JP6890765B2 - Material allocation system - Google Patents

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本発明は、壁材のような多様な寸法の長方形の製品を、供給される何種類かの原材料に割り付けて、材料費を可能な限り最小化するように製品の割付け方を計算する部材割付システムに関する。 The present invention allocates rectangular products of various dimensions, such as wall materials, to several types of raw materials to be supplied, and calculates how to allocate the products so as to minimize the material cost. Regarding the system.

例えば、壁材のような多様な寸法の長方形の製品を、与えられた原材料から切り出すときに、材料費を最小にするための様々な計算手法が開発されている(特許文献1)。 For example, various calculation methods have been developed to minimize the material cost when cutting out rectangular products having various dimensions such as wall materials from a given raw material (Patent Document 1).

特許第5838047号公報Japanese Patent No. 5838047

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
特許文献1に示したような最適化処理のためには、複雑な演算処理が必要になる。原材料の種類や製品の種類が多くなると計算時間も長時間になる。産業廃棄物の最小化も環境上の要請に応えるものになる。生産ラインを効率よく運転するにはより少ない計算時間で最適化された演算処理結果を得ることが望まれる。本発明は、上記の課題を解決することを目的とする。
The known conventional techniques have the following problems to be solved.
A complicated arithmetic process is required for the optimization process as shown in Patent Document 1. As the types of raw materials and products increase, the calculation time also increases. Minimization of industrial waste will also meet environmental demands. In order to operate the production line efficiently, it is desired to obtain the optimized arithmetic processing result in less calculation time. An object of the present invention is to solve the above problems.

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 problems, respectively.

<構成1>
m枚の長方形の製品を、k種類の原材料から切り出すときに、種類毎に必要な原材料の枚数を求め、各原材料への製品の割り付け方を求めて、
原材料費用を最小化するものであって、
k=1の場合は、原材料を1枚取り出し、引当順を定めた製品を引当順に取り出すものとし、
取り出した原材料のコーナーと取り出した未割付製品のコーナーとを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをして、上記未割付製品を割付済み製品とする初期割り付け処理と、
上記原材料を上記割付済み製品の上記のコーナーと対向する2辺のうちの一方の辺を通る直線で切断して、上記原材料を2分割し、2分割された上記原材料のうち上記割付済み製品を含む方を、上記割付済み製品の上記の2辺のうちの他方の辺を通る直線で切断する原材料分割処理と、
切断により生じた上記割付済み製品を含まない分割された原材料のコーナーと、新たに取り出した未割付製品のコーナーとを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをして、上記新たに取り出した未割付製品を割付済み製品としてから上記原材料分割処理を実行し、割付可能でなければ、上記新たに取り出した未割付製品を上記引当順を保ったまま元に戻す続割り付け処理の繰返しとを、
分割されたいずれの原材料にも割り付け可能な製品が
無くなるまで繰返し、無くなったとき、新たな原材料を1枚取り出して、上記初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰り返しとを、全ての未割付製品が割付済み製品となるまで繰り返して、必要な原材料の枚数と、各原材料への製品の割り付け方を求めるように計算を制御する第一の製品引当順割付手段と、
k>1の場合は、各原材料の価格を設定し、i=1からkまでのうちのi種類目の原材料iを一枚取り出し、引当順を定めた製品を引当順に取り出すものとし、
上記初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰返しとを、
分割されたいずれの原材料iにも割り付け可能な製品が無くなるまで繰返し、無くなったとき、
原材料iに割り付いた製品を求め、上記の原材料iの価格と、割り付けられた製品の面積の合計から製品面積当り価格piを求める製品面積当り価格計算処理を、k種類の原材料全て(i=1からkまで)について実行して、最も安い製品面積当り価格piの、原材料と製品の組合せに決定して、該当する製品を割付済み製品とする製品面積当り価格比較判定処理を実行し、
残りの未割付製品を引当順に取り出して、
初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰返しと、製品面積
当り価格計算処理と、製品面積当り価格比較判定処理とを、
全ての製品が割付済み製品となるまで繰り返し実行して、種類毎の原材料の必要枚数と、原材料の価格の合計と、各原材料への製品の割り付け方を求めるように計算を制御する、第二の製品引当順割付手段と、
上記m枚の長方形の製品をそれぞれ指定する遺伝子と、その遺伝子を上記選択された引当順に配列させる遺伝子座を有する複数の染色体を個体として生成する個体生成手段と、上記生成した個体を親個体とし、交叉処理、または突然変異処理、または選択処理をして、複数の子個体を生成し、その複数の子個体を次世代の親個体とし、世代交代を繰返して、
前記製品の引当順を表す個体を生成する次世代個体生成手段とを備え、
k=1のときは、上記の第一の製品引当順割付手段による演算処理と前記個体生成手段とを、k>1のときは、上記の第二の製品引当順割付手段による演算処理と前記次世代個体生成手段とを実行させて、原材料費用を最小化することを特徴とする部材割付システム。
<Structure 1>
When cutting out m rectangular products from k types of raw materials, find the number of raw materials required for each type, and find out how to allocate the product to each raw material.
It minimizes raw material costs and
In the case of k = 1, one raw material shall be taken out, and the products for which the allocation order has been determined shall be taken out in the allocation order.
The initial allocation process, in which the corners of the raw materials taken out and the corners of the unallocated products taken out are overlapped and allocated if possible, and the above unallocated products are regarded as assigned products.
The raw material is cut by a straight line passing through one of the two sides facing the corner of the allocated product, the raw material is divided into two, and the allocated product is divided into two. Raw material division processing that cuts the containing side with a straight line passing through the other side of the above two sides of the allocated product, and
The corners of the divided raw materials that do not include the above-mentioned allocated products generated by cutting and the corners of the newly extracted unallocated products are overlapped, and if allocation is possible, allocation is performed, and the above-mentioned newly extracted unallocated products The raw material division process is executed after the product is assigned as a product, and if allocation is not possible, the continuous allocation process of returning the newly extracted unallocated product to the original state while maintaining the allocation order is repeated.
Repeat until there are no more products that can be assigned to any of the divided raw materials, and when there are no more products, take out one new raw material and repeat the initial allocation process, the raw material division process, and the continuous allocation process. The first product allocation order allocation means that controls the calculation to determine the required number of raw materials and how to allocate the product to each raw material by repeating until all the unallocated products become allocated products.
When k> 1, the price of each raw material is set, one raw material i of the i-type from i = 1 to k is taken out, and the products for which the allocation order is defined are taken out in the allocation order.
The initial allocation process, the raw material division process, and the repetition of the continuous allocation process are performed.
Repeat until there are no more products that can be assigned to any of the divided raw materials i, and when they are gone,
All k types of raw materials (i = 1 to k), determine the cheapest price per product area pi, the combination of raw materials and products, and execute the price comparison judgment process per product area with the corresponding product as the allocated product.
Take out the remaining unallocated products in order of allocation
The initial allocation process, the raw material division process, the repetition of the continuous allocation process, the price calculation process per product area, and the price comparison determination process per product area
Repeat until all products are allocated products, and control the calculation to find the required number of raw materials for each type, the total price of the raw materials, and how to allocate the product to each raw material. Product allocation order allocation means and
An individual generation means for generating a gene that specifies each of the m rectangular products, a plurality of chromosomes having loci for arranging the genes in the selected allocation order, and the generated individual as a parent individual. , crossover process, or sudden mutation treatment, or by the selection process, to generate a plurality of child individuals, and its multiple offspring and the next generation of parents, by repeating the generation change,
It is provided with a next-generation individual generation means for generating an individual representing the allocation order of the products.
When k = 1, the arithmetic processing by the first product allocation order allocation means and the individual generation means, and when k> 1, the arithmetic processing by the second product allocation order allocation means and the above. A member allocation system characterized by minimizing raw material costs by executing next-generation individual generation means.

