摘 要：在現(xiàn)代加工制造業(yè)的發(fā)展當中，由于市場競爭日益激烈，加工制造企業(yè)為了進一步控制成本，提高效益，在原材料使用當中，通過對下料技術的優(yōu)化，實現(xiàn)原材料利用率的提升。通過選擇原材料利用率較高的下料方案來切割材料。通過對下料技術的合理優(yōu)化，制定科學的下料方案，對于節(jié)省原材料十分重要，從而實現(xiàn)企業(yè)成本的降低和企業(yè)效益的提升。基于此，文章對支持多任務集成下料的優(yōu)化下料技術進行了分析，以期促進其在應用當中發(fā)揮出更好的效果。

關鍵詞：支持多任務集成下料；優(yōu)化下料技術；研究及應用

前言

在制造業(yè)控制資源消耗的過程中，通過對能源消耗和物料消耗的合理控制，能夠實現(xiàn)企業(yè)成本的降低，進而使制造企業(yè)的經營效益和市場競爭力得到加強。而在物料消耗減少的過程中，對下料技術進行優(yōu)化，是一種十分重要的方式。在傳統(tǒng)的優(yōu)化下料當中，對數(shù)學意義上排料的最優(yōu)較為重視，但是在一些實際工程中，對于特殊數(shù)據(jù)結構適應性、系統(tǒng)集成、下料過程自動化、大規(guī)模多任務集成下料等實際應用問題，卻難以有效解決。因此，應當對支持多任務集成下料的優(yōu)化下料技術進行研究。

1 下料信息自動獲取技術

在多任務集成下料的當中，主要包括了文本、圖形等下料信息。其中，文本信息主要包括原材料材性、生產信息、工藝數(shù)據(jù)、零件材性等，系統(tǒng)提供的功能界面，能夠實現(xiàn)對文本信息的讀寫，具有較為簡單的操作。而在獲取多任務大規(guī)模零件復雜輪廓信息的過程中，則需要利用圖形算法加以實現(xiàn)。其中涉及到的幾何運算、圖形識別等，都十分的復雜。在零件當中，如果其形狀是較為規(guī)則的矩形、條形等，可將具體數(shù)據(jù)直接輸入，并在數(shù)據(jù)庫當中進行存儲[1]。但是如果零件的形狀不規(guī)則，零件幾何信息的正確輸入將會十分困難。而且，如果零件數(shù)量十分巨大，將會產生海量的數(shù)據(jù)錄入工作量，并且也無法保證錄入信息的準確性。對此，隨著數(shù)字化、電子化技術的發(fā)展和應用，在這一領域當中，電子工程圖紙逐漸得到廣泛的應用。利用形狀表示方法來描述零件輪廓信息，通過對相應提取算法的制定，能夠將產品輪廓特征信息在產品設計系統(tǒng)電子工程圖紙中進行直接的提取，從而實現(xiàn)多任務大規(guī)模零件復雜輪廓信息的自動獲取。

2 優(yōu)化下料圖形支持平臺技術

選擇適當?shù)南铝舷到y(tǒng)圖形支持平臺，能夠更好的實現(xiàn)零件輪廓信息的交互式排樣和自動化提取。AutoCAD作為一種應用廣泛的計算機設計和繪圖軟件，具有開放的結構體系、多樣的工業(yè)標準和較強的通用性，在機械、航空、建筑、船舶、電子等領域當中，都得到了廣泛的應用。而在現(xiàn)代制造企業(yè)當中，AutoCAD電子工程圖紙逐漸成為重要的信息媒介，通過其他軟件得出的設計結果，可利用IGS格式轉換成為AutoCAD電子圖紙，因此，在多任務集成下料圖形支持平臺中，可以選擇AutoCAD軟件，在零件輪廓提取當中，將其電子圖紙格式作為數(shù)據(jù)交換的標準。在多任務集成下料當中，零件交互式排樣、零件輪廓信息提取等工作具有較高的復雜性，數(shù)據(jù)處理量也比較大[2]?；诖?，考慮到開發(fā)工具的執(zhí)行效率、可移植性、功能、開發(fā)難度等因素，ARX在各個方面都具有較大的優(yōu)勢。因此，可將AutoCAD作為圖形支持平臺，并且對ObjectARX二次開發(fā)工具進行應用。

