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题名基于改进变邻域搜索的数控裁床路径优化
被引量：5
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作者
廖义辉
杨恩君
刘安东
俞立
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机构
浙江工业大学信息工程学院
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出处
《计算机科学》
CSCD
北大核心
2020年第10期233-239,共7页
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基金
NSFC-浙江省两化融合联合基金(U1709213)
浙江省自然科学基金(LY17F030019)。
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文摘
针对数控加工中平面多轮廓样片的空行程路径优化问题,文中提出了一种基于改进变邻域搜索(Modified Variable Neighborhood Search,MVNS)的元启发式方法。首先,将空行程路径优化问题转化为一类广义旅行商问题(Generalized Traveling Salesman Problem,GTSP)。其次,针对GTSP中的顺序序列问题,对传统的变邻域搜索中的局部搜索和抖动阶段进行了改进。在局部搜索中,设计了基于2-opt和插入算子的邻域结构,同时采用了一种增量计算方法,提高了求解质量和搜索效率;在抖动阶段中,结合遗传算法设计了分块和重组等算子,避免了过早地陷入局部最优。然后,利用禁忌搜索混合动态规划(Tabu Search with Dynamic Programming,TS-DP)算法排除重复的裁剪序列,并确定入刀点位置。最后,通过应用实例和对比实验,从求解精度和运行时间角度检验所提算法的有效性。对于服装样片的测试,所提算法相比服装CAD的精度值提升了51%以上,平均运行时间为9.3s;对于TSP的测试,所提算法在多数算例上达到或超过对比算法的精度值;对于GTSP的测试,虽然所提算法在少数算例上达到或超过对比算法的精度值,但是平均误差与对比算法的差距不超过1%,并且平均运行时间比对比算法缩短了73.7%。实验结果表明了该算法能同时兼顾求解精度和运行时间,具有一定的应用价值。
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关键词
数控裁床
空行程路径
广义旅行商问题
变邻域搜索
禁忌搜索
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Keywords
Computer numerical control cutting machine
Non-cutting path
Generalized traveling salesman problem
Variable neighborhood search
Tabu search
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分类号
TP301.6
[自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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