<構成2>
原材料と製品のコーナーを重ね合わせるときの製品の向きが、ある状態と90度回転させた状態とで、それぞれ別の遺伝子として扱うことを特徴とする構成1に記載の部材割付システム。
<Structure 2>
The member allocation system according to configuration 1, wherein the orientation of the product when the corners of the raw material and the product are overlapped is treated as different genes depending on whether the product is oriented in a certain state or rotated by 90 degrees.

<構成3>
上記交叉処理においては、
上記親個体の任意の2つを「親1」と「親2」とし、その両方から遺伝子配列の一部を承継した子個体の遺伝子を上記親個体と同数生成して、
上記突然変異処理においては、
上記いずれかの子個体に対して遺伝子座の任意に2つの遺伝子を交換して、新たな子個体を生成し、
上記個体の選択処理においては、
上記親個体と上記子個体の表す製品引当順のうち、上記必要な原材料の枚数が少ないものからか、または上記必要な原材料の費用が少ないものから上記親個体と同数選択して次世代とすることを特徴とする構成1または構成2に記載の部材割付システム。
<Structure 3>
In the above crossing process,
Arbitrary two of the above parent individuals are designated as "parent 1" and "parent 2", and the same number of genes of the child individual that inherits a part of the gene sequence from both of them are generated as the same number as the above parent individual.
In the above mutation treatment,
Any two genes at the locus are exchanged with any of the above offspring to generate new offspring.
In the selection process of the above individual,
From the product allocation order represented by the parent individual and the child individual, the same number as the parent individual is selected from the one with the smaller number of required raw materials or the one with the lower cost of the required raw materials to be the next generation. The member allocation system according to the first or second configuration.

<構成4>
上記次世代個体生成手段は、以下の手順で製品引当順を選択することを特徴とする
構成1乃至構成3のいずれかに記載の部材割付システム。
(1)初期の個体集団(第一世代)をランダムにM個生成する。
(2)そのM個の個体集団から2個の親個体をランダムに選択する。
(3)2個の親個体から交叉処理で子個体をM個つくる。
(4)得られたM個の子個体のうち設定した数の子個体に突然変異処理を行う。
(5)親個体がM個、子個体がM個で合せて2M個の個体について、必要な原材料の枚数
か、または原材料費を算出する。
(6)必要な原材料の枚数か、または原材料費の少ないほうからM個の個体を取り出して、
次世代(第二世代)の個体集団とする。
(7)上記(1)から(6)の世代交代を繰返し、必要な原材料の枚数か、または原材料費の差が収束判定基準に達したとき、設定した世代交代回数に達したとき、計算を終了する。
(8)最小もしくは最小に近い固体の中から、それらの染色体を参照して製品引当順を選択する。
<Structure 4>
The member allocation system according to any one of configurations 1 to 3, wherein the next-generation individual generation means selects a product allocation order according to the following procedure.
(1) M initial populations (first generation) are randomly generated.
(2) Two parent individuals are randomly selected from the M population.
(3) M child individuals are produced from two parent individuals by crossover processing.
(4) Mutation treatment is performed on a set number of child individuals out of the obtained M child individuals.
(5) Calculate the required number of raw materials or the raw material cost for a total of 2M individuals, including M parent individuals and M child individuals.
(6) Take out M individuals from the required number of raw materials or the one with the lowest raw material cost,
The next generation (second generation) individual population.
(7) Repeat the generation changes from (1) to (6) above, and calculate when the required number of raw materials or the difference in raw material costs reaches the convergence test, or when the set number of generation changes is reached. finish.
(8) From the smallest or near-minimum solids, the product allocation order is selected with reference to those chromosomes.

<構成5>
コンピュータを構成1乃至構成4のいずれかに記載の部材割付システムとして機能させるコンピュータプログラム。
<Structure 5>
A computer program that causes a computer to function as the member allocation system according to any one of configurations 1 to 4.

<構成6>
構成5に記載のコンピュータ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。
<Structure 6>
A computer-readable recording medium on which the computer program according to configuration 5 is recorded.

製品の特定の引当順を設定して、初期割り付け処理38と原材料分割処理48と続割り付け処理52とを順番に繰り返す処理と、遺伝子工学的手法により上記の引当順を最適化することにより、従来よりも高速に最適な割付け方を求めることができる。 By setting a specific allocation order for products and repeating the initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the subsequent allocation process 52 in order, and by optimizing the above allocation order by a genetic engineering method, conventionally It is possible to find the optimum allocation method at higher speed than.

本発明のシステムの機能を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the function of the system of this invention. 第一の製品引当順割付手段54の演算処理例フローチャートである。It is a calculation processing example flowchart of the first product allocation order allocation means 54. 初期割付処理の具体的な動作フローチャートである。It is a concrete operation flowchart of the initial allocation process. 原材料分割処理の具体的な動作フローチャートである。It is a concrete operation flowchart of a raw material division process. 続割付処理の具体的な動作フローチャートである。It is a concrete operation flowchart of the continuation allocation process. 第二の製品引当順割付手段の動作例フローチャートである。It is operation example flowchart of the 2nd product allocation order allocation means. 遺伝子工学的手法の説明図である。It is explanatory drawing of the genetic engineering method. 実施例に使用する製品データを例示した図表である。It is a chart exemplifying the product data used in an Example. 本発明により最適化された割付結果の図表である。It is a chart of the allocation result optimized by this invention. 本発明により最適化された割付結果の図解である。It is an illustration of the allocation result optimized by the present invention. ファーストフィット法による割付結果の図表である。It is a chart of the allocation result by the first fit method. ファーストフィット法による割付結果の図解である。It is an illustration of the allocation result by the first fit method. 特許文献1の方法により最適化された割付結果の図表である。It is a chart of the allocation result optimized by the method of Patent Document 1. 特許文献1の方法により最適化された割付結果の図解である。It is an illustration of the allocation result optimized by the method of Patent Document 1. 3種類の演算処理結果の比較表である。It is a comparison table of three types of arithmetic processing results.

以下、本発明の実施の形態を実施例毎に詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail for each example.

図1は、本発明のシステムの機能を示す説明図である。
破線の枠で囲んだ部分が入出力データ、実線の枠で囲んだ部分が部材割付システム12を制御するコンピュータの演算処理装置の機能ブロックである。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a function of the system of the present invention.
The portion surrounded by the broken line frame is the input / output data, and the portion surrounded by the solid line frame is the functional block of the arithmetic processing unit of the computer that controls the member allocation system 12.

図1(a)に示すように、この演算処理装置は、第一の製品引当順割付手段54と第二の製品引当順割付手段66と個体生成手段74と次世代個体生成手段86とを備える。第一の製品引当順割付手段54は、原材料18が一種類のみの場合に動作する。この第一の製品引当順割付手段54は、初期割り付け処理38と原材料分割処理48と続割り付け処理52の繰り返しとを実行し、この製品の引当順を採用した場合の、必要な原材料の枚数20と各原材料への製品14の割り付け方22とを得る。 As shown in FIG. 1A, this arithmetic processing unit includes a first product allocation order allocation means 54, a second product allocation order allocation means 66, an individual generation means 74, and a next-generation individual generation means 86. .. The first product allocation order allocation means 54 operates when there is only one type of raw material 18. The first product allocation order allocation means 54 repeats the initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the continuous allocation process 52, and adopts the product allocation order, the required number of raw materials 20. And how to allocate the product 14 to each raw material 22.

