combination of the number of used raw materials that takes the value of the objective function in the range, with the objective function value of the initial feasible solution as the maximum value and the objective function value obtained as a result of the simplex operation processing as the minimum value. A raw material use matrix that enumerates and selects what kind of raw materials are selected and used for allocation to the constraint condition generation means by selecting the objective function close to the minimum value from among them Requesting the constraint condition generating means to generate a second constraint condition expression Cx = d, wherein the product of the number of used materials vector C and the raw material use quantity vector d is equal to
Under the constraint conditions of the first constraint condition expression and the second constraint condition expression, the simplex arithmetic processing means is requested to perform arithmetic processing, and the value of xi obtained by the simplex arithmetic processing is an integer of 0 or more, If the solution does not include any other solution, the face material allocation data is output with the solution as the optimal solution. In other cases, an executable solution with a non-integer solution is obtained by the simplex operation processing. Further, when an executable solution with a non-integer solution is obtained in the subsequent simplex operation processing, an evaluation formula Σ (the number of xi is an integer) for determining the number of xi that is an integer among xi is defined. If the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained later is larger than the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained earlier, Integer solution approaches integer solution and evaluates When the determination means determines that the non-integer solution does not approach the integer solution when the value of is reduced, when the determination unit determines that the non-integer solution does not approach the integer solution even when the simplex operation process is repeated, Change the constraint condition expression and control to repeat the simplex operation process,
A next candidate whose objective function value is close to the minimum value is selected from the listed combinations of the number of used raw materials, and a new second constraint condition expression Cx = A member assignment system that controls to repeat the operation of requesting generation of d and requesting simplex arithmetic processing means to perform arithmetic processing under the new constraint condition.
前記切り出されるべき製品に正方形及び長方形以外の多角形が含まれるとき、該当する多角形については、その多角形を含む最小の、前記横長データと縦長データを有する長方形(みなし長方形と呼ぶ)を、前記m枚の製品に含めるように条件を設定するみなし長方形設定手段とを備え、
前記割付パターンベクトル生成手段は、
前記原材料から製品を切り出した残りの部分も原材料に含めるとともに、前記みなし長方形から前記多角形を切り出した残りの部分も原材料に含めて、前記原材料に割り付ける製品の組合せを決定することを特徴とする請求項1に記載の部材割付システム。
When a polygon other than a square and a rectangle is included in the product to be cut out, for the corresponding polygon, the smallest rectangle including the polygon and having the horizontally long data and the vertically long data (referred to as a deemed rectangle), An assumed rectangle setting means for setting conditions to be included in the m products,
The allocation pattern vector generation means includes:
The remaining portion obtained by cutting out the product from the raw material is included in the raw material, and the remaining portion obtained by cutting out the polygon from the deemed rectangle is also included in the raw material to determine a combination of products to be allocated to the raw material. The member allocation system according to claim 1.