3 優(yōu)化下料分組優(yōu)化技術

在小規(guī)模下料當中，可以利用啟發(fā)式算法來優(yōu)化排樣效果，但是，在多任務大規(guī)模下料當中，由于具有較大計算量，為了對排樣速度進行提升，通過對控制條件的設置，對迭代過程強行終止，雖然能夠提升求解效率，但是會造成材料利用率的損失。而智能算法雖然全局搜索能力較強，在對最優(yōu)解進行搜索的過程中，也具有良好的效果，但是應用在大規(guī)模工作當中，也難以發(fā)揮出良好的計算時效性，此外，該方法還具有局部尋優(yōu)能力弱等缺點。所以，在多任務集成下料當中，對于大規(guī)模零件優(yōu)化排樣的情況，難以在數(shù)學角度下對材料利用率矛盾、下料算法解決等問題進行良好的解決[3]。對此，可采用大規(guī)模零件分組優(yōu)化技術，對原有的多任務集成下料問題進行拆分，得到一些子問題，然后分別對子問題進行求解，進而對原問題的解空間進行分解，通過這種方式，能夠使大規(guī)模零件下料整體求解的難度大大降低。

4 優(yōu)化下料并行優(yōu)化技術

在優(yōu)化下料當中，具有較高的NP復雜性，因此，如果僅僅采用一種優(yōu)化下料算法，或是僅僅采用一種優(yōu)化下料軟件，對于各類下料數(shù)據(jù)來說，難以全部產生良好的下料結果。因此，對于任意數(shù)量和種類的原材料、零件集合來說，不能采用一種優(yōu)化算法、一種求解策略、一種下料模型等進行解決。在下料任務中，對不同任務的集成，產生了更為復雜的下料數(shù)據(jù)結構。對于不同下料數(shù)據(jù)結構，通過對算法的改進能夠使其適應能力得到提升。不過，在多任務集成下料中，由于具有不可預測的多樣化數(shù)據(jù)結構變化，因此，算法的改進速度往往難以跟上下料數(shù)據(jù)結構變化[4]。對于不同子任務下料數(shù)據(jù)結構來說，由于單一優(yōu)化下料軟件不具有普遍性，因此，在多任務集成下料當中，可以對零件分組并行優(yōu)化技術進行應用，對零件分組之后的下料子問題，可以采用多個下料軟件分別進行解決。利用多軟件并行優(yōu)化的群體優(yōu)勢，對單一下料軟件的優(yōu)化局限性問題加以解決。這樣，能夠有效的提升下料結果的科學性，增加優(yōu)化求解成功率，同時，即使某個下料軟件優(yōu)化求解失敗，最終下料方案的生成也不會受其影響。

5 結束語

在生產制造企業(yè)的發(fā)展當中，通過優(yōu)化下料對原材料的利用率進行控制，是一個十分重要的方式和手段。對優(yōu)化下料技術進行充分的研究與合理的應用，能夠有效的降低碳排放、減少資源浪費。通過利用優(yōu)化下料技術，能夠更好的解決多任務集成下料中的各種問題，從而推動制造業(yè)的良好發(fā)展。

參考文獻

[1]孫亮，閻春平，覃斌，等.大規(guī)模零件的網絡化優(yōu)化下料方法[J].重慶理工大學學報（自然科學），2012，5：37-42.

[2]覃斌，閻春平，汪科，等.支持多任務集中下料的零件分組優(yōu)化方法[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2012，5：943-949.

[3]韓丹，周茂軍，馬沁怡，等.鋼材切割的最佳選材與優(yōu)化排樣的研究[J].現(xiàn)代機械，2015，1：18-21.

[4]戚得眾，饒運清，余天.板類零件分組下料優(yōu)化研究[J].機械設計與制造，2015，6：129-133.