第二の製品引当順割付手段66は、原材料18が複数種類ある場合に動作する。これは、初期割り付け処理38と原材料分割処理48と続割り付け処理52の繰返しとを全ての種類の原材料18について実行し、製品面積当り価格計算処理62と製品面積当り価格比較判定処理64を実行して、この製品の引当順を採用した場合の、種類毎の必要な原材料の枚数20と原材料の価格24の合計と各原材料18への製品14の割り付け方22とを得る。 The second product allocation order allocation means 66 operates when there are a plurality of types of raw materials 18. This executes the initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the repetition of the continuous allocation process 52 for all types of raw materials 18, and executes the price calculation process 62 per product area and the price comparison determination process 64 per product area. Therefore, when the allocation order of this product is adopted, the total number of required raw materials 20 for each type, the price 24 of the raw materials 24, and the method 22 of allocating the product 14 to each raw material 18 are obtained.

即ち、このシステムは、始めに、m枚の長方形の製品14をk種類の原材料18から切り出すという条件設定をし、割付計算時の製品14の引当順を予め設定して計算を開始する。kは原材料の種類を定めるパラメータである。 That is, in this system, first, the condition that m rectangular products 14 are cut out from k kinds of raw materials 18 is set, and the allocation order of the products 14 at the time of allocation calculation is set in advance and the calculation is started. k is a parameter that determines the type of raw material.

k=1の場合は原材料は1種類である。この場合には、原材料18を1枚ずつ取り出して製品を割り付ける。予め引当順に配列された各製品は必ず引当順に取り出すものとする。 When k = 1, there is only one type of raw material. In this case, the raw materials 18 are taken out one by one and the products are allocated. Each product arranged in advance in the order of allocation shall be taken out in the order of allocation.

製品の引当順により割付け方が異なってくる。最も原材料費の安い割付け方を見つけるために、様々な製品の引当順を試みる。例えば、建物の壁に使用する防音用の壁材は、一棟分で数十種類の縦横寸法のものが使用される。その引当順の組み合わせの数は膨大な数になる。全ての場合を計算すると計算に長時間を要する。そこで、最適な引当順を選択するために遺伝子工学的手法を採用する。その処理を実行するのが、個体生成手段74と次世代個体生成手段86である。 The allocation method differs depending on the order of product allocation. Try different product allocations to find the cheapest way to allocate raw materials. For example, as the soundproof wall material used for the wall of a building, dozens of types of vertical and horizontal dimensions are used for one building. The number of combinations in the allocation order is enormous. It takes a long time to calculate all cases. Therefore, a genetic engineering method is adopted to select the optimum allocation order. The individual generation means 74 and the next-generation individual generation means 86 execute the processing.

割付け方を決定する手順を図1(b)と(c)で簡単に説明する。例えば、製品14が3枚あって、1、2、3という識別番号が付されているものとする。図1(b)に示すように、製品14のコーナー32と対向する2辺をそれぞれ、一方の辺44と他方の辺40と呼ぶことにする。 The procedure for determining the allocation method will be briefly described with reference to FIGS. 1 (b) and 1 (c). For example, it is assumed that there are three products 14 and they are given identification numbers of 1, 2, and 3. As shown in FIG. 1B, the two sides of the product 14 facing the corner 32 are referred to as one side 44 and the other side 40, respectively.

原材料18を一枚取り出して、その原材料のコーナー30と引当順が最初の識別番号を1と表示した製品14のコーナー32とを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをする。図1(c)に示した要領である。 One raw material 18 is taken out, and the corner 30 of the raw material and the corner 32 of the product 14 whose first identification number is displayed as 1 in the allocation order are overlapped with each other, and if allocation is possible, allocation is performed. This is the procedure shown in FIG. 1 (c).

これで、識別番号が1の製品14が割付済み製品36となり、以後の引当対象から除外される。何度も引当順の最初に戻って割付けの可否を判断するからこのように、未割付製品34と割付済み製品36とを区別する。以上が初期割り付け処理38である。 As a result, the product 14 having the identification number 1 becomes the assigned product 36, and is excluded from the subsequent allocation target. In this way, the unallocated product 34 and the allocated product 36 are distinguished because it is judged whether or not the allocation is possible by returning to the beginning of the allocation order many times. The above is the initial allocation process 38.

次に、ここで、原材料18を、割付済み製品36の一方の辺44を通る直線42で切断して、原材料18を2分割する。さらに、2分割された原材料18のうちの、割付済み製品36の他方の辺40を通る直線46で切断する。これが原材料分割処理48である。 Next, here, the raw material 18 is cut by a straight line 42 passing through one side 44 of the allocated product 36, and the raw material 18 is divided into two. Further, the raw material 18 divided into two is cut along a straight line 46 passing through the other side 40 of the allocated product 36. This is the raw material division process 48.

その後、続割付処理52を開始する。この続割付処理は下記の処理を繰り返す。上記の処理で、割付済み製品36を含まない2枚の分割された原材料50、51ができる。ここで原材料50のコーナー30と、新たに取り出した引当順が2番目の識別番号を2と表示した未割付製品34のコーナー32とを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをする。割り付けたら、上記新たに取り出した識別番号を2と表示した未割付製品34を割付済み製品36としてから、上記原材料分割処理48と同じ処理を実行する。このとき上記割付済み製品36を含まない2枚の分割された原材料にはもう製品が割り付かないので、原材料51について続割付処理を継続する。 After that, the continuous allocation process 52 is started. This continuous allocation process repeats the following process. The above process produces two divided raw materials 50 and 51 that do not contain the allocated product 36. Here, the corner 30 of the raw material 50 and the corner 32 of the unallocated product 34 whose second identification number in the newly extracted allocation order is displayed as 2 are overlapped with each other, and allocation is performed if allocation is possible. After the allocation, the unallocated product 34 whose newly extracted identification number is displayed as 2 is designated as the allocated product 36, and then the same process as the raw material division process 48 is executed. At this time, since the product is no longer allocated to the two divided raw materials that do not include the allocated product 36, the continuous allocation process is continued for the raw material 51.

分割されたどちらの原材料50と51にも製品が割付可能でなければ、上記新たに取り出した未割付製品34を、上記引当順を保ったまま元に戻す。そして次の未割付製品34を取り出して割付可能かどうかを判断する。即ち、続割付処理52は、割付処理と原材料分割処理とを繰り返す処理であって、分割された原材料にいずれの製品も割り付けできなくなったら続割り付け処理52を終了する。 If no product can be assigned to either of the divided raw materials 50 and 51, the newly extracted unallocated product 34 is returned to its original state while maintaining the above allocation order. Then, the next unassigned product 34 is taken out and it is determined whether or not the allocation is possible. That is, the continuous allocation process 52 is a process of repeating the allocation process and the raw material division process, and ends the continuous allocation process 52 when none of the products can be allocated to the divided raw materials.

再び、新たな原材料18を1枚取り出す。製品は引当順の最初に戻り、先頭の未割付製品34から順に取り出す。そして、上記初期割り付け処理38と、上記原材料分割処理48と、上記続割り付け処理52を繰り返す。これを、全ての未割付製品34が割付済み製品36となるまで繰り返す。そして、必要な原材料の枚数20と、各原材料18への製品14の割り付け方22を求めるように計算を制御する。以上の処理を第一の製品引当順割付手段54が実行する。 Again, take out one new raw material 18. The products are returned to the beginning of the allocation order, and are taken out in order from the first unassigned product 34. Then, the initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the continuous allocation process 52 are repeated. This is repeated until all the unassigned products 34 become the assigned products 36. Then, the calculation is controlled so as to obtain the required number of raw materials 20 and the method of allocating the product 14 to each raw material 18. The first product allocation order allocation means 54 executes the above processing.