前記予め定めた割付け方法は、製品を横長の大きいものから順に配列し、原材料を横長の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理か、製品を縦長の大きいものから順に配列し、原材料を縦長の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理か、もしくは、製品を面積の大きいものから順に配列し、原材料を面積の大きいものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理のいずれかであることを特徴とする請求項1乃至2に記載の部材割付システム。   The predetermined allocation method is a process in which products are arranged in order from the largest in the horizontal direction, raw materials are arranged in order from the largest in the horizontal direction, and the allocation is performed by the first fit method, or the products are arranged in the order from the largest in the vertical direction. Arrange the raw materials in descending order of the raw materials and execute the allocation by the first fit method, or arrange the products in order from the largest area, and arrange the raw materials in order from the largest area. The member assignment system according to claim 1, wherein the member assignment system is one of processes for executing assignment by a first fit method. 前記割付パターンベクトル生成手段は、
前記2次元モデル条件を満たすかどうかの判定処理において、前記予め定めた割付け方法で割付け可能かどうかの判定結果を記憶装置に記憶し、
この判定結果を使用して、製品を割り付けた原材料から、横もしくは縦方向のギロチンカット方向を選択した後、切断可能な全ての切断線を検出する処理と、この方向の切断線が無くなったら、切断後の原材料をひとつずつ選択して、別の方向の切断線を検出する処理とを順に実行するような、全ての原材料について、製品の割付け位置と原材料の切断位置と切断順とを含む、カッティング手順データを生成するカッティングデータ生成手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3に記載の部材割付システム。
The allocation pattern vector generation means includes:
In the determination process of whether or not the two-dimensional model condition is satisfied, a determination result of whether or not the assignment can be performed by the predetermined assignment method is stored in a storage device,
Using this judgment result, after selecting the horizontal or vertical guillotine cutting direction from the raw material to which the product is assigned, the process of detecting all the cutting lines that can be cut and the cutting line in this direction are gone, Including allotted product position, raw material cutting position and cutting order for all raw materials, such as selecting the raw materials after cutting one by one and executing the process of detecting cutting lines in different directions in order, 4. The member allocation system according to claim 1, further comprising cutting data generation means for generating cutting procedure data.
それぞれ所定の長さのm本の製品を、それぞれ所定の長さのk種類の原材料から切り出すときに必要な各種類の原材料の本数を求め、各原材料に割り付ける製品の組合せを最適化するものであって、
求められているm本の製品の長さデータの入力を受け付けて、製品の長さを要素とするm次の製品長ベクトルwpと、製品要求数量を要素とするm次の製品要求数量ベクトルbとを生成して、記憶装置に記憶させる製品設定手段と、
用意されたk種類の原材料データの入力を受け付けて、原材料の長さを要素とするk次の原材料長ベクトルwmと、原材料の種類番号を要素とするk次の原材料番号ベクトルnmとを生成し、記憶装置に記憶させる原材料設定手段と、
割付け製品の長さは原材料長ベクトルwmの要素のうちのいずれかの原材料の長さ以下であるとする1次元モデル条件(wp,aj)(内積)≦wmを生成して、記憶装置に記憶させる1次元モデル条件生成手段と、
め定めた割付け方法で求められた初期実行可能解の入力を受け付けて、m次の初期割付パターンベクトルと初期割付パターン行列を生成して、記憶装置に記憶する初期設定手段と、
求められている前記m本の製品の製品長データが同一な場合に、前記同一な製品をまとめて1つの要素とし、前記同一な製品の長さを要素とするm次未満の製品長ベクトルwp1と、m次未満の製品要求数量ベクトルb1を生成する製品再設定手段と、
初期割付パターンベクトルを前記同一な製品に対応するm次未満の割付パターンベクトルに変換し、初期割付パターン行列を前記m次未満の割付パターンベクトルに対応する割付パターン行列に変換して記憶装置に記憶する初期設定変換手段と、
求められている前記m次未満の製品長ベクトルwp1に含まれる製品長データを、用意された前記k種類の原材料の原材料長データと比較して、前記1次元モデル条件を満たす、1本または複数本の製品を経済的に割り付けることができる原材料と製品の関係を示す、m次未満の割付パターンベクトルajを列挙する割付パターンベクトル生成手段と、
前記割付パターンベクトル生成手段の生成した割付パターンベクトルを並べた割付パターン行列Aを生成して、記憶装置に記憶させる割付パターン行列生成手段と、
k種類の原材料から任意に選択したn本の原材料に対して、それぞれ前記m次未満の製品長ベクトルwp1に含まれる製品のうちのいずれかの製品を割り付けたとき、選択したn本の原材料の使用本数を表すために、要素がxiのn次の使用本数ベクトルxを定義し、前記n本の原材料それぞれに対応するn次の費用係数ベクトルfと前記使用本数ベクトルxの積の総和を示す目的関数を生成して、記憶装置に記憶させる目的関数生成手段と、
前記割付パターン行列Aから選択された割付パターンで切り出した各製品数は、それぞれ求められている各製品の数量以上でなければならないとする第1制約条件式Ax≧b1を生成して、記憶装置に記憶させる制約条件生成手段と、
前記初期実行可能解と前記目的関数と前記制約条件式の入力を受け付けて、シンプレックス演算処理を実行するシンプレックス演算処理手段と、
最適解を探索して出力する演算処理を制御する探索制御手段とを備え、
この探索制御手段は、
前記シンプレックス演算処理により、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として割付データを出力し、それ以外の場合には、前記初期実行可能解の目的関数の値を最大値とし、前記シンプレックス演算処理の結果得られた目的関数の値を最小値として、その範囲の目的関数の値をとる原材料の使用本数の組合せを列挙し、その中から目的関数が前記最小値に近いものを選択して、前記制約条件生成手段に対して、どの種類の原材料を何本選択して割付けに使用するかを定める、原材料使用行列Cと原材料の使用本数ベクトルの積が原材料使用予定数量ベクトルdと等しいとする第2制約条件式Cx=dの生成を、前記制約条件生成手段に依頼し、
前記第1制約条件式と前記第2制約条件式の制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼し、シンプレックス演算処理により得られた、xiの値が0以上の整数であって、それ以外のものを含まない解のときは、その解を最適解として割付データを出力し、それ以外の場合には、前記シンプレックス演算処理により、非整数解を伴う実行可能解が得られて、さらにその後のシンプレックス演算処理で、非整数解を伴う実行可能解が得られたとき、xiのうち、整数であるxiの個数を求める評価式Σ(xiが整数である個数)を定義して、前記評価式の値を求めて、後から得られた非整数解による前記評価式の値が先に得られた非整数解による前記評価式の値に比べて増加していれば、非整数解が整数解に近づき、評価式の値が減少していく場合は非整数解が整数解に近づかないと判定する判定手段が、前記シンプレックス演算処理を繰り返しても非整数解が整数解に近づかないと判定したときには、前記第2制約条件式を変更して前記シンプレックス演算処理を繰り返すように制御して、
列挙された前記原材料の使用本数の組合せの中から、目的関数の値が前記最小値に近い次の候補を選択して、前記制約条件生成手段に対して、新たな第2制約条件式Cx=dの生成を依頼し、この新たな制約条件下で、シンプレックス演算処理手段に演算処理を依頼するという動作を繰り返すように制御することを特徴とする部材割付システム。
