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基于Internet的二維優化下料方法及其實現技術

來源:中國幕墻網收集整理  作者:劉萬奇  日期:2006-2-20
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作者:閻春平 劉萬奇 劉 英
相關資料:材料優化下料計算處理是一項可廣泛應用于生產實際工作中的重要技術,通過計算機輔助進行優化計算,是目前優化下料計算與實際工作結合的重要手段。百科優化下料系統是目前國內最早達到國際標準的優化下料系統軟件,具備在最短時間內處理若干種材料尺寸的原材料優化,是目前國內實際生產工作中最為通用的優化下料軟件。
    由上面可見,二維優化下料理論研究很多,但在實際應用中沒有一種能夠徹底消除程序誤差。程序誤差的存在,使實際應用中往往出現這種情況:將原始下料的數據做微小改變,結果會大大不同;將程序中某一閥值因子改變,優化結果會很大變化;將消除計算機誤差處理的精度改變,結果也會發生一定變化;一個優化程序可能對某一組數據效果相對很好,對另外一組數據效果相對并不理想等等。這些都是由優化下料本身的復雜性和算法本身所決定的,軟件實現中的參數、因子等數值的設置只能保證有一個良好的數學期望值,卻很難根據原始數據和下料約束本身來產生一個最佳的值。如果通過浮動變化的參數、因子來替代設定的值,就可能得到更優的優化結果,而必然引起計算時間的大量開銷,這種計算時間有時甚至是用戶所不能容忍的。


    2  新的優化處理模型

     從以上問題分析可以看出,很難編制一種軟件,使之滿足各種下料方式和下料數據。在用戶實際應用過程中,下料情況和數據千變萬化,對于某一個軟件用戶,應用一種軟件,可能在某種情況下料效果好,在有些情況下可能下料效果就不是很理想。而對每一次下料,可能直接影響用戶的工程成本、資源的利用率,因此研究一種在各種情況下均能得到滿意下料結果的下料方法具有非常重要的現實意義。


    不同算法,相同算法參數不同,可能對一些數據的效果不同,而目前很難從數學算法和軟件設計上徹底解決這個問題,很難研究出一種在各種情況下優化效果都很好的應用軟件。在研究中構建了圖1所示的優化處理模型。在圖1的優化處理模型中,優化軟件可能是不同下料算法編制的軟件、也可能是相同下料算法參數調整后形成的軟件。前處理模塊是將各種統一數據格式的下料數據轉化為某種優化軟件專用的數據格式,后處理模塊是將各種格式的結果數據轉化為統一的輸出格式,結果評判負責將各個應用程序的優化結果進行比較,得出一個最優的結果。

    由圖1模型可以看出,該模型并不是從優化算法上進行研究,而是一種集成當前優化下料軟件的研究成果的方法。對于一組下料數據,事先很難知道用那些軟件能得到較優的下料結果,而通過多個軟件的并行優化下料,最后選出一個相對最優的結果,必將進一步提高優化下料的總體效果。模型具有良好的擴充和更新能力,可以充分跟隨各種優化研究的最新成果,動態調整優化軟件,發揮各種優化軟件的優勢,以達到適宜多種下料方式和對各種數據都具有滿意的優化利用率的目的。模型在提高優化利用率的同時,由于各優化軟件可以分布于不同的機器,可實現并行優化,減少下料時間。


    3 基于Internet的方法及其實現

    圖1中的優化處理模型,可以同時解決多種優化方式、優化利用率和下料時間的問題。但對于一個具體用戶,要構建這個模型是非常困難的。一方面多種優化軟件的購買,二次接口開發將耗費大量的人力、物力、財力,另一方面構建該模型需要大量的計算機設備。對于一個特定用戶,構建此模型顯然是不現實的。此模型要發揮效果,考慮一種切實可行的應用方式是非常必要的。


    近年來,Internet技術得到了飛速的發展,許多計算機軟件開發商為了提高產品性能、方便產品維護和升級,漸漸將產品轉變為通過Internet提供服務,人們也漸漸習慣軟件租用和利用互聯網來提供服務的思想。我們利用前面提出的優化處理模型結合Internet技術,提出了一種基于Internet的二維優化下料方法。具體實現技術如圖2,圖2中認證中心負責對用戶進行身份驗證,并將有效用戶任務提交給調度中心,調度中心根據任務類型、任務要求完成時間、各優化軟件性能和優化軟件任務情況等進行任務調度和分發,評判中心將各處理機得到的優化結果進行比較,并將最優結果反饋給用戶。優化處理機上安裝各種優化軟件,這些優化軟件可能是用不同的算法實現,也可能是同一算法軟件實現中采用的參數不一樣。中央數據庫上存放用戶數據、優化處理數據,其中優化處理數據經過一定時間的應用累積,可用于進行算法研究和對優化處理機上的軟件性能進行評價。
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