次は、第二の製品引当順割付手段66の処理である。原材料が複数種類の、k>1の場合は、各原材料の価格24を設定し、i=1からkまでのうちのi種類目の原材料18iを一枚取り出す。引当順を定めた製品14は、上記のとおり引当順に取り出す。 Next is the processing of the second product allocation order allocation means 66. When there are a plurality of types of raw materials and k> 1, the price 24 of each raw material is set, and one raw material 18i of the i-type from i = 1 to k is taken out. The products 14 for which the allocation order has been determined are taken out in the allocation order as described above.

上記初期割り付け処理38と、上記原材料分割処理48と、上記続割り付け処理52とを繰返す。分割されたいずれの原材料18iにも割り付け可能な製品14が無くなったとき、原材料18iに割り付いた製品14を求める。上記の原材料iの価格と、割り付けられた製品の面積16の合計から製品面積当り価格piを求める。これが、製品面積当り価格計算処理62である。 The initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the continuous allocation process 52 are repeated. When there is no product 14 that can be assigned to any of the divided raw materials 18i, the product 14 assigned to the raw material 18i is obtained. The price pi per product area is obtained from the sum of the price of the above raw material i and the area 16 of the allocated product. This is the price calculation process 62 per product area.

k種類の原材料18全て(i=1からkまで)について実行して、最も安い製品面積当り価格piの、原材料18と製品14の組合せを得る。そして、該当する製品14を割付済み製品36とする。これが製品面積当り価格比較判定処理64である。 This is performed for all k types of raw materials 18 (i = 1 to k) to obtain the cheapest combination of raw materials 18 and 14 with a price pi per product area. Then, the corresponding product 14 is designated as the assigned product 36. This is the price comparison determination process 64 per product area.

残りの未割付製品34を引当順に取り出して、初期割り付け処理38と、上記原材料分割処理48と、上記続割り付け処理52を繰返し、製品面積当り価格計算処理62と、製品面積当り価格比較判定処理64とを実行する。全ての製品14が割付済み製品36となるまでこの処理を繰り返し実行する The remaining unallocated products 34 are taken out in the order of allocation, the initial allocation process 38, the raw material division process 48, and the continuous allocation process 52 are repeated, and the price calculation process 62 per product area and the price comparison determination process 64 per product area are repeated. And execute. This process is repeated until all the products 14 become the allocated products 36.

こうして、種類毎の原材料18の必要枚数と、原材料の価格24の合計と、各原材料18への製品14の割り付け方22を求める。以上の処理を第二の製品引当順割付手段66が実行する。 In this way, the required number of raw materials 18 for each type, the total price of the raw materials 24, and the method 22 for allocating the product 14 to each raw material 18 are obtained. The second product allocation order allocation means 66 executes the above processing.

上記の処理により、製品の特定の引当順を設定したときの原材料18への製品14の割り付け方22が求められる。その後、様々な製品の引当順を選択して同様の計算を繰り返せば、より経済的な割り付け方が求められる。その引当順を遺伝子工学的手法で求める。ここで、その説明の前に、上記の第一の製品引当順割付手段と第二の製品引当順割付手段の動作をフローチャートにより具体的に説明する。 By the above processing, a method of allocating the product 14 to the raw material 18 when a specific allocation order of the products is set is obtained. After that, if the allocation order of various products is selected and the same calculation is repeated, a more economical allocation method is required. The order of allocation is obtained by a genetic engineering method. Here, before the explanation, the operation of the first product allocation order allocation means and the second product allocation order allocation means will be specifically described by a flowchart.

(第一の製品引当順割付手段)
図2は、第一の製品引当順割付手段54の演算処理例フローチャートである。ステップS12、13、14の具体的な処理は、それぞれ図3、図4、図5で説明する。
演算処理を開始すると、まず、ステップS11で、製品の引当順を定める。そして全ての製品を未割り付け製品とする。ステップS12では、初期割付処理を実行する。ここで、最初にとりだした製品を原材料に割り付ける。
(First product allocation order allocation method)
FIG. 2 is a flowchart of an example of arithmetic processing of the first product allocation order allocation means 54. The specific processing of steps S12, 13 and 14 will be described with reference to FIGS. 3, 4 and 5, respectively.
When the arithmetic processing is started, first, in step S11, the allocation order of the products is determined. And all products are unallocated products. In step S12, the initial allocation process is executed. Here, the first product taken out is assigned to the raw material.

その後、ステップS13では、原材料分割処理を実行する。ここで、原材料の余った部分を切り分けて、2枚の新たな原材料を得る。次に、ステップS14で続割付処理を実行する。ここでは、2枚の新たな原材料にいずれかの未割り付け製品を割り付けできるか判断する。 After that, in step S13, the raw material division process is executed. Here, the surplus portion of the raw material is cut off to obtain two new raw materials. Next, in step S14, the continuation allocation process is executed. Here, it is determined whether any unallocated product can be assigned to the two new raw materials.

初期割付処理と原材料分割処理と続割付処理で、1枚の原材料に割り付けできる限りの製品の割り付けを実行する。切り分けた新たな原材料にどの製品も割り付けできないと判断されると、続割付処理を終了する。 In the initial allocation process, the raw material division process, and the continuous allocation process, the products are allocated as much as possible to one raw material. If it is determined that no product can be allocated to the new raw material that has been cut out, the subsequent allocation process is terminated.

ステップS15では、全製品が割り付け済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S16の処理に移行し、ノーのときはステップS12の処理に移行する。 In step S15, it is determined whether or not all the products have been allocated. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S16, and if no, the process proceeds to step S12.

新たな原材料を1枚取り出すたびに、初期割付処理と原材料分割処理と続割付処理を実行して、全ての製品をいずれかの原材料に割り付けたら、ステップS15からステップS16の処理に移行する。 Every time one new raw material is taken out, the initial allocation process, the raw material division process, and the continuous allocation process are executed, and when all the products are allocated to any of the raw materials, the process proceeds from step S15 to step S16.

ステップS16では、これまでの演算処理の結果に基づいて、各原材料に対する製品の割付け方を決定する。ステップS17では、全ての製品を切り出すために必要な原材料の合計枚数を決定する。この結果を、後で説明する遺伝子工学的手法で製品の引当順を変更しながら繰り返し比較をして最も原材料費が少なくなる割付け方を求める。 In step S16, a method of allocating a product to each raw material is determined based on the results of the arithmetic processing so far. In step S17, the total number of raw materials required to cut out all the products is determined. This result is repeatedly compared while changing the allocation order of products by the genetic engineering method described later, and the allocation method with the lowest raw material cost is obtained.

図3は初期割付処理の具体的な動作フローチャートである。
ステップS21で初期割付処理を開始する。ステップS22では、原材料を1枚取り出す。ステップS23では、未割付製品を1枚取り出す。ステップS24では、図1(c)に示すように、その原材料18のコーナー30と製品14のコーナー32を重ね合わせる。
FIG. 3 is a specific operation flowchart of the initial allocation process.
The initial allocation process is started in step S21. In step S22, one raw material is taken out. In step S23, one unallocated product is taken out. In step S24, as shown in FIG. 1C, the corner 30 of the raw material 18 and the corner 32 of the product 14 are overlapped.