The number of each type of raw material required when each of m products of a predetermined length is cut out from k types of raw materials of a predetermined length, and the combination of products assigned to each raw material is optimized. There,
Accepts input of length data of m required products, m-order product length vector wp having product length as an element, and m-order product request quantity vector b having product request quantity as an element Product setting means for generating and storing in a storage device;
Accepts input of k kinds of prepared raw material data, and generates k-th order raw material length vector wm having raw material length as an element and k-th order raw material number vector nm having raw material kind number as an element. Raw material setting means stored in the storage device;
A one-dimensional model condition (wp, aj) (inner product) ≦ wm is generated and stored in the storage device, assuming that the length of the assigned product is equal to or less than the length of any one of the elements of the raw material length vector wm One-dimensional model condition generating means for causing
Receives an input of an initial feasible solution obtained by pre-Me-determined allocation method, an initial setting unit that generates the m degree of the initial allocation pattern vector and the initial allocation pattern matrix, stored in the storage device,
When the required product length data of the m products is the same, the same products are grouped into one element, and a product length vector wp1 less than m-th order having the same product length as an element. Product resetting means for generating a product request quantity vector b1 of less than m-th order,
An initial allocation pattern vector is converted into an allocation pattern vector of less than m order corresponding to the same product, and an initial allocation pattern matrix is converted into an allocation pattern matrix corresponding to the allocation pattern vector of less than m order and stored in a storage device. Initial setting conversion means,
One or more satisfying the one-dimensional model condition by comparing the product length data included in the required product length vector wp1 of less than m order with the raw material length data of the k kinds of raw materials prepared An assignment pattern vector generation means for enumerating assignment pattern vectors aj less than m order, which indicate the relationship between raw materials and products that can economically assign products of the book;
An allocation pattern matrix generation unit that generates an allocation pattern matrix A in which the allocation pattern vectors generated by the allocation pattern vector generation unit are arranged and stores the allocation pattern matrix A in a storage device;
When any of the products included in the product length vector wp1 less than the m-th order is assigned to n raw materials arbitrarily selected from k kinds of raw materials, the selected n raw materials In order to express the number of used pieces, an n-th order used number vector x whose elements are xi is defined, and indicates the sum of products of the n-th order cost coefficient vector f corresponding to each of the n raw materials and the used number vector x. An objective function generating means for generating an objective function and storing it in a storage device;
A first constraint condition expression Ax ≧ b1 is generated, in which the number of each product cut out with the selected allocation pattern from the allocation pattern matrix A must be equal to or greater than the quantity of each required product, and the storage device A constraint condition generating means to be stored in
Simplex operation processing means for receiving input of the initial executable solution, the objective function, and the constraint condition expression, and executing simplex operation processing;
Search control means for controlling arithmetic processing to search for and output the optimal solution,
This search control means
