矩形布局的启发式优化策略


p s cn e dut ag s ige es lrgo r a d x a d tsaeT e eu fh u e cl xmp oe a js dt c n et s l fai e ein om p n s pc . h slo e m r ae a l ba e oh i n b f n e i r t t n i e so a tei at f etn l p s dut n akn rbe i rg lrAp ligtefail go h ws h t h t mp c o cage oeajs r me top c igpo lm e ua. pyn es er in t s h b e
0 引 言
矩形布 局 问题作 为 一个具 有 N —h d的组 合 最优 P ar 化 问题 , 广 泛 存 在 于 板材 切 割 、排 样 、大 规 模 集 成 电 路 设 计 、 服 装 裁 剪 和 印刷 排 版 等领 域 。 由于 在 有 限 时 间 内无 法 获 得 全 局 最 优 解 ,许 多学 者 提 出各 种 启 发 式 算 法 l 1 于解 决不 同领 域的 矩形 布局 问题 ,但 很 难找 1 用 到 一 种 对 于 各 种 不 同 特 点 的 布 局 问 题都 有很 好 适 应 性 的求 解 方 法 。 通 过 对 不 同 算 例 计 算 结 果进 行 分 析 和 比
Abs r c : nod r os lete e tn l akn r be o eb ss f e s l go loi m,h ca ge t a t I re v ca ge c igp o lm nt a i o ai er inag r h ter tn l t o hr p h f b e t e
间。算例结果表明,矩形调整对布局结果影响有规律 ,利用可行域算法求解矩形布局问题 , 简便 、快捷 、灵活、适
应 性 强 ,3 而能 够 灵活 快 速 地 获得 更 优 异 的矩 形 布 局排 布 方案 指 导 工程 实践 。 , k

[ 关键 词 】 矩形布局 ;可行域 ;启 发式算 法;矩形 形态;空间利 用率 【 图分 类号 ]T 3 1 6 中 P 0 . [ 献标识 码 ]A 文 [ 文章编号 】l 7 — 3 6( 0 ) 3 0 4 — 4 14 2 2 1 0— 05 0 6 2
第1 第3 2卷 期 2 1年 9 02 月
温 州 职 业 技 术 学 院 学 报
J u n lo e z o c to a o r a fW n h u Vo a i n l& T c i a le e e hn c lCo l g
Vo .2N O3 11 . Se . p201 2
Ke r s R ca gep c igpo lm; e s l go ; e r t rtg ; e tn l p s; p c tiainrt y wo d : e tn l akn rbe F ai er in H u s c t e y R ca ge oe S aeuiz t i b e i is a l o ao
Optm ia i n f rRe t ng e Pa k ng Pr b e s d o i z to o c a l c i o l m Ba e n H e itc S r t g ur si t a e y
ZHANG ng h n W ANG u y n , Pe c e g , Ch n a RU in y n Ja g a
1 矩 形布 局 问题 的描 述
矩 形 布 局 问 题作 为一 类 二 维 布 局 问 题 , 将 矩 形 作 为 排 布 对 象 , 或 利 用 矩 形替 代 任 意 多边 形 或 不 规 则 图 形 进 行 排布 , 其 特 点 是 既 保 留 了布 局 问 题 的 复 杂 性 , 又使得 问题求解一定程 度上得到简化 ,工程实践 中, 有 相 当一 部 分 多 边 形布 局 问 题 的求 解 是 利 用 包 络 矩 形 将 多边 形 转 化 为 矩 形 来 处 理 的 。 矩 形布 局 问题 是 在 给
矩 形布局 的启 发 式优 化策 略
张 鹏 程 王 春 艳 茹 江 燕 , , ( . 北工 程技 术 高 等专 科 学校 电力工程 系 ,河 北 沧 州 1河 2 沧 州 设备 安 装技 工 学校 , 河 北 沧 州 . 0 10 ; 6 0 1 0 10 ) 6 0 0
[ 摘 要] 利 用可行域 算法求解矩形布局 问题 ,通过调整矩形布入形态 ,改 变其单一的可行域形式增 大其解空
ag rt m os l erc a g ep c i gp o l m ssm pe f s, e i l n d p a l, n h sab te e tn ep c i g l o h t o v e tn l a k n r b e i i l, a tf x b ea da a t be a d t u etrr ca gl a k n i l p o l m a eo an dt u d hepr ci e r b e c n b bti e o g i et a tc .
{. eatetf l tcl n i e n . eeE g er g n cn a ol eC nzo, 60 1C i ; 1D p r n o Ee r a gn r g H bi n i e n dT hi l lg, agh u0 10 . h a m c i E ei n i a e c C e n 2 C n zO c n a Sh o o E u m n Is l t n C n zo , 6 0 0 C i ) . a gh UT h i l c o lf q i etnt l i , ag h u 0 1 0, h a e c p a ao n
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一种解决矩形布局问题的启发式快速算法

