【所屬領(lǐng)域】
智能制造
【成果介紹】
切割問(wèn)題和裝填問(wèn)題在學(xué)術(shù)界屬于一類(lèi)經(jīng)典的NP 難問(wèn)題，它們有著眾多的變種，例如：一維的背包問(wèn)題，二維的矩形切割問(wèn)題，三維的裝箱問(wèn)題等。其中以二維的場(chǎng)景應(yīng)用最為廣泛，相關(guān)求解算法可以作為玻璃、板材、管材、服裝切割套料智能制造的算法內(nèi)核。
【解決方案】
本軟件的主要用途是針對(duì)玻璃切割的場(chǎng)景提出求解多約束的矩形切割問(wèn)題的分層智能搜索算法，為玻璃切割方案提供全局優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)原料利用率的最大化，在節(jié)約資源的同時(shí)提高產(chǎn)量。
【技術(shù)優(yōu)勢(shì)】
對(duì)于玻璃切割問(wèn)題約束復(fù)雜的特點(diǎn)，本軟件有針對(duì)性的提出了一種局部解的表示方法，它使算法的分布式部署成為可能，并且大大減少了程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存開(kāi)銷(xiāo)。為了提高算法的效率，軟件采用了貪心隨機(jī)的基本搜索框架，并結(jié)合問(wèn)題特點(diǎn)，將搜索過(guò)程分為多層嵌套進(jìn)行，以提高搜索的靈活性和精確性。
【技術(shù)指標(biāo)】
在歐洲運(yùn)籌學(xué)會(huì)與法國(guó)運(yùn)籌學(xué)會(huì)聯(lián)合舉辦的2018年度ROADEF/EURO挑戰(zhàn)賽中的數(shù)據(jù)集上的測(cè)試結(jié)果表明，本軟件的智能枚舉算法能夠?qū)?shù)百塊成品數(shù)十塊原料的大規(guī)模算例進(jìn)行高效的求解，并能夠在3600秒內(nèi)給出平均利用率在94%以上的切割方案，可以滿(mǎn)足實(shí)際生產(chǎn)的需要。
該軟件涉及工業(yè)工程與運(yùn)籌學(xué)等領(lǐng)域的核心優(yōu)化算法，學(xué)術(shù)界與工業(yè)界聯(lián)系緊密。2018年歐洲運(yùn)籌學(xué)會(huì)與圣戈班公司聯(lián)合舉辦了一屆玻璃切割智能優(yōu)化算法挑戰(zhàn)賽，來(lái)自數(shù)十個(gè)國(guó)家的科研機(jī)構(gòu)參加了本屆競(jìng)賽。本產(chǎn)品的算法內(nèi)核在本屆競(jìng)賽中取得了全球第四名的成績(jī)，原料平均利用率超過(guò)90%，與冠軍算法利用率差距在3%以?xún)?nèi)。
【成果展示】
【應(yīng)用場(chǎng)景】
本產(chǎn)品可為玻璃、板材、管材、服裝等眾多實(shí)體生產(chǎn)企業(yè)提供切割制造設(shè)備的智能控制與優(yōu)化，為其節(jié)約生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)能。
【市場(chǎng)前景】
本產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于玻璃、板材、管材、服裝等眾多實(shí)體生產(chǎn)企業(yè)，市場(chǎng)需求廣泛且正處于持續(xù)增長(zhǎng)中。以切割軟硬件解決方案行業(yè)龍頭柏楚電子(SH:688188)為例，其2019年發(fā)行價(jià)為68.58元，當(dāng)前股價(jià)約300元，市值約為300億，其官網(wǎng)首頁(yè)列出的八大產(chǎn)品中，有三項(xiàng)為切割套料軟件。其2020年度報(bào)告中，切割套料軟件所屬的業(yè)務(wù)類(lèi)別營(yíng)業(yè)收入69,452,389.67元，毛利率75.29%，屬于相對(duì)低投入高回報(bào)的產(chǎn)品。
【知識(shí)產(chǎn)權(quán)】
該成果已授權(quán)軟著專(zhuān)利1項(xiàng)：
【合作方式】
技術(shù)轉(zhuǎn)讓
【專(zhuān)家介紹】
呂志鵬，教授、博導(dǎo)，現(xiàn)任華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院人工智能與優(yōu)化研究所所長(zhǎng)。2001年畢業(yè)于吉林大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系，2007年于華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)軟件與理論專(zhuān)業(yè)獲博士學(xué)位。2007至2011年在昂熱大學(xué)（法國(guó)），先后與法國(guó)大學(xué)研究院（IUF）院士、法國(guó)國(guó)家特級(jí)教授Jin-Kao Hao，美國(guó)工程院院士、馮諾依曼理論獎(jiǎng)獲得者Fred Glover進(jìn)行博士后合作研究。2011年聘為華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院教授。
研究方向?yàn)?span lang="EN-US">EDA算法與工業(yè)優(yōu)化。長(zhǎng)期致力于為工業(yè)界提供世界領(lǐng)先的算法解決方案，所研制的一系列智能優(yōu)化算法在國(guó)際算法競(jìng)賽中多次獲得全球前三。主持了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目，并承接了十幾項(xiàng)工業(yè)界實(shí)際落地項(xiàng)目，涉及領(lǐng)域有：電子設(shè)計(jì)與自動(dòng)化（EDA）、芯片制造等。在人工智能、運(yùn)籌優(yōu)化等領(lǐng)域的國(guó)際著名期刊和會(huì)議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文100余篇（如AAAI, IJCAI, AI, IJOC等）。擔(dān)任人工智能頂級(jí)會(huì)議IJCAI、AAAI的程序委員會(huì)成員（Senior Program Committee Member）,以及多個(gè)國(guó)際知名期刊的評(píng)審專(zhuān)家。聯(lián)合世界知名專(zhuān)家學(xué)者共同發(fā)起并組織了EDA國(guó)際算法競(jìng)賽EDA Challenge（www.eda-ai.org）。
【聯(lián)系方式】
成果編號(hào)：CG22010
