本文研究计算机辅助制造技术在排料领域的应用及实现问题。排料作为制造工业领域的基础生产环节之一,由计算机辅助排料有着广泛的应用前景,能大大提高生产效率、节约成本。计算机辅助排料的研究产生于上世纪六十年代,随着计算机技术的发展,其研究也越来越深入,其应用越来越受到重视。排料问题是一个NP完全问题,具有很高的计算复杂度,目前国际上没有适于计算机实现的通用的有效算法。本文对由计算机辅助的管子排料算法和板材排料算法都作了较深入细致的研究和探讨。具体内容包括如下:1.研究管子排料问题。对管子排料问题作者建立了最优数学模型,设计了基于线性规划的高效计算机实现算法。根据本算法得到的结果下料能得到最优方案,使得耗费的原料最少。由于作者设计的算法能得到少而优的排料方案并且采取了特定的策略,故使得本算法具有较高的运算速度,能适合较大规模的生产要求,表现出较好的优越性。2.研究板材排料问题。将板材排料分解为多边形靠接问题、多边形合成问题、多边形凸包问题等诸多关键子问题进行研究,给出了相应的多边形靠接算法、多边形合成算法及多边形凸包算法等算法,并将这些算法有机地结合在一起给出了基于启发式搜索法的自动排料算法。该算法运用初始状态空间的知识以及与问题有关的启发信息来确定零件的选择和排放,使排料算法更具合理性,排料效果得到了更好的保证。除此之外,还给出了人工交互排料的实现算法,其中包括:零件图形的操作、辅助功能、数据的自动维护和保存及交互排料与自动排料的衔接等功能。3.软件系统的总体设计问题。本文给出了排料软件系统中包含的功能。从使用者的角度出发设计了数据输入、数据显示、自动排料、交互排料及数据操作等功能,利用数据库对数据(零件和材料)进行有效的管理。较之国内同类软件的设计本系统的交互排料环境更友好、操作效率更高。
