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基于Internet的二维优化下料方法及其实现技术

来源:中国幕墙网收集整理  作者:刘万奇  日期:2006-2-20
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作者:阎春平 刘万奇 刘 英
相关资料:材料优化下料计算处理是一项可广泛应用于生产实际工作中的重要技术,通过计算机辅助进行优化计算,是目前优化下料计算与实际工作结合的重要手段。百科优化下料系统是目前国内最早达到国际标准的优化下料系统软件,具备在最短时间内处理若干种材料尺寸的原材料优化,是目前国内实际生产工作中最为通用的优化下料软件。
    由上面可见,二维优化下料理论研究很多,但在实际应用中没有一种能够彻底消除程序误差。程序误差的存在,使实际应用中往往出现这种情况:将原始下料的数据做微小改变,结果会大大不同;将程序中某一阀值因子改变,优化结果会很大变化;将消除计算机误差处理的精度改变,结果也会发生一定变化;一个优化程序可能对某一组数据效果相对很好,对另外一组数据效果相对并不理想等等。这些都是由优化下料本身的复杂性和算法本身所决定的,软件实现中的参数、因子等数值的设置只能保证有一个良好的数学期望值,却很难根据原始数据和下料约束本身来产生一个最佳的值。如果通过浮动变化的参数、因子来替代设定的值,就可能得到更优的优化结果,而必然引起计算时间的大量开销,这种计算时间有时甚至是用户所不能容忍的。


    2  新的优化处理模型

     从以上问题分析可以看出,很难编制一种软件,使之满足各种下料方式和下料数据。在用户实际应用过程中,下料情况和数据千变万化,对于某一个软件用户,应用一种软件,可能在某种情况下料效果好,在有些情况下可能下料效果就不是很理想。而对每一次下料,可能直接影响用户的工程成本、资源的利用率,因此研究一种在各种情况下均能得到满意下料结果的下料方法具有非常重要的现实意义。


    不同算法,相同算法参数不同,可能对一些数据的效果不同,而目前很难从数学算法和软件设计上彻底解决这个问题,很难研究出一种在各种情况下优化效果都很好的应用软件。在研究中构建了图1所示的优化处理模型。在图1的优化处理模型中,优化软件可能是不同下料算法编制的软件、也可能是相同下料算法参数调整后形成的软件。前处理模块是将各种统一数据格式的下料数据转化为某种优化软件专用的数据格式,后处理模块是将各种格式的结果数据转化为统一的输出格式,结果评判负责将各个应用程序的优化结果进行比较,得出一个最优的结果。

    由图1模型可以看出,该模型并不是从优化算法上进行研究,而是一种集成当前优化下料软件的研究成果的方法。对于一组下料数据,事先很难知道用那些软件能得到较优的下料结果,而通过多个软件的并行优化下料,最后选出一个相对最优的结果,必将进一步提高优化下料的总体效果。模型具有良好的扩充和更新能力,可以充分跟随各种优化研究的最新成果,动态调整优化软件,发挥各种优化软件的优势,以达到适宜多种下料方式和对各种数据都具有满意的优化利用率的目的。模型在提高优化利用率的同时,由于各优化软件可以分布于不同的机器,可实现并行优化,减少下料时间。


    3 基于Internet的方法及其实现

    图1中的优化处理模型,可以同时解决多种优化方式、优化利用率和下料时间的问题。但对于一个具体用户,要构建这个模型是非常困难的。一方面多种优化软件的购买,二次接口开发将耗费大量的人力、物力、财力,另一方面构建该模型需要大量的计算机设备。对于一个特定用户,构建此模型显然是不现实的。此模型要发挥效果,考虑一种切实可行的应用方式是非常必要的。


    近年来,Internet技术得到了飞速的发展,许多计算机软件开发商为了提高产品性能、方便产品维护和升级,渐渐将产品转变为通过Internet提供服务,人们也渐渐习惯软件租用和利用互联网来提供服务的思想。我们利用前面提出的优化处理模型结合Internet技术,提出了一种基于Internet的二维优化下料方法。具体实现技术如图2,图2中认证中心负责对用户进行身份验证,并将有效用户任务提交给调度中心,调度中心根据任务类型、任务要求完成时间、各优化软件性能和优化软件任务情况等进行任务调度和分发,评判中心将各处理机得到的优化结果进行比较,并将最优结果反馈给用户。优化处理机上安装各种优化软件,这些优化软件可能是用不同的算法实现,也可能是同一算法软件实现中采用的参数不一样。中央数据库上存放用户数据、优化处理数据,其中优化处理数据经过一定时间的应用累积,可用于进行算法研究和对优化处理机上的软件性能进行评价。
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