一种解决矩形布局问题的启发式快速算法

A s e r si g r t m o o v n Fa tH u itc Al o ih f r S l i g
Re t ng e Pa k ng Pr b e c a l c i o l m
W ANG i Sh
( col f ot r n i eig H ahn nvr t o cec n eh o g , h n 30 4 C ia Sh o f eE g er , uzo gU iesy fSi eadT cn l y Wu a 0 7 , h ) o S wa n n i n o 4 n
s swe e e u e n d v r e t a u r p e l o t m wa ey e f ci e e m x td.a e i d h to rp o os a g rh c i f d i sv r f t . e v
Ke r s p c n y wo d : a k g;se l e;h u it lo t m ;r c a g e p c i g p o lm i tpi k e rsi a g rh c i et n l a k n r b e
大规模集成电路 的布局 与布 图规划 等 , 这类 问题在
研究 时 都 可 以形 式 化 为矩 形 P ci 问 题 。矩 形 Pc— ak g n ak
i 是一个 N n g P难 问题 , 寻找 这类 问题 的快速解 法 , 具 有广泛的实 际意义 , 因此吸引 了国内外许 多学者 的研
于正 交 矩形 Pcig 题 , 有 一 般 性 和 全 局 性 , 易 ak 问 n 具 极 扩 展 为 三维 Pcig 三 维 装 箱 ) 多 个 矩 形 容 器 的 全 akn ( 和
第2卷 1

矩形布局设计中的两种可行域定位策略

矩形布局设计中的两种可行域定位策略

5 2














下移动 为止 , 然后再 向左移 动 , 到不能再 向左 移动 为止 。 直 4 按 函数值定 位 。将 矩形 布局空间进行 量化处理 , ) 使矩 形 的摆放 位置 由一具 体 的函数 f( j ,i来体 x, ) ,Z
现 。其 中的 自变量( 。Y,i为布局 空间 中的矩形基点 的坐标 , -,。: z 2) 通过 映射 f x , ,i的作用 将其 变换 为一个 ( Z)
可 以 比较 的 数 值 , 此 确 定 当 前 摆 放 位 置 是 否 可 行 及 优 劣 。 以
3 布 局 中的可 行域
利用 可行 域法求 解二维 矩形 布局问题是 在充分利 用和挖 掘矩形在 当前布局 空间 中可行域所 包含 的有效
信息 , 可行 域做 为求 解矩 形布局 问题 中确定 定位策 略 的基础 , 将 从而最 终获得 良好的布 局结果 。具体方 法如
下: 首先根 据定序 策略选定 布入 的矩形 ; 然后 , 根据求解 并选定 矩形 的可行域 , 过定位 评价 函数 和定位 函数 通 计算, 比较定 位 函数值 的大 小 , 最终确 定该 布局 矩形放 置 的位 置 , 更新 布局空间 。 复上述 过程最 终完成1 -90
基金项 目: 河北 工程 技 术 高等 专 科 学校 科 研 基 金 资 助 项 目 ( 0 0 ) XZ 9 4 作者简介 : 张鹏 程 ( 9 6 ) 男 , 士 , 究 方 向 : 算 机 辅 助 布 局 设 计 , AD c 17一, 硕 研 计 C / AM 技术 。
置 , 即 矩 形 的 定 位 策 略 。 据 千 百 年 来 形 成 的经 验 及 研 究 现 状 , 结 基 于 启 发 式 的 定 位 策 略 有 如 下 几 个 : 也 根 总