ステップS25では割付可能かどうかを判断する。そして、割付可能ならば、ステップS26に進み、その製品の割付位置を決定する。そして、ステップS27で、その製品を割付済製品にする。 In step S25, it is determined whether or not the allocation is possible. Then, if allocation is possible, the process proceeds to step S26 to determine the allocation position of the product. Then, in step S27, the product is made into an allocated product.

また、ステップS25で割付できないと判断すると、ステップS23に戻り、新たな未割付製品を取り出して、再度ステップS24以下の処理を実行する。なお、原材料の寸法は製品の寸法に比べて十分大きなものに選定しておくので、製品の向きによって原材料にそのまま割付できないことがある場合を除き、必ずステップS27まで処理が進む。 Further, if it is determined in step S25 that the allocation cannot be performed, the process returns to step S23, a new unallocated product is taken out, and the processing of step S24 or less is executed again. Since the dimensions of the raw material are selected to be sufficiently larger than the dimensions of the product, the process always proceeds to step S27 unless it may not be possible to allocate the raw material as it is depending on the orientation of the product.

図4は原材料分割処理の具体的な動作フローチャートである。
ステップS31で原材料分割処理を開始する。ステップS32では、原材料を製品の一辺を通る直線で切断する。ステップS33では、原材料を製品のもう一方の辺を通る直線で切断する。ステップS34では、分割された2枚の原材料を取り出して、続割付処理の対象にする。
FIG. 4 is a specific operation flowchart of the raw material division process.
The raw material division process is started in step S31. In step S32, the raw material is cut with a straight line passing through one side of the product. In step S33, the raw material is cut in a straight line passing through the other side of the product. In step S34, the two divided raw materials are taken out and subjected to the continuous allocation process.

図5は続割付処理の具体的な動作フローチャートである。
ステップS41で続割付処理を開始する。S42では、最後の引当順の製品が終了したかどうかを判断する。終了していなければS43へ進む。その他の場合には、続割付処理を終了する。
ステップS43では、原材料分割処理で得られた一枚の原材料を取り出す。ステップS44では次の引当順の未割付製品を1枚取り出す。
FIG. 5 is a specific operation flowchart of the continuous allocation process.
The subsequent allocation process is started in step S41. In S42, it is determined whether or not the products in the last allocation order are finished. If it is not finished, proceed to S43. In other cases, the continuation allocation process is terminated.
In step S43, one raw material obtained by the raw material dividing process is taken out. In step S44, one unallocated product in the following allocation order is taken out.

ステップS45では、その原材料と製品のコーナーを重ね合わせる。ステップS46では、割付可能かどうかを判断する。割付け可能でなければステップS42に戻り、判断する。 In step S45, the corners of the raw material and the product are overlapped. In step S46, it is determined whether or not the allocation is possible. If the allocation is not possible, the process returns to step S42 and a determination is made.

割付可能な場合には、ステップS47でその製品の割付位置を決定する。ステップS48では、その製品を割付済製品にする。ステップS49では、原材料分割処理をし、S42へ戻り製品が終了したかどうかを判断する。 If allocation is possible, the allocation position of the product is determined in step S47. In step S48, the product is made into an assigned product. In step S49, the raw material division process is performed, the process returns to S42, and it is determined whether or not the product has been completed.

(第二の製品引当順割付手段)
図6は第二の製品引当順割付手段の動作例フローチャートである。
始めに、ステップS51で製品の引当順を定める。次のステップS52では、取り出す原材料を選択する。寸法の違う複数の原材料があるから、例えば、そのうちの縦方向に見て一番長いものから順番に選択をして取り出す。ステップS53では、原材料の価格表等を参照してその価格を設定する。
(Second product allocation order allocation means)
FIG. 6 is an operation example flowchart of the second product allocation order allocation means.
First, the product allocation order is determined in step S51. In the next step S52, the raw material to be taken out is selected. Since there are multiple raw materials with different dimensions, for example, the longest one in the vertical direction is selected and taken out in order. In step S53, the price is set with reference to the price list of raw materials and the like.

その後、ステップS54で、上記の初期割付処理を実行する。さらに、ステップS55で、上記の原材料分割処理を実行する。そして、ステップS56で、続割付処理を実行する。 After that, in step S54, the above initial allocation process is executed. Further, in step S55, the above-mentioned raw material division process is executed. Then, in step S56, the continuation allocation process is executed.

ここで、ステップS52で取り出した一枚の原材料に割り付け可能な製品を全て割り付けた。ステップS57では、製品単位面積あたりの価格p iを計算する。ステップS53で設定した原材料の価格を割付けられた製品の合計面積で割り算することにより求められる。 Here, all the products that can be assigned to the single raw material taken out in step S52 were assigned. In step S57, the price p i per product unit area is calculated. It is obtained by dividing the price of the raw material set in step S53 by the total area of the allocated products.

次のステップS58で、全原材料についてp iを計算済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S59の処理に移行し、ノーのときはステップS25の処理に戻る。このステップS52からステップS58のループにより、全ての種類の原材料について、可能な限りの製品割付けを終える。 In the next step S58, it is determined whether or not the p i has been calculated for all the raw materials. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S59, and if no, the process returns to step S25. The loop from step S52 to step S58 completes as much product allocation as possible for all types of raw materials.

そして、全ての原材料についてp iを計算済みの場合には、ステップS59に進み、最も安いp iを検出をする。ステップS60で原材料を決定し、ステップS61で製品の割付け方を決定する。ステップS62では、全製品が割り付け済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S63に進み、種類毎の原材料の必要枚数と原材料の価格の合計を求めて、処理を終了する。ノーのときはステップS52の処理に移行する。 Then, if the p i has been calculated for all the raw materials, the process proceeds to step S59 to detect the cheapest p i. The raw material is determined in step S60, and the method of allocating the product is determined in step S61. In step S62, it is determined whether or not all the products have been allocated. If the result of this determination is yes, the process proceeds to step S63, the required number of raw materials for each type and the total price of the raw materials are obtained, and the process is terminated. If no, the process proceeds to step S52.

以上の処理によって、第二の製品引当順割付手段66も、種類毎の必要原材料枚数とそれらの原材料への製品の割付け方を求めることができる。そして、その最初のステップS51で遺伝子工学的処理に基づく製品の引当順の選択をして、同様の演算処理を繰り返し、最適値を求める。 Through the above processing, the second product allocation order allocation means 66 can also determine the required number of raw materials for each type and the method of allocating the product to those raw materials. Then, in the first step S51, the allocation order of the products based on the genetic engineering process is selected, and the same arithmetic process is repeated to obtain the optimum value.

(遺伝子工学的引当順の選択) (Selection of genetic engineering allocation order)

図7は遺伝子工学的手法の説明図である。
長方形の製品は予め例えば全て縦長に配列され、長いものから順番に並べて、引当順の初期値とされる。製品を90度回転してもよい場合は、図7(a)に示すように、製品14の向きが、ある状態と90度回転させた状態とで、それぞれ別の遺伝子として扱う。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the genetic engineering method.
For example, all rectangular products are arranged vertically in advance, and are arranged in order from the longest one to be the initial value of the allocation order. When the product may be rotated 90 degrees, as shown in FIG. 7A, the product 14 is treated as a different gene depending on whether the product 14 is oriented 90 degrees or rotated 90 degrees.