By the simplex operation process, when the value of xi is an integer equal to or greater than 0 and does not include any other value, the assigned data is output as the optimal solution, and in other cases, List the combinations of the number of raw materials used that take the objective function value in the range, with the objective function value of the initial feasible solution as the maximum value and the objective function value obtained as a result of the simplex operation processing as the minimum value. , A material usage matrix C that selects an objective function close to the minimum value from among them and determines how many types of raw materials to select and use for allocation to the constraint generation means; The constraint condition generating means is requested to generate a second constraint condition expression Cx = d that the product of the number of used raw material vectors is equal to the raw material use scheduled quantity vector d.
Under the constraint conditions of the first constraint condition expression and the second constraint condition expression, the simplex arithmetic processing means is requested to perform arithmetic processing, and the value of xi obtained by the simplex arithmetic processing is an integer of 0 or more, When the solution does not include anything else, the assignment data is output as the optimal solution, and in other cases, the simplex operation process obtains an executable solution with a non-integer solution, Further, when an executable solution with a non-integer solution is obtained in the subsequent simplex operation processing, an evaluation expression Σ (the number of xi being an integer) for obtaining the number of xi that is an integer among xi is defined, If the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained later is increased as compared with the value of the evaluation formula obtained by the non-integer solution obtained earlier, a non-integer solution is obtained. Approaches the integer solution, When the determination means determines that the non-integer solution does not approach the integer solution when it decreases, the second constraint condition determines that the non-integer solution does not approach the integer solution even if the simplex operation process is repeated. Control to repeat the simplex operation by changing the formula,
The next candidate whose value of the objective function is close to the minimum value is selected from the listed combinations of the number of used raw materials, and a new second constraint condition expression Cx = A member assignment system that controls to repeat the operation of requesting generation of d and requesting simplex arithmetic processing means to perform arithmetic processing under the new constraint condition.
前記予め定めた割付け方法は、製品を長いものから順に配列し、原材料を長いものから順に配列して、ファーストフィット法で割付けを実行する処理であることを特徴とする請求項5に記載の部材割付システム。   6. The member according to claim 5, wherein the predetermined allocation method is a process in which products are arranged in order from the longest, raw materials are arranged in order from the longest, and allocation is performed by the first fit method. Allocation system. コンピュータを、請求項1乃至6に記載の各手段として機能させる部材割付プログラム。   A member assignment program for causing a computer to function as each means according to claim 1. 請求項7に記載の部材割付プログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。   A computer-readable recording medium on which the member assignment program according to claim 7 is recorded. 請求項1乃至に記載の部材割付システムから出力される部材割り付けデータを受け入れて、前記m枚の製品を、順次供給される前記k種類の原材料から切り出すプレカット装置を備えたことを特徴とする部材加工装置。 Accepting member allocation data output from the member assignment system according to any one of claims 1 to 4, the m pieces of products, characterized by comprising a precut device cut from sequentially the k kinds of raw materials supplied Member processing equipment.
JP2016006914A 2016-01-18 2016-01-18 Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus Expired - Fee Related JP5983976B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016006914A JP5983976B1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016006914A JP5983976B1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5983976B1 true JP5983976B1 (en) 2016-09-06
JP2017129905A JP2017129905A (en) 2017-07-27