黄文奇--求解带有预放置矩形块的布局问题的启发式算法

黄文奇--求解带有预放置矩形块的布局问题的启发式算法
第 24卷第 8期 2007 年 8月
计 算 机 应 用 研 究 Application R esearch of C o m puters
V o.l 24 N o .8 Aug . 2007
求解带有预放置矩形块的布局问题的发式算法
刘景发
1 , 2
*
, 黄文奇
2
( 1. 南京信息工程大学 计算机与软件学院, 南京 210044; 2. 华中科技大学 计算机学院, 武汉 430074) 摘 要: 在超大规模集成电路设计中 , 一些特别重要的部件, 如 RAM、 ROM、 CPU 等经常被优先放置 , 而其他元 件则被两两互不重叠地放置在芯片的剩余区域。 这类问题能被形式化为带有预放置矩形块的布局问题 。基于 占角和最大穴度优先的放置策略, 为该问题的快速求解提供了一种高效的启发式算法 。算法的高效性通过应用 于标准电路 MCNC 得到了验证 。 关键词: 预放置; 布局问题; 启发式算法 中图分类号: TP311 文献标志码 : A 文章编号: 1001 3695( 2007) 08 0119 03
, 于是带有预 放置矩形
块的布局问题也是 NP 难的。求解 NP 难问题是当今 计算机科 学面临的最严峻的挑 战。对于 带有预放置矩形块的布局问题 ,
收稿日期 : 2006 07 06; 修返日期 : 2007 07 06 ( 05C649)
基金项目 : 国家自 然科学基 金资助项 目 ( 10471051) ; 湖南 省教育厅 科学基金 资助项目
作者简介 : 刘景发 ( 1972 ) , 男 , 湖南人 , 博士 , 主要研究方向为算法优化 、 生物信息学和 NP 难问题求解 ( ljf720622 @ 163 . com ) ; 黄文奇 ( 1938 ), 男 , 湖北人 , 教授 , 博导 , 主要研究方向为 N P 难问题现实求解 .

求解矩形布局问题的自适应算法

求解矩形布局问题的自适应算法

求解矩形布局问题的自适应算法王金敏;王保春;朱艳华【摘要】Rectangular packing problem is NP-Hard and normally solved by heuristic algorithms. By combining simulated annealing with genetic algorithm, an adaptive algorithm for rectangular packing problem is presented. The placement function for the structural algorithm is studied. Some strategies such as adaptive crossover, mutation and the probability of accepting poor solution can be used in order to optimize the parameter of placement function. The algorithm through two way determination initial population's number has the strong compatibility. In the algorithm search's later period, the most different individual is used to carry on crossover operation, thus maintains the population's multiplicity. The experimental results show that the algorithm is reasonable and efficient with comparing ones of other algorithms.%矩形布局问题属于NP-Hard问题,其求解算法多为启发式算法.该文侧重于构造布局求解算法中定位函数(规则)的优化,将模拟退火算法的思想融入到遗传算法中,提出了求解矩形布局问题的自适应算法,其利用自适应交叉、变异及接收劣质解的概率等方法对定位函数中各参数进行优化.算法通过两种方式确定初始种群的数目,具有较强的适应性.在算法搜索的后期,利用差异性较大的个体进行交叉操作,从而保持种群的多样性.最后通过实例证明了该算法能够很好的应用于矩形布局问题的求解.【期刊名称】《图学学报》【年(卷),期】2012(033)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】计算机应用;矩形布局;遗传算法;模拟退火算法;组合优化【作者】王金敏;王保春;朱艳华【作者单位】天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222;天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津300222;山东英才学院,山东济南250104【正文语种】中文【中图分类】TP391.7布局问题[1]是指满足必要的约束条件下,在布局容器中通过有效合理的方法放入若干个待布物体,并且达到某种最优指标。

矩形件的“一刀切”排样优化设计

矩形件的“一刀切”排样优化设计
法 相 结 合 的方 法 。 当矩 形 数 量 较 大 时 ,计 算 量很
C u t t i n g ) ,该 种 切 割 方 式 适 用 于 原 材 料 宽 度 固 定
但 长 度 无 限 的 情 况 ,如 图 1( a )所 示 ;2)一 刀 切 ( Gu i l l o t i n e Cu t t i n g ) 方 式 , 该切 割 方 式 的特 点
王桂兰,朱志松 ,朱龙彪 ,王 杰
W ANG Gu i - l a n ,ZHU Zh i . s on g,ZHU L o n g . b i a o,W ANG J i e
( 南通 大学 机械 工程 学院,南通 2 2 6 0 1 9 )

要 :采 用 遗传 算法 对矩形 件进 行排 样 优化 ,迭 代搜 索最优 解 ,以 提高板 材 利用率 ,降低生 产成 本 。应用 基 于指 数变 换的 非线 性动 态适 应度 函数 ,引进精 英保 护策 略 ,使用 部分 匹配 交叉 ( P a r t i a l l y M a t c h e d C r o s s o v e r )算 子 ,以提高算法的优化精度。结合最低水平线搜索算法 对遗传 种群进 行解码 ,并搜索最 佳吻合矩 形 ,减 少排样 空隙。排样结 果满足 “ 一刀切 ”工艺
要求 ,板材利用率达 9 7 %。
关键词 :矩形 ;遗传算法 ; “ 一刀切 ” ; 排样优 化 中图分类号 :T P 3 9 1 文献标识码 :B
O o i :1 0 . 3 9 6 9 / J . i s s n . 1 0 0 9 - 0 1 3 4 . 2 0 1 4 . 0 1 (E ) . O 1
骞 、 l

