技术详细介绍
一、项目简介
在工业领域中的许多实际问题，例如铺设瓷砖，板材的切割、服装的剪裁下料、集成电路的设计等，都可以形式化为一个切割问题：给定一块板材，如何从板上切割出所需形状的小板材（或零件），使得板材浪费最小或者给定一块地板，如何铺设瓷砖，使得地板填充率最高。实际应用领域中不少零件是用板材拼接成的，这些不同的板材是事先从标准的板材上切割而成的，不同的切割方案直接影响到废料的多少，进而影响到原材料的利用率与厂家的效益。因此如何设计切割填充等方案，使得材料浪费最小，是实际应用领域急需解决的问题。传统的解决方案是凭经验，手工操作，即浪费人力、物力，又满足不了企业信息化的需求。
切割系统为这个问题给出了一种快速而又有效的自动解决方案。该软件可以根据实际应用领域的需要，根据问题不同的约束和目标，设计出相应问题的尽可能优的解决方案。具体地说，它可以解决如下几类问题:
1)给定板材的长宽L,W，要切割长度和宽度分别为共n块板材，如何切割使得板材利用率最高。
2)问题1）中，给定板材的长度不限制，其他条件同，问如何切割，使得使用板材的长度h最小。
3)上述问题，还可以对要切割板材的方向进行限制，例如切割的小板材的长度方向与大板材的长度方向一致，又如何切割？
4)给定一块板材，问如何切割给定不同大小的圆形零件？
对于上述各种问题，我们均设计了不同的优化算法，以方便用户根据实际问题的需要进行选择。大量实际测试数据的计算结果表明，切割系统的板材利用率几乎可以达到99％以上，比目前市场上的切割软件的板材利用率，提高了5%以上。这就意味着同样一块板材，一批小板材，使用切割系统可以切出更多的板材，从而为企业节约更多的原材料以及成本。
该系统属于创新技术产品，适用于板材的切割、服装的剪裁下料、集成电路的设计等。本系统投资成本不高，但是可以产生巨大的经济效益。而且本项目组目前正在研究开发从板材上切割任意形状的物体的算法。最新研究成果可以随时改进切割系统。
二、前期研究基础
国家自然科学面上基金：基于Spark的并行Metaheuristic算法研究。2017-2020
国家自然科学面上基金：带装箱约束的开放多车辆调度问题的模型与算法研究。2013-2017
主持教育部留学回国基金项目：物流系统中一类关键问题的协同启发式算法研究。2012-2015
深圳市唯肯科技有限公司：智能石材自动切割系统排版算法研发
三、应用技术成果
该系统已经在使用。
四、合作企业
深圳市唯肯科技有限公司。