Family

ID=56843265

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016006914A Expired - Fee Related JP5983976B1 (en) 2016-01-18 2016-01-18 Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5983976B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019004473A1 (en) 2017-06-30 2019-01-03 富士フイルム株式会社 Endoscope flexible tube, endoscope-type medical device, resin composition for coating endoscope flexible tube substrate, and resin composition set for coating endoscope flexible tube substrate
JP6890765B2 (en) * 2018-06-27 2021-06-18 株式会社Jls Material allocation system

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3079189B2 (en) * 1991-02-06 2000-08-21 株式会社安川電機 Sheet glass cutting method for sheet glass cutting machine
JP3441420B2 (en) * 2000-04-28 2003-09-02 住友林業株式会社 Surface material allocation method and surface material allocation processing device
JP2009098924A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Sumitomo Forestry Co Ltd Member assignment system
JP5000735B2 (en) * 2010-02-16 2012-08-15 住友林業株式会社 Material assignment system
JP5838047B2 (en) * 2011-06-13 2015-12-24 株式会社トーアエンジニアリング Material assignment system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3079189B2 (en) * 1991-02-06 2000-08-21 株式会社安川電機 Sheet glass cutting method for sheet glass cutting machine
JP3441420B2 (en) * 2000-04-28 2003-09-02 住友林業株式会社 Surface material allocation method and surface material allocation processing device
JP2009098924A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Sumitomo Forestry Co Ltd Member assignment system
JP5000735B2 (en) * 2010-02-16 2012-08-15 住友林業株式会社 Material assignment system
JP5838047B2 (en) * 2011-06-13 2015-12-24 株式会社トーアエンジニアリング Material assignment system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017129905A (en) 2017-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109993299B (en) Data training method and device, storage medium and electronic device
KR102011671B1 (en) Method and apparatus for processing query based on heterogeneous computing device
US10703083B2 (en) Multi-tool scheduling for cooperative manufacturing
JPWO2008108133A1 (en) Task group assignment method, task group assignment device, task group assignment program, processor and computer
Ijaz et al. Efficient scheduling strategy for task graphs in heterogeneous computing environment.
JP5838047B2 (en) Material assignment system
JP2008210001A (en) Server transfer planning system and server transfer planning method
JP5983976B1 (en) Member assignment system, member assignment program, recording medium and member processing apparatus
JP4909869B2 (en) Material assignment system
Pošík et al. Restarted local search algorithms for continuous black box optimization
CN110088730B (en) Task processing method, device, medium and equipment
JP5000735B2 (en) Material assignment system
CA3046768C (en) Variable embedding method and processing system
WO2013179578A1 (en) Parallel-allocation optimization device, parallel-allocation optimization method, and computer-readable recording medium
JP2009098924A5 (en)
JP2009070264A (en) Hierarchy scheduling device, hierarchy scheduling method and program
JP7350650B2 (en) Optimization device, optimization method, and computer program
JP4049522B2 (en) Information distribution apparatus and information distribution method
JP7230368B2 (en) Encoding device, decoding device and program
KR20170085396A (en) Feature Vector Clustering and Database Generating Method for Scanning Books Identification
CN110928253A (en) Dynamic weighting heuristic scheduling method of automatic manufacturing system
Chen et al. The shifting bottleneck procedure for job-shops with parallel machines
JP2010086235A (en) Information processor, and control method and program for the information processor
JP6860886B2 (en) Material allocation system
JP7105204B2 (en) Scheduling device, scheduling method and storage medium

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160620

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160705

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160719

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5983976

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees