家具板材智能排料控制系统优化研究

时恒秀

（连云港美步家居有限公司，江苏连云港222062）

0 引言

非标准化生产的家具能有效兼顾消费者的功能与审美需求，主要以人造板为基材，搭建空间利用率高、易于拆装与组合的定制家具，其具有巨大的潜在市场规模[1-2]。然而，家具的非标准化生产存在批量小、规格与样式多等特点，下料过程中板材排料顺序若无合理规划，势必造成大量板材资源消耗，既降低材料的利用率，又不利于控制家具的定制成本。由于排料系统是典型的NP完全问题，家具材料的利用率和成本控制不仅取决于排料尺寸精度，还受限于时间等因素，即排料优化阶段是否存在足够的家具定制需求。目前，仅有小部分企业采用精细管理的板材排料系统[3-5]，通过定额计算、二维排料优化和下料控制以提高家具板材的利用率。而为进一步实现定制家具板材排料与下料问题的优化，一方面利用粒子群算法（PSO）优化板材的二维排料问题，以定制周期和板坯几何尺寸为约束条件，在规定时间内确定最优的排料方案，另一方面利用插补和布尔运算生成板材切割剩余后的二维轮廓，方便进行小尺寸标准家具的生产，从而进一步提高对家具板材的利用率。

1 智能排料系统优化方案

家具板材智能排料系统优化采用图1所示的控制系统。厂商按照消费者对定制家具的功能和样式需求，通过CAD对所用板材进行预组装、组合，并在协商的定制周期内对板材进行排样，同时将该时间段内其他定制家具的需求实时反馈回厂商，进而按成品板材的几何尺寸对定制家具的尺寸、样式需求进行集中排料、下料和切割。……