即ち、製品1の遺伝子を1Aとしたとき、90度回転させたときは、別の遺伝子1Bとみなす。製品1がひとつのときは、あるひとつの個体の染色体中には1Aか1Bのどちらかひとつのみがある。製品が正方形の場合は回転させてもおなじなので、3と表示した製品にはA,Bは付かない。図の例では、製品が1A−2A−3と、1A−2B−3と、1B−2A−3の3種類の引当順を例示した。これが遺伝子配列である。 That is, when the gene of product 1 is 1A and rotated by 90 degrees, it is regarded as another gene 1B. When there is one product 1, there is only one of 1A and 1B in the chromosome of one individual. If the product is square, it is the same even if it is rotated, so A and B are not attached to the product labeled as 3. In the example of the figure, three types of allocation order of products 1A-2A-3, 1A-2B-3, and 1B-2A-3 are illustrated. This is the gene sequence.

遺伝子工学的手法では、m枚の長方形の製品14をそれぞれ指定する遺伝子68と、その遺伝子68を上記選択された引当順に配列させる遺伝子座70を有する複数の染色体72を個体として生成する。そして、図7(b)に示すように、例えば、個体生成手段74は、3個の遺伝子座70に、何種類もの引当順を代わる代わる配列させて、上記の演算処理を繰り返す。 In the genetic engineering technique, a plurality of chromosomes 72 having a gene 68 for each of m rectangular products 14 and a locus 70 for arranging the genes 68 in the above-selected allocation order are generated as individuals. Then, as shown in FIG. 7B, for example, the individual generation means 74 arranges the three loci 70 in an alternate sequence of various allocation orders, and repeats the above arithmetic processing.

図7(c)に示すように、次世代個体生成手段86は、上記生成した個体を親個体76とし、交叉処理、または突然変異処理、または選択処理をして、複数の子個体を生成し、その複数の子個体84を次世代の親個体76とし、世代交代を繰返して、製品14の引当順を表す個体を生成する。 As shown in FIG. 7 (c), the next generation individuals generating means 86, an individual with the generated parent individuals 76, crossover process, or mutation treatment, or by the selection process, it generates a plurality of offspring individuals , The plurality of child individuals 84 are set as the next-generation parent individual 76, and the generation change is repeated to generate an individual representing the allocation order of the product 14.

交叉処理78においては、上記親個体76の任意の2つを「親1」と「親2」とし、その両方から遺伝子配列の一部を承継した子個体84の遺伝子を上記親個体76と同数生成する。 In the cross-processing 78, any two of the parent individuals 76 are designated as "parent 1" and "parent 2", and the number of genes of the child individual 84 that inherits a part of the gene sequence from both of them is the same as that of the parent individual 76. Generate.

突然変異処理においては、いずれかの子個体84に対して遺伝子座70の任意に2つの遺伝子を交換して、新たな子個体84を生成する。 In the mutation treatment, any two genes at the locus 70 are exchanged with any of the offspring 84 to generate a new offspring 84.

その後、親個体76と上記子個体84の表す製品引当順のうち、上記必要な原材料の枚数20が少ないものからか、または上記必要な原材料18の費用が少ないものから親個体76と同数を選択して次世代とする、個体の選択処理82を実行する。 After that, from the product allocation order represented by the parent individual 76 and the child individual 84, the same number as the parent individual 76 is selected from the one with the smaller number of required raw materials 20 or the one with the lower cost of the required raw material 18. Then, the individual selection process 82, which is to be the next generation, is executed.

具体的には、次世代個体生成手段86は、以下の手順で製品引当順を選択する。
(1)初期の個体集団(第一世代)をランダムにM個生成する。
(2)そのM個の個体集団から2個の親個体76をランダムに選択する。
(3)2個の親個体76から交叉処理78で子個体84をM個つくる。
(4)得られたM個の子個体84のうち設定した数の子個体84に突然変異処理を行う。
(5)親個体76がM個、子個体84がM個で合せて2M個の個体について、それぞれ引当順を設定し、必要な原材料の枚数20か、または原材料費を算出する。
(6)ここで、必要な原材料の枚数20か、または原材料費の少ないほうからM個の個体を取り出して、次世代(第二世代)の個体集団とする。
(7)その後、上記(1)から(6)の世代交代を繰返し、必要な原材料の枚数かまたは原材料費が収束判定基準に達したとき、あるいは設定した世代交代回数に達したときに、計算を終了する。
(8)原材料の枚数かまたは原材料費が最小もしくは最小に近い固体の中から、それらの染色体72を参照して製品引当順を選択する。
Specifically, the next-generation individual generation means 86 selects the product allocation order by the following procedure.
(1) M initial populations (first generation) are randomly generated.
(2) Two parent individuals 76 are randomly selected from the M population.
(3) From two parent individuals 76, M child individuals 84 are produced by crossing treatment 78.
(4) Of the obtained M child individuals 84, a set number of child individuals 84 are subjected to mutation treatment.
(5) For a total of 2M individuals, M for the parent individual 76 and M for the child individual 84, the allocation order is set for each, and the required number of raw materials is 20, or the raw material cost is calculated.
(6) Here, M individuals are taken out from the required number of raw materials of 20 or the one with the lowest raw material cost, and used as a next-generation (second-generation) individual population.
(7) After that, the generation change of (1) to (6) above is repeated, and the calculation is made when the required number of raw materials or the raw material cost reaches the convergence test, or when the set number of generation changes is reached. To finish.
(8) From among the number of raw materials or the solids whose raw material costs are the minimum or close to the minimum, the product allocation order is selected with reference to those chromosomes 72.

以上のように引当順に相当する染色体72を進化させながら必要な原材料の枚数かまたは原材料費を求める計算を繰り返して、最適な原材料を選択し、製品の割り付け方を決定する。 As described above, the calculation for obtaining the required number of raw materials or the raw material cost is repeated while evolving the chromosome 72 corresponding to the allocation order, the optimum raw material is selected, and the product allocation method is determined.

図8は、実施例に使用する製品データを例示した図表である。
この図に示したとおり、製品は60枚である。その寸法の種類は7種類とした。同じ寸法の製品には同じ製品番号をつけた。製品の面積は合計で34.32平方メートルである。原材料は例えば幅が910ミリメートルで長さが1,820ミリメートルのものと、幅が同じで長さが半分の2種類が使用できるものとする。
FIG. 8 is a chart illustrating product data used in the examples.
As shown in this figure, there are 60 products. There are seven types of dimensions. Products with the same dimensions were given the same product number. The total area of the product is 34.32 square meters. For example, two types of raw materials, one with a width of 910 mm and a length of 1,820 mm, and the other with the same width and half the length can be used.

図9は、本発明により最適化された割付結果の図表である。図10は、本発明により最適化された割付結果の図解である。また、図15は下記の3種類の演算処理結果の比較表である。
上記の本発明の方法で製品を原材料に割りつけたところ、この図に示すような結果を得た。すなわち、原材料の長さの長いものを25枚、長さが半分のものを1枚を使用して、全ての製品を割りつけることができる。図10−1の割付け方は10枚、図10−2の割付け方は3枚、図10−3の割付け方は8枚、図10−4の割付け方は2枚、図10−5、図10−6の割付け方はそれぞれ1枚の原材料を使用し、図10−7の割付け方では2分の1の寸法の原材料を1枚使用した。この場合に原材料の合計面積は42.2平方メートルになった。その結果、歩留まりは81.3%になった。
FIG. 9 is a chart of the allocation results optimized by the present invention. FIG. 10 is an illustration of the allocation result optimized by the present invention. Further, FIG. 15 is a comparison table of the following three types of arithmetic processing results.
When the product was assigned to the raw material by the above method of the present invention, the results shown in this figure were obtained. That is, all products can be assigned using 25 long raw materials and 1 half raw material. 10-1 is assigned 10 sheets, 10-2 is assigned 3 sheets, 10-3 is assigned 8 sheets, 10-4 is assigned 2 sheets, 10-5, FIG. One raw material was used for each of the 10-6 allocation methods, and one half-sized raw material was used for the allocation method of FIG. 10-7. In this case, the total area of raw materials was 42.2 square meters. As a result, the yield was 81.3%.