匐 似

启发式优化算法

启发式优化算法

公路连接问题
某一地区有若干个主要城市,现准备修建 高速公路把这些城市连接起来,使得从其 中任何一个城市都可以经高速公路直接或 间接到达另一个城市。
假定已经知道了任意两个城市之间修建高 速公路成本,那么应如何决定在哪些城市 间修建高速公路,使得总成本最小?
组合优化问题
问题的最优解是某一种方案 求解方法:启发式优化算法 演示MATLAB程序求解旅行商问题
随机性
所有的启发式优化算法都是随机的。 理论上讲,启发式优化算法的随机性保证了在给定计算时间内得到最优解的概率非零。然而实
际上,为了得到给定问题的最优解,往往花费非常可观的计算时间。
难以解析
难于对启发式优化算法进行解析研究,部分是因为它们的随机性和问题相关性。
迭代性质
所有的启发式优化算法在本质上都是迭代方法,因此需要某种停止判据来决定何时终止优化过 程。常用的停止判据包括:计算时间:达到了制定的计算时间、函数求值次数或者迭代次数。 优化目标:目标函数值达到某个预定的目标值。最小改进量:相邻两次迭代目标函数之差小于 某个预定值。相对最小改进量:相邻两次迭代目标函数之差的某一数学变形小于某个预定值。
/
Adaptive Simulated Annealing (ASA)
/annealing/simanneal.html …
俺写的SA代码
GEN=0 产生初始种群
满足停止条件
计算每个个体的适应度
函数优化问题
无约束函数优化问题 有约束函数优化问题
混合优化问题
函数优化+组合优化
七桥问题
Euler在1736年访问Konigsberg时,他发现Konigsberg城中有 一条名叫Pregel的河流,河上建有七座桥如图所示: 市民有 趣的消遣活动是星期六作一次走过所有七座桥的散步,每 座桥只能经过一次而且起点与终点必须是同一地点。

二维装箱问题的算法

二维装箱问题(2D Bin Packing Problem)是一个经典的组合优化问题,它的目标是将一系列的矩形物品放入最小数量的容器中,同时满足每个容器的尺寸限制。

这个问题在实际应用中有很多场景,如物流、仓储、广告排版等。

解决二维装箱问题的算法有很多,以下是一些常见的算法:1. 贪心算法(Greedy Algorithm):贪心算法是一种简单且易于实现的算法。

它的基本思想是在每一步都选择当前最优的解决方案。

对于二维装箱问题,贪心算法可以选择每次放入面积最大的矩形,直到无法再放入为止。

然后开始新的一行,重复这个过程。

贪心算法的缺点是可能得不到最优解,因为它没有考虑到后续的放置情况。

2. 启发式算法(Heuristic Algorithm):启发式算法是一种基于经验的算法,它通过一定的规则来指导搜索过程。

对于二维装箱问题,启发式算法可以根据矩形的长宽比、面积等因素来确定放置的顺序和位置。

启发式算法通常能够得到较好的解,但不一定是最优解。

3. 遗传算法(Genetic Algorithm):遗传算法是一种模拟自然选择和遗传机制的全局搜索算法。

它通过不断地进行交叉、变异和选择操作,来生成新的解决方案。

对于二维装箱问题,遗传算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。

4. 模拟退火算法(Simulated Annealing):模拟退火算法是一种基于概率的全局优化算法。

它通过在一定的温度下随机搜索解空间,并在温度降低时逐渐收敛到最优解。

对于二维装箱问题,模拟退火算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。

5. 粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization):粒子群优化算法是一种基于群体智能的全局优化算法。