図11は、ファーストフィット法による割付結果の図表である。図12は、その割付結果の図解である。
これは、既知のファーストフィット法を使用した計算結果である。
図12−1の割付け方は10枚、図12−2の割付け方は1枚、図12−3の割付け方は12枚、図12−4、図12−5、図12−6、図12−7の割付け方はそれぞれ1枚の原材料を使用した。この計算結果によると、原材料の長さの長いものが27枚で、長さが半分のものは使用しないと言う結果になっている。この場合原材料の合計面積は47平方メートルで歩留まりは76.7%と言う結果になった
FIG. 11 is a chart of the allocation results by the first fit method. FIG. 12 is an illustration of the allocation result.
This is a calculation result using the known first fit method.
10 sheets are assigned in FIG. 12-1, 1 sheet is assigned in FIG. 12-2, 12 sheets are assigned in FIG. 12-3, FIGS. 12-4, 12-5, 12-6, 12 For the allocation method of -7, one raw material was used for each. According to this calculation result, 27 raw materials are used, and half the length is not used. In this case, the total area of raw materials was 47 square meters and the yield was 76.7%.

図13は、特許文献1の方法により最適化された割付結果の図表である。図14は、その割付結果の図解である。
図14−1の割付け方は10枚、図14−2の割付け方は3枚、図14−3の割付け方は8枚、図14−4の割付け方は2枚、図14−5、図14−6の割付け方はそれぞれ1枚の原材料を使用し、図14−7の割付け方では2分の1の寸法の原材料を1枚使用した。この場合には本発明の場合と同様に、原材料の長さの長いものを25枚長さが半分のものを1枚使用して、全ての製品を割りつけることができる。このとき原材料の合計面積は42.2平方メートルになった。その結果、歩留まりは81.3%になった。
FIG. 13 is a chart of the allocation results optimized by the method of Patent Document 1. FIG. 14 is an illustration of the allocation result.
10 sheets are assigned in FIG. 14-1, 3 sheets are assigned in FIG. 14-2, 8 sheets are assigned in FIG. 14-3, 2 sheets are assigned in FIG. 14-4, and FIGS. 14-5 and 14-5 are used. One raw material was used for each of the allocation methods of 14-6, and one raw material of half the size was used for the allocation method of FIG. 14-7. In this case, as in the case of the present invention, all the products can be assigned by using 25 long raw materials and one half the length of the raw material. At this time, the total area of raw materials was 42.2 square meters. As a result, the yield was 81.3%.

本発明の方法と特許文献1の方法とは同等の結果が得られるが、本発明の方法は、特許文献1の方法よりも演算処理時間が短縮できるという利点がある。 Although the method of the present invention and the method of Patent Document 1 can obtain the same results, the method of the present invention has an advantage that the calculation processing time can be shortened as compared with the method of Patent Document 1.

12 部材割付システム
14 製品
16 製品の面積
18 原材料
20 必要な原材料の枚数
22 割り付け方
24 原材料の価格
26 原材料費用
28 引当順
30 原材料のコーナー
32 未割付製品のコーナー
34 未割付製品
36 割付済み製品
38 初期割り付け処理
40 一方の辺
42 辺を通る直線
44 他方の辺
46 辺を通る直線
48 原材料分割処理
50 分割された原材料
51 分割された原材料
52 続割り付け処理
53 歩留計算処理
54 第一の製品引当順割付手段
62 製品面積当り価格計算処理
64 製品面積当り価格比較判定処理
66 第二の製品引当順割付手段
68 製品を指定する遺伝子
70 遺伝子座
72 染色体
74 個体生成手段
76 親個体
78 交叉処理
80 選択処理
84 子個体
86 次世代個体生成手段
12 Material allocation system 14 Product 16 Product area 18 Raw material 20 Number of required raw materials 22 Allocation method 24 Raw material price 26 Raw material cost 28 Allocation order 30 Raw material corner 32 Unallocated product corner 34 Unallocated product 36 Allocated product 38 Initial allocation processing 40 Straight line passing through one side 42 side 44 Straight line passing through the other side 46 side 48 Raw material division processing 50 Divided raw material 51 Divided raw material 52 Subsequent allocation processing 53 Yield calculation processing 54 First product allocation Ordering means 62 Price calculation processing per product area 64 Price comparison judgment processing per product area 66 Second product allocation Ordering means 68 Genes that specify products 70 Gene locus 72 Chromium 74 Individual generation means 76 Parents 78 Crossing processing 80 Selection Processing 84 Child 86 Next-generation individual generation means

Claims (6)

m枚の長方形の製品を、k種類の原材料から切り出すときに、種類毎に必要な原材料の枚数を求め、各原材料への製品の割り付け方を求めて、
原材料費用を最小化するものであって、
k=1の場合は、原材料を1枚取り出し、引当順を定めた製品を引当順に取り出すものとし、
取り出した原材料のコーナーと取り出した未割付製品のコーナーとを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをして、上記未割付製品を割付済み製品とする初期割り付け処理と、
上記原材料を上記割付済み製品の上記のコーナーと対向する2辺のうちの一方の辺を通る直線で切断して、上記原材料を2分割し、2分割された上記原材料のうち上記割付済み製品を含む方を、上記割付済み製品の上記の2辺のうちの他方の辺を通る直線で切断する原材料分割処理と、
切断により生じた上記割付済み製品を含まない分割された原材料のコーナーと、新たに取り出した未割付製品のコーナーとを重ね合わせて、割付可能ならば割り付けをして、上記新たに取り出した未割付製品を割付済み製品としてから上記原材料分割処理を実行し、割付可能でなければ、上記新たに取り出した未割付製品を上記引当順を保ったまま元に戻す続割り付け処理の繰返しとを、分割されたいずれの原材料にも割り付け可能な製品が無くなるまで繰返し、
割り付け可能な製品が無くなったとき、新たな原材料を1枚取り出して、上記初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰り返しとを、全ての未割付製品が割付済み製品となるまで繰り返して、必要な原材料の枚数と、各原材料への製品の割り付け方を求めるように計算を制御する第一の製品引当順割付手段と、
k>1の場合は、各原材料の価格を設定し、i=1からkまでのうちのi種類目の原材料iを一枚取り出し、引当順を定めた製品を引当順に取り出すものとし、
上記初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰返しとを、
分割されたいずれの原材料iにも割り付け可能な製品が無くなるまで繰返し、無くなったとき、
原材料iに割り付いた製品を求め、上記の原材料iの価格と、割り付けられた製品の面積の合計から製品面積当り価格piを求める製品面積当り価格計算処理を、k種類の原材料全て(i=1からkまで)について実行して、最も安い製品面積当り価格piの、原材料と製品の組合せに決定して、該当する製品を割付済み製品とする製品面積当り価格比較判定処理を実行し、
残りの未割付製品を引当順に取り出して、
初期割り付け処理と、上記原材料分割処理と、上記続割り付け処理の繰返しと、製品面積当り価格計算処理と、製品面積当り価格比較判定処理とを、
全ての製品が割付済み製品となるまで繰り返し実行して、種類毎の原材料の必要枚数と、原材料の価格の合計と、各原材料への製品の割り付け方を求めるように計算を制御する、第二の製品引当順割付手段と、
上記m枚の長方形の製品をそれぞれ指定する遺伝子と、その遺伝子を上記選択された引当順に配列させる遺伝子座を有する複数の染色体を個体として生成する個体生成手段と、上記生成した個体を親個体とし、交叉処理、または突然変異処理、または選択処理をして、複数の子個体を生成し、その複数の子個体を次世代の親個体とし、世代交代を繰返して、
前記製品の引当順を表す個体を生成する次世代個体生成手段とを備え、
k=1のときは、上記の第一の製品引当順割付手段による演算処理と前記個体生成手段とを、k>1のときは、上記の第二の製品引当順割付手段による演算処理と前記次世代個体生成手段とを実行させて、原材料費用を最小化することを特徴とする部材割付システム。
When cutting out m rectangular products from k types of raw materials, find the number of raw materials required for each type, and find out how to allocate the product to each raw material.
It minimizes raw material costs and
In the case of k = 1, one raw material shall be taken out, and the products for which the allocation order has been determined shall be taken out in the allocation order.
The initial allocation process, in which the corners of the raw materials taken out and the corners of the unallocated products taken out are overlapped and allocated if possible, and the above unallocated products are regarded as assigned products.
The raw material is cut by a straight line passing through one of the two sides facing the corner of the allocated product, the raw material is divided into two, and the allocated product is divided into two. Raw material division processing that cuts the containing side with a straight line passing through the other side of the above two sides of the allocated product, and
The corners of the divided raw materials that do not include the above-mentioned allocated products generated by cutting and the corners of the newly extracted unallocated products are overlapped, and if allocation is possible, allocation is performed, and the above-mentioned newly extracted unallocated products The raw material division process is executed after the product is assigned as a product, and if allocation is not possible, the continuation allocation process of returning the newly extracted unallocated product to the original state while maintaining the allocation order is divided. Repeat until there are no products that can be assigned to any of the raw materials.
When there are no more products that can be assigned, one new raw material is taken out, and the initial allocation process, the raw material division process, and the continuation allocation process are repeated, and all the unallocated products become allocated products. The first product allocation order allocation means that controls the calculation to obtain the required number of raw materials and how to allocate the product to each raw material.
When k> 1, the price of each raw material is set, one raw material i of the i-type from i = 1 to k is taken out, and the products for which the allocation order is defined are taken out in the allocation order.
The initial allocation process, the raw material division process, and the repetition of the continuous allocation process are performed.
Repeat until there are no more products that can be assigned to any of the divided raw materials i, and when they are gone,
All k types of raw materials (i = 1 to k), determine the cheapest price per product area pi, the combination of raw materials and products, and execute the price comparison judgment process per product area with the corresponding product as the allocated product.
Take out the remaining unallocated products in order of allocation
The initial allocation process, the raw material division process, the repetition of the continuous allocation process, the price calculation process per product area, and the price comparison determination process per product area are performed.
Repeat until all products are allocated products, and control the calculation to find the required number of raw materials for each type, the total price of the raw materials, and how to allocate the product to each raw material. Product allocation order allocation means and
An individual generation means for generating an individual having a gene for designating each of the m rectangular products and a plurality of chromosomes having a locus for arranging the genes in the selected allocation order, and the generated individual as a parent individual. , crossover process, or sudden mutation treatment, or by the selection process, to generate a plurality of child individuals, and its multiple offspring and the next generation of parents, by repeating the generation change,
It is provided with a next-generation individual generation means for generating an individual representing the allocation order of the products.
When k = 1, the arithmetic processing by the first product allocation order allocation means and the individual generation means, and when k> 1, the arithmetic processing by the second product allocation order allocation means and the above. A member allocation system characterized by minimizing raw material costs by executing next-generation individual generation means.
原材料と製品のコーナーを重ね合わせるときの製品の向きが、ある状態と90度回転させた状態とで、それぞれ別の遺伝子として扱うことを特徴とする請求項1に記載の部材割付システム。 The member allocation system according to claim 1, wherein the orientation of the product when the corners of the raw material and the product are overlapped is treated as different genes depending on whether the product is oriented in a certain state or rotated by 90 degrees. 上記交叉処理においては、
上記親個体の任意の2つを「親1」と「親2」とし、その両方から遺伝子配列の一部を承継した子個体の遺伝子を上記親個体と同数生成して、
上記突然変異処理においては、
上記いずれかの子個体に対して遺伝子座の任意に2つの遺伝子を交換して、新たな子個体を生成し、
上記個体の選択処理においては、
上記親個体と上記子個体の表す製品引当順のうち、上記必要な原材料の枚数が少ないものからか、または上記必要な原材料の費用が少ないものから上記親個体と同数選択して次世代とすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の部材割付システム。
In the above crossing process,
Arbitrary two of the above parent individuals are designated as "parent 1" and "parent 2", and the same number of genes of the child individual that inherits a part of the gene sequence from both of them are generated as the same number as the above parent individual.
In the above mutation treatment,
Any two genes at the locus are exchanged with any of the above offspring to generate new offspring.
In the selection process of the above individual,
From the product allocation order represented by the parent individual and the child individual, the same number as the parent individual is selected from the one with the smaller number of required raw materials or the one with the lower cost of the required raw materials to be the next generation. The member allocation system according to claim 1 or 2, wherein the member allocation system is characterized in that.
上記次世代個体生成手段は、以下の手順で製品引当順を選択することを特徴とする
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の部材割付システム。
(1)初期の個体集団(第一世代)をランダムにM個生成する。
(2)そのM個の個体集団から2個の親個体をランダムに選択する。
(3)2個の親個体から交叉処理で子個体をM個つくる。
(4)得られたM個の子個体のうち設定した数の子個体に突然変異処理を行う。
(5)親個体がM個、子個体がM個で合せて2M個の個体について、必要な原材料の枚数
か、または原材料費を算出する。
(6)必要な原材料の枚数か、または原材料費の少ないほうからM個の個体を取り出して、
次世代(第二世代)の個体集団とする。
(7)上記(1)から(6)の世代交代を繰返し、必要な原材料の枚数か、または原材料費の差が収束判定基準に達したとき、設定した世代交代回数に達したとき、計算を終了する。
(8)最小もしくは最小に近い固体の中から、それらの染色体を参照して製品引当順を選択する。
The member allocation system according to any one of claims 1 to 3, wherein the next-generation individual generation means selects a product allocation order according to the following procedure.
(1) M initial populations (first generation) are randomly generated.
(2) Two parent individuals are randomly selected from the M population.
(3) M child individuals are produced from two parent individuals by crossover processing.
(4) Mutation treatment is performed on a set number of child individuals out of the obtained M child individuals.
(5) Calculate the required number of raw materials or the raw material cost for a total of 2M individuals, including M parent individuals and M child individuals.
(6) Take out M individuals from the required number of raw materials or the one with the lowest raw material cost,
The next generation (second generation) individual population.
(7) Repeat the generation changes from (1) to (6) above, and calculate when the required number of raw materials or the difference in raw material costs reaches the convergence test, or when the set number of generation changes is reached. finish.
(8) From the smallest or near-minimum solids, the product allocation order is selected with reference to those chromosomes.
コンピュータを請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の部材割付システムとして機能させるコンピュータプログラム。 A computer program that causes a computer to function as the member allocation system according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載のコンピュータ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 computer program according to claim 5 is recorded.
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