它通过模拟鸟群觅食行为,来寻找最优解。

对于二维装箱问题,粒子群优化算法可以用于优化矩形的放置顺序和位置,以找到更优的解。

6. 线性规划(Linear Programming):线性规划是一种数学优化方法,它可以用于求解具有线性约束和目标函数的问题。

摆放位置最佳拟合的算法

在实际应用中,摆放位置最佳拟合的算法可以采用多种方法实现。常见的方法包括遗传算法、模拟退火算法、蚁群算法等。这些方法均可以通过对问题的建模和优化求解,找到最佳的摆放位置。
摆放位置最佳拟合的算法在现代生活中有着广泛的应用,涉及领域包括物流管理、零售业、家居设计等。通过对问题的建模和优化求解,可以实现最佳的摆放位置,提高效率和舒适度。希望本文可以帮助读者更好地理解摆放位置最佳拟合的算法及其应用。
摆放位置最佳拟合的算法
全文共四篇示例,供您参考
第一篇示例:
摆放位置最佳拟合的算法在现代生活中扮演着重要的角色。随着智能科技的发展,人们更加关注如何将物品摆放在最合适的位置,以提高效率和舒适度。本文将介绍摆放位置最佳拟合的算法在不同领域的应用,以及一些常见的算法实现方法。
摆放位置最佳拟合的算法在物流管理中有着广泛的应用。在仓库管理中,通过算法可实现对货物的最佳摆放,以减少空间浪费、提高存取货效率。这种算法通常会考虑货物的尺寸、重量、存取频率等因素,以实现最优的摆放位置。
需要注意的是,最佳拟合的算法虽然可以在一定程度上解决摆放问题,但是在实际应用中仍然需要考虑用户的实际需求和个性化。在应用算法的也需要结合用户的反馈和设计师的经验,才能够得到最终满意的结果。
最佳拟合的摆放位置算法可以帮助我们更科学、高效地解决摆放问题。利用计算机图形学和优化算法,可以实现对多种因素综合考虑的最佳摆放位置,为用户和设计师提供更好的选择和设计方案。在未来,随着算法和技术的不断发展,相信这一领域会有更多的进步和应用。
一、摆放位置最佳拟合的算法原理
摆放位置最佳拟合的算法是一种基于数学计算的方法,它通过对物品的属性和空间的特征进行分析,得出最佳的摆放位置。在该算法中,常用的数学模型包括线性规划、整数规划、最优化模型等。以家具摆放为例,算法会综合考虑家具的尺寸、功能、风格以及空间的大小、形状等因素,然后计算出最佳的摆放位置,使得家居环境既美观又实用。

矩形件排样最优化问题求解

矩形件排样最优化问题求解张青;刘芳【摘要】In order to resolve the problems of low manual typesetting efficiency and poor typesetting utilization rate of large-scale wedding dress developing companies,a layout optimization solution of rectangular pieces,that is,automatic photo typeset-ting method based on the expert template,is proposed. After a certain company′s testing for half a year,the test results show that the typesetting utilization rate of the proposed method is 4.3% higher than that of the manual typesetting,and the work effi-ciency has been increased by some orders of magnitude.%为了解决大型婚纱冲印公司人工排版效率低,排版利用率差的问题,提出一种矩形件排样最优化的解决思路,即基于专家模板的照片自动排版方法.经过某公司半年测试,其方法排版利用率高于人工排版4.3个百分点,工作效率则实现数量级的提升.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2017(040)022【总页数】3页(P72-74)【关键词】矩形件排样;自动排版;婚纱冲印;排版利用率【作者】张青;刘芳【作者单位】南宁职业技术学院信息工程学院,广西南宁530000;广西大学计算机与电子信息学院,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TN081-34矩形件优化排样问题广泛地出现于轻工、家具、造纸及玻璃切割等行业,它将许多小矩形件尽可能多地、无重叠地排放到一个定宽、定长的矩形板材上,使其利用率达到最大[1]。

求解装箱问题的启发式算法研究


personification heuristics,which is inspired by the daily
strategy
of
building wall in the 2D・packing
life.Similar
to
the personification heuristics for the

algorithm,we
based
transform
the 2D strip packing
problem into
problem.Then,for the 2D
on
knapsack
packing problem,we present
to pack
least
wasted
first strategy
等制造行业都有广泛应用。
与切割相对应的是填充(排样、布局)问题,随着超大规模集成电路的出现, 一块电路板中的元器件有成千上万个。怎么样合理地安排每个元器件在电路板上 的位置,最大化利用电路板的空间,即电路板的布局问题,成为集成电路版图设 计中的一个重要步骤。该问题也同样出现在报纸的排版中。 在数学的王国中,有一个问题一直困扰着人们,即“完美正方形”【2l的寻找。 所谓“完美正方形"是指可以用一些大小各不相同,并且边长为整数的小正方形 铺满的正方形,有趣的是,该问题也跟装箱问题有密切联系,事实上,21阶的 “完美正方形’’正是用大型电子计算机算出来的。 由此可见,装箱问题的应用非常广泛,研究该问题有着重要的实际意义。随 着应用领域的不同,装箱问题的目标和约束条件也不同,因此人们抽象出了一些 通用的数学模型并把该问题分成了很多类型来分别研究。装箱问题一般可描述如
and